CN107233997B - 具有智能调控功能的磁微流控精选机及其成套磁选设备 - Google Patents

Abstract

提供一种具有智能调控功能的磁微流控精选机及其成套磁选设备，所述具有智能调控功能的磁微流控精选机在控制柜的智能调控下，磁场和分选主机(4)内的水流精细配合，在由不同品位的磁链组成的磁链流中形成局部微水流，局部微水流通过将磁链流中不需要的低品位磁链剔除掉，来对向下运动的磁链流不断提纯，最终磁链流沉积到分选底锥(5)形成精矿排出。其在保证高回收率的同时可以达到理想可选精矿品位、处理量大、用水量低、自动化程度高等优点。

Description

具有智能调控功能的磁微流控精选机及其成套磁选设备

技术领域

本发明属于磁性分离技术领域，具体涉及一种具有智能调控功能的磁微流控精选机及其成套磁选设备，其属于新型智能电磁分离设备。

背景技术

随着铁矿市场的过剩和近一段时间甚至长期低迷的铁矿走势，对于各大选矿厂来说，改善选矿工艺、降低铁精粉的生产成本成为亟待解决的问题。

对于降低铁精粉生产成本目前可以通过开采高品位原矿或改善选矿工艺来实现。由于国内矿山普遍贫矿，富矿极少，对于国内绝大部分选厂而言开采高品位原矿这一途径几乎是不能实现的，所以只能通过提升选矿工艺来降低铁精粉的生产成本；而选矿工艺又可通过“多碎少磨”或“少磨多选”等途径来进行改善，达到降低生产成本的目的。

对于普通湿式筒式磁选机，其主要靠磁力来进行分选，对于精矿的再精选而言，磁场强度高难以同时保证高品位和高精矿回收率；最终为保证高精矿回收率不得不舍弃品位提升幅度。对于脱泥槽而言，采用永磁体和水共同分选脱泥，只能保证脱去泥，不能去除夹杂的贫连生体，所以品位提升有限。磁选柱可以同时保证高提品幅度和高回收率，但有处理量低的缺点，难以实现大型化和大处理量。淘洗磁选机、品位提升机、螺旋柱等产品虽然都用于克服以上缺点，但是耗水量大；并且因为这些设备自动化水平很低，需要大量的人力去维护调节，因此增大了铁精粉的成本。

同时对于此类磁重选设备，需要依靠给水和磁场非常细微精细的配合才能达到高的分选指标。在追求高品味的同时又能兼顾高回收率，最大程度上得到高品位精矿和最小量的跑尾。而目前淘洗磁选机、品位提升机、螺旋柱等设备给水系统简单，难以达到给水和磁场的精细配合。这就导致了不能得到最理想的精矿。同时因为给水系统粗放而导致设备耗水量巨大。

综上所述，为了实现提升选矿工艺，降低铁精粉的生产成本，追求更加理想的精矿品位和回收率。急需一种品位提升幅度高、回收率高、耗水量很小、自动化程度高的大型品位提升设备来担当选矿工艺中少磨多选和达到理想分选目标的职责。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人经过多次设计和研究，提出了一种具有智能调控功能的磁微流控精选机及其成套磁选设备，磁微流控精选机通过控制柜调控磁场和给水的互相配合，在向下流动的由磁链形成的磁链流中形成局部微水流对磁链流进行提纯，最终实现对矿物的精确分选功能。其在保证高回收率的同时可以达到理想可选精矿品位、处理量大、用水量低、自动化程度高等优点。

依据本发明的第一技术方案，提供一种具有智能调控功能的磁微流控精选机，其在控制柜的智能调控下，磁场和分选主机4内的水流精细配合，在由不同品位的磁链组成的磁链流中形成局部微水流，局部微水流通过将磁链流中不需要的低品位磁链剔除掉，来对向下运动的磁链流不断提纯，最终磁链流沉积到分选底锥5形成精矿排出。

其中，由给矿槽1、溢流槽2、分选主机4、分选筒锥形底5组成了分选系统，给矿槽1设置在溢流槽2的上部，溢流槽2设置在分选主机4的上部，分选筒锥形底5设置在分选主机4的下部。在溢流槽的中部设置斜面8，斜面8下方设置有溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15。

进一步地，溢流槽2的内围板6上设置有多个尾矿出口7，尾矿出口7可以是方形、圆形等多种形状，用于排出分选主机4内产生的尾矿。分选主机4底部锥形筒上设置有上给水管13、中给水管18和下给水管11，给水管13、中给水管18和下给水管11处于不同高度，且三个给水管上设置有带有盲法兰的清污口20。溢流槽2上设置有尾矿管3、斜面8和第一传感器9，溢流槽2上的第一传感器9位于斜面8下方；和/或溢流槽2上设置的溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15可以对侧设置也可以互相有一定夹角，且给水管数量为一个或一个之上。

此外，所述溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15两个给水管在控制柜24控制下，通过调控溢流槽给水阀21控制给入到具有智能调控功能的磁微流控精选机上部的给水量；和/或溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15上设置有溢流槽给水阀21。分选主机4底部设置有通过法兰连接的分选底锥5，分选底锥5一侧设置有第二传感器23，分选底锥5下部设置有排矿阀26，分选主机4内设置有磁系。

优选地，溢流槽给水阀21、底锥给水阀25、排矿阀26、传感器第一传感器9和第二传感器23、分选主机4内设置的磁系及控制柜24构成了具有智能调控功能的磁微流控精选机的控制系统，并由控制柜24对阀门开度、磁场大小进行智能调控。

更优选地，溢流槽给水阀21、底锥给水阀25和排矿阀26为球阀、蝶阀、管夹阀等多种阀门中的一种或多种，阀门的控制方式可以是手动、电动、气动中的一种或多种。

依据本发明的第二技术方案，提供一种成套磁选设备，在其中使用了上述任一所述的具有智能调控功能的磁微流控精选机。

相比较于现有技术的磁选机，本发明所公开的具有智能调控功能的磁微流控精选机解决了湿式筒式磁选机、脱泥槽对于磁铁矿精矿品位提升效果不明显；磁选柱处理量低难以实现大型化大处理量；淘洗磁选机、品位提升机、螺旋柱给水粗放，水流及矿浆流不能非常精细的配合磁场而精确分离磁性颗粒和杂质的问题，及由此导致的耗水量大且提品幅度和回收率有限等问题；常规设备自动化程度低的问题。进一步地，本发明结构简单、设计合理，填补了此类磁重选设备的空白，值得广泛的推广应用。

附图说明

图1为依据本发明的具有智能调控功能的磁微流控精选机的示意图。

图2为图1中所示具有智能调控功能的磁微流控精选机的右视图。

图3为图1中所示具有智能调控功能的磁微流控精选机中的控制柜的示意图。

图4为图1中所示具有智能调控功能的磁微流控精选机中的局部区域A的放大示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外地，不应当将本发明的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。

本发明磁微流控精选机所指示的“磁微流控”，“磁”具体指代的是磁场、磁性颗粒或磁性颗粒团聚成的磁链。“微”具体指代的是精准、精确、精细或者微小的意思。“流”具体指代的是流动的磁性颗粒群、流动的磁链群、各给水管路的水流或分选主机中形成的局部微水流。“控”具体指代的是控制。“磁微流控”整体指代对磁场、磁性颗粒或磁性颗粒团聚成的磁链进行精准微控制。

相比较于现有技术中的磁选机，本发明创造性地实现了磁微流的控制。本发明的具有智能调控功能的磁微流控精选机在控制柜的智能调控下，磁场和分选主机内的水流精细配合，在由不同品位的磁链组成的磁链流中形成局部微水流，局部微水流通过将磁链流中不需要的低品位磁链剔除掉，来对向下运动的磁链流不断提纯，最终磁链流沉积到分选底锥形成精矿排出。进一步地，具有智能调控功能的磁微流控精选机可以作为大型智能矿物分选设备，通过控制柜调控磁场和给水的互相配合，在向下流动的由磁链形成的磁链流中形成局部微水流对磁链流进行提纯，最终实现对矿物的精确分选功能。其优选用于选矿厂对磁性矿进行分选，具有在保证高回收率的同时可以达到理想可选精矿品位、处理量大、用水量低、自动化程度高等优点。

概要地，本发明的具有智能调控功能的磁微流控精选机主要由给矿槽、溢流槽、分选主机、分选底锥组成分选部分；由第一传感器、第二传感器、接线盒、控制阀、控制柜、分选主机内部的磁系组成智能控制部分。其中，给矿槽用于将矿浆给入到具有智能调控功能的磁微流控精选机，溢流槽用于排出尾矿，分选底锥下部的控制阀门用于控制精矿的排出。溢流槽上设置有两个对称分布的溢流槽给水管一和溢流槽给水管二，并在两个给水管上设置有控制阀。通过这两个给水管在控制柜控制下调控给入到具有智能调控功能的磁微流控精选机上部的给水量。分选主机底部设置有上给水管、中给水管、下给水管等三个给水管，三个给水管上均设置有控制阀。三个给水管在控制柜控制下调控给入到具有智能调控功能的磁微流控精选机下部的给水量。

进一步地，分选主机内部设置有磁系，用于产生分选磁场，起到使给入到具有智能调控功能的磁微流控精选机内部的磁性颗粒发生团聚-分散等作用,同时在控制柜的智能控制下与分选主机内部磁性颗粒浑浊液的流动精细配合,达到精确分离的作用。通过设置在具有智能调控功能的磁微流控精选机上部的两个给水管和具有智能调控功能的磁微流控精选机下部的三个给水管，五重给水各自分工。控制柜从第一传感器和第二传感器处得到反馈信号，从磁系得到磁场信号，然后通过控制柜内的程序智能计算出各控制阀应该打开的开度大小。如此便能使给入具有智能调控功能的磁微流控精选机内部的水与磁场精细配合，达到把高品位磁性颗粒和低品位杂质精确分离的目的。

具体地，参考附图1-4所示，具有智能调控功能的磁微流控精选机主要由给矿槽1、溢流槽2、分选主机4、分选底锥5组成其分选部分。由第一传感器9、第二传感器23、接线盒10、溢流槽给水阀21、底锥给水阀25、排矿阀26、控制柜24、分选主机4内部的磁系组成其智能控制部分。

给矿槽1用于将矿浆给入具有智能调控功能的磁微流控精选机。给矿槽1侧面设置有第一吊耳14，顶部设置有给矿槽盖22，底部与溢流槽2连接。根据具体设计的不同，其中第一吊耳14也可设置在给矿槽盖22顶部，给矿槽1与溢流槽2之间既可以直接焊接也可以通过法兰螺栓固定。给矿槽盖22顶部入矿，可以依据使用现场的入料管道大小在给矿槽盖22上开相应大小的入料孔来进行给矿。

溢流槽2用于将分选产生的尾矿排出，并且可以通过设置在溢流槽2上的溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15两个给水管，把水给入分选主机4上部。

溢流槽2上设置的溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15位于溢流槽2中部的斜面8的下方。两个溢流槽给水管可以对向设置也可以互相有一定夹角设置。依据具体设计溢流槽给水管数量也可以大于两个或者只有一个，也可以流通其它流体。只要溢流槽2处增设管路就在本发明的保护范围内。

在溢流槽给水管一12和溢流槽给水管二15上设置有溢流槽给水阀21。溢流槽给水阀21通过控制柜24控制其从溢流槽2下部给入具有智能调控功能的磁微流控精选机的给水流量、流速等参数。

溢流槽2的溢流槽内围板6上开有数量大于等于一的尾矿出口7。优选方案为尾矿出口7环周均布在内围板6上，形状为方形。另外依据具体设计方案该尾矿出口7也可以不均布，形状也可以采用其他形状。只要溢流槽内围板6上设置有出口就在本发明的保护范围内。

溢流槽2上设置有第一传感器9，位于斜面8的下方。其可以是压力传感器、浓度传感器、品位传感器或者颜色传感器中的一种。其用于探测溢流槽2处对应传感器功能的信号，并将信号反馈给控制柜24。

优选技术方案，溢流槽2通过法兰连接到分选主机4顶部。依据具体设计方案，溢流槽2也可以直接焊接到分选主机4顶部。

溢流槽2的一侧设置有尾矿管3、中部设置有斜面8。尾矿管3位于斜面8的坡底位置，用于连接外部管道排出尾矿。斜面8用于将尾矿汇聚到尾矿管3一侧，方便尾矿管3排矿。

分选主机4主要用于分选矿浆。通过分选主机内部设置的磁系产生磁场，磁场引起磁性颗粒的团聚-分散。通过控制柜24的智能调控，磁场和分选主机4内部的水流精细配合，使已经不存在夹杂的高品位磁链、低品位磁链及杂质发生精确分离。杂质和低品位磁链向上运动形成尾矿通过溢流槽2上设置的尾矿管3排出。磁链向下运动，形成精矿通过分选底锥5下部排出。

分选主机4的顶部和中下部，分别设置有上固定法兰17和下固定法兰19用于将具有智能调控功能的磁微流控精选机固定到具有智能调控功能的磁微流控精选机架体或者承载地基上。上固定法兰17上设置有第二吊耳16，用于吊装分选主机4。上固定法兰17和下固定法兰19上都设置有吊装孔和安装地脚孔分别用于吊装和具有智能调控功能的磁微流控精选机固定。

在上固定法兰17和下固定法兰19之间设置有接线盒10用于连接具有智能调控功能的磁微流控精选机与控制柜24，是控制柜24和具有智能调控功能的磁微流控精选机之间线缆的连接端口。

优选地，上给水管13、中给水管18、下给水管11三个给水管按高低不同设置在分选主机4底部的锥形筒上，用于从分选主机4中下部向具有智能调控功能的磁微流控精选机给水。给水管上都安装有底锥给水阀25，通过控制柜24控制其从分选主机4中下部给入具有智能调控功能的磁微流控精选机的给水流量、流速等参数。给水管上均设置了带有盲法兰的清污口20。分选底锥5下部设置有排矿阀26，通过控制柜24控制其从分选主机4中下部给入具有智能调控功能的磁微流控精选机的给水流量、流速等参数。

此外依据具体设计方案，给水管数量不限于三个，既可以小于也可以大于三个。给水管上也可以不设置清污口20。给水管上也可以不设置底锥给水阀25。只要锥形筒上设置大于等于一个给水管即在本专利的保护范围内。

分选主机4底部设置有通过法兰连接的分选底锥5，不仅用于安装排矿阀26来控制精矿的排出量和排出浓度，也可以通过其可拆卸的功能来清理具有智能调控功能的磁微流控精选机底部的污物。

分选底锥5一侧设置有第二传感器23，可以是压力传感器、浓度传感器、品位传感器或者颜色传感器中的一种。其用于探测分选底锥5处对应传感器功能的信号，并将信号反馈给控制柜24。

以上所述装置上设置的溢流槽给水阀(控制阀)21、底锥给水阀25、排矿阀26，均可以是球阀、蝶阀、闸阀、管夹阀等多种种类之一或多个，阀门控制方式也可以是手动、电动、气动等多种方式之一或多个。并结合分选主机4内设置的磁系、第一传感器9、第二传感器23、控制柜24共同组成了磁微流控精选机的智能控制系统。磁微流控精选机工作时通过控制柜24来自动调控各部件。

本发明通过给矿槽1将矿浆给入分选主机4的中上部。矿浆内的磁性颗粒在磁场作用下团聚形成磁链。非磁性杂质则不团聚成磁链，并通过自下而上运动的反向打散磁场把磁链打散，同时把夹杂在磁链中的杂质释放出来，并在复合磁场的作用下形成无杂质夹杂的磁链。非磁性杂质被磁链释放后在分选主机4内随上升水流进入到尾矿排出。

磁性颗粒的磁性大小与磁性颗粒的品位高低成正比。在相同磁场强度下磁链的大小与磁性颗粒的磁性成正比。因此在相同磁场强度下，磁链大小与其含有的磁性颗粒品位成正比。由不同磁性大小的磁链组成的磁链群形成磁链流继续向下运动。向下运动过程中磁链群受到由磁系产生的自下而上运动的反向打散磁场和复合磁场的交替作用，磁链继续发生散开和重聚。通过复合磁场的作用，每一次重聚都会使高品位颗粒与高品位颗粒团聚，低品位颗粒团聚成小磁链。磁链流向下运动过程中也是高品位磁链提高品位的过程。同时在此过程中，通过各个给水管路将不同作用的水给入分选主机4内部。在控制柜24的智能调控下，溢流槽给水管一12、溢流槽给水管二15、上给水管13、中给水管18、下给水管11等不同位置的多功能给水管路互相配合，在磁链流中形成与磁场配合的局部微水流。磁链流中每形成一个低品位磁链，即被局部微水流从磁链流中剔除掉。低品位磁链被剔除后向上运动形成尾矿排出。通过这种磁场和微水流的配合作用来对向下运动的磁链流进行提纯。最终形成的高品位磁链流向下流动至分选主机4底部形成精矿排出。

因为磁场和水流均由控制柜24控制，所以不同的磁场和水流的配合状态会形成不同品位的磁链流和不同品位的低品位磁链。将二者分离最终对矿浆实现了精确分选，在保证合格回收率的前提下得到最高品位的精矿。

同时因为溢流槽给水管一12、溢流槽给水管二15、上给水管13、中给水管18、下给水管11等不同位置的多功能给水管路和磁系及智能控制系统的设置，使给水量更加精准，按需供水。并自动调控磁微流控精选机内部磁链流、局部微水流与磁场的精细配合。解决了耗水量大、自动化程度低的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出各种各样的修改。

Claims (5)

1.一种具有智能调控功能的磁微流控精选机，其特征在于，其在控制柜的智能调控下，磁场和分选主机内的水流精细配合，在由不同品位的磁链组成的磁链流中形成局部微水流，局部微水流通过将磁链流中不需要的低品位磁链剔除掉，来对向下运动的磁链流不断提纯，最终磁链流沉积到分选筒锥形底形成精矿排出；

所述具有智能调控功能的磁微流控精选机由给矿槽(1)、溢流槽(2)、分选主机(4)、分选筒锥形底(5)组成了分选系统，给矿槽(1)设置在溢流槽(2)的上部，溢流槽(2)设置在分选主机(4)的上部，分选筒锥形底(5)设置在分选主机(4)的下部；在溢流槽的中部设置斜面(8)，斜面(8)下方设置有溢流槽给水管一(12)和溢流槽给水管二(15)；溢流槽(2)的内围板(6)上设置有多个尾矿出口(7)，尾矿出口环周均布在内围板上，尾矿出口(7)是方形或圆形，用于排出分选主机(4)内产生的尾矿；

所述溢流槽(2)上设置有尾矿管(3)、斜面(8)和第一传感器(9)，溢流槽(2)上的第一传感器(9)位于斜面(8)下方；和/或溢流槽(2)上设置的溢流槽给水管一(12)和溢流槽给水管二(15)对侧设置或互相有一定夹角，且给水管数量为一个或一个之上；所述分选筒锥形底上设置有上给水管(13)、中给水管(18)和下给水管(11)，上给水管(13)、中给水管(18)和下给水管(11)处于不同高度，且三个给水管上设置有带有盲法兰的清污口(20)；

分选主机的顶部和中下部，分别设置有上固定法兰和下固定法兰，用于将磁微流控精选机固定到架体或者承载地基上；

所述溢流槽给水管一(12)和溢流槽给水管二(15)两个给水管在控制柜(24)控制下，通过调控溢流槽给水阀(21)控制给入到具有智能调控功能的磁微流控精选机上部的给水量；和/或溢流槽给水管一(12)和溢流槽给水管二(15)上设置有溢流槽给水阀(21)。

2.依据权利要求1所述的具有智能调控功能的磁微流控精选机，其特征在于，分选主机(4)底部设置有通过法兰连接的分选底锥(5)，分选筒锥形底(5)一侧设置有第二传感器(23)，分选筒锥形底(5)下部设置有排矿阀(26)，分选主机(4)内设置有磁系。

3.依据权利要求2所述的具有智能调控功能的磁微流控精选机，其特征在于，溢流槽给水阀(21)、底锥给水阀(25)、排矿阀(26)、第一传感器(9)和第二传感器(23)、分选主机(4)内设置的磁系及控制柜(24)构成了具有智能调控功能的磁微流控精选机的控制系统，并由控制柜(24)对阀门开度、磁场大小进行智能调控。

4.依据权利要求3所述的具有智能调控功能的磁微流控精选机，其特征在于，溢流槽给水阀(21)、底锥给水阀(25)和排矿阀(26)为球阀、蝶阀、管夹阀等多种阀门中的一种或多种，阀门的控制方式可以是手动、电动、气动中的一种或多种。

5.一种成套磁选设备，在其中使用了上述权利要求1-4中任一所述的具有智能调控功能的磁微流控精选机。

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