CN108421643B - 提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，包括机架，机架上方固定有上支撑板，还包括设置在上支撑板上方的铝制转环、转环连接盘、转轴、内支撑杆、器皿支撑环，铝制转环的内壁镶嵌有呈环形螺旋由下至上分布的钕铁硼磁钢，转环连接盘固定在铝制转环内侧的底部，转轴内部设有内支撑杆，内支撑杆贯穿转环连接盘中心延伸至铝制转环内，器皿支撑环固定在内支撑杆顶端，转轴下部与设置在上支撑板内的轴承转动连接，转轴的下部连接用于驱动转轴转动的驱动装置。本发明通过对搅拌后的矿浆进行磁性颗粒群二次运动场的加载，可尽量满足目的矿物与絮凝剂的充分接触、避免脉石矿物的夹杂、提高絮凝体的质量，为下步浮选奠定基础。

Description

提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置

技术领域

本发明涉及矿物加工过程调控优化技术领域，特别是一种提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，具体是一种针对磁性矿浆搅拌絮凝-浮选工序过程对初次搅拌的矿浆中磁性颗粒群进行二次搅拌的试验装置。

背景技术

絮凝-浮选工序中絮凝的主要作用是将其目的矿物与絮凝剂充分接触沉降，为下步高效浮选奠定基础，且为了保证接触效率，搅拌至关重要；现有的搅拌装置可以满足矿浆中颗粒的分散，在搅拌速度优化的前提下、搅拌停止加入絮凝剂，絮凝效果较好；但停止搅拌，矿浆中目的矿物与脉石矿物将有一部分不可避免发生粘结，且与絮凝剂架桥连接，导致絮凝体质量不高。如果此时在搅拌停止后，对于具有一定初速度的矿浆在施加外力场，而该力场只针对目的矿物进行再次搅拌、产生二次流场，理论上将有效避免再次粘结的概率，从而提高絮凝体的质量。赤铁矿资源储量大、但利用率低，学者着重开展的絮凝技术同样存在上述问题。

目前，公开的磁场力发生装置较多，但大都是分选装置；而具体以调控矿浆中磁性颗粒群的二次运动为主的设计较少，尤其是在絮凝领域为解决絮团质量问题的目的装置并无报道。

如中国专利申请号201620971318.9公开的是对磁力转子的旋转方式进行创新，通过两块磁钢上下对极布置，在下磁钢旋转的同时，带动上磁钢在器皿中旋转；中国专利申请号201320018158.2公开的内容是对磁力转子结构就行创新，在磁力转子中心向上连接有若干径向孔的的搅拌棒，主要解决容器内上部液体搅拌不充分的问题；中国专利申请号201621129531.1公开的内容是将磁力转子在容器内的运动改为滚动为主，改变现有的转子跳跃的现象，其技术在于两块磁钢相对异极布置，通过磁吸引力控制磁力转子在器皿底端滚动。公开的专利在磁力搅拌器的结构设计方面进行大量创新，但其特点可归纳为：（1）磁源+与磁力转子的配置；（2）磁源带动磁力转子在矿浆中运动；（3）磁源与磁力转子的结构创新保证搅拌的均匀性、稳定性、可操控性等。但如归属于磁力搅拌器用于浆体的搅拌范畴，其出发点与本发明完全不同，工作过程都是磁力转子对矿浆中多有颗粒的搅动，且结构上有很大差异、尤其在于磁源的设计方面。

可提供外磁场且无磁力转子搅动可实现矿浆中磁性颗粒群运动的装置，中国专利申请号201310364769.7公开的技术范畴属于污水处理领域，通过外置磁场提供磁场带动磁性催化剂转动从而强化光催化效果，其旋转磁场源是通过旋转轴带动固定的磁铁条组提供，旋转运动尽量使得磁性催化剂在矿浆中均匀分布，但磁程无法保证，即在一定距离范围磁性催化剂并未有效作用；且磁场强度也无法保证，即在旋转过程对于具备初速度的磁性颗粒群该磁力棒结构提供的磁场力的主导作用效果差。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，以赤铁矿的絮凝技术为切入点，基于初次搅拌矿浆中磁性颗粒群进行二次运动调控为研究目的设计了深磁程螺旋磁力场装置，该装置可省去磁力转子直接控制矿浆中磁性颗粒群运动、避免对非磁性颗粒群运动的干扰；同时，深磁程磁系设计对磁性颗粒作用范围扩大，且磁场力可竞争具备初速度的磁性颗粒群所受力场。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，包括机架，所述机架上方固定有上支撑板，还包括设置在上支撑板上方的铝制转环、转环连接盘、转轴、内支撑杆、器皿支撑环，所述铝制转环的内壁镶嵌有呈环形螺旋由下至上分布的钕铁硼磁钢，所述钕铁硼磁钢的充磁方式为径向充磁、相邻两块的钕铁硼磁钢的极性相同，铝制转环水平展开后所有钕铁硼磁钢位于一条直线上且该直线与水平线夹角为9°，所述转环连接盘固定在铝制转环内侧的底部，转轴竖直固定在转环连接盘的中心，所述转轴内部设有高度可调的内支撑杆，内支撑杆贯穿转环连接盘中心延伸至铝制转环内，所述器皿支撑环固定在内支撑杆顶端，所述转轴下部与设置在上支撑板内的轴承转动连接，所述转轴的下部连接用于驱动转轴转动的驱动装置。

具体地，所述驱动装置包括电机、主动轮、从动轮、皮带，所述电机竖直固定在铝制转环一侧的上支撑板上端面，电机输出轴贯穿上支撑板延伸至上支撑板下端面，主动轮沿轴向固定在电机输出轴端部，所述从动轮沿轴向固定在转轴下部，皮带连接主动轮和从动轮，所述电机一侧固定有控制面板，所述控制面板上安装有开关、用于调节电机速度的调速按钮以及用于调节电机顺时针、逆时针转动的双向控制按钮。

进一步的技术方案为，所述相邻钕铁硼磁钢的间隔与钕铁硼磁钢内侧磁极头的半径相同。

进一步的技术方案为，所述钕铁硼磁钢的厚度与铝制转环壁的厚度相同。

进一步的技术方案为，所述内支撑杆为螺杆，所述转轴内部设有与螺杆配合的内螺纹，以便于调节内支撑杆上的器皿支撑环的高度。

进一步的技术方案为，所述上支撑板下方的机架内水平固定有下支撑板，所述转轴的末端与设置在下支撑板内的轴承转动连接。

本发明的传动形式为：

电机通过皮带带动转轴转动，转轴带动转环连接盘转动，转环连接盘带动铝制转环转动，铝制转环壁镶嵌的钕铁硼磁钢随即转动，从而实现磁场的转动。

本发明对于以赤铁矿为例的矿浆在初次搅拌后加入分散剂与絮凝剂之前，实现矿浆中具备初速度场的磁性颗粒群的二次运动场的实施过程具体描述为：

通过搅拌器搅拌赤铁矿矿浆一定时间，停止搅拌、且将盛放具有初始运动速度的矿浆的烧瓶快速放置在器皿支撑环表面，接通电机电源、拨动双向控制按钮、控制电机保持一定的转速且铝制转环顺时针旋转，快速加入絮凝剂，待旋转一定时间、拨动双向控制按钮，使铝制转环逆时针旋转一定时间，关闭电机的电源，移出烧瓶、取絮凝体并再进行后续计算即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明通过对搅拌后的矿浆进行磁性颗粒群二次运动场的加载，可尽量满足目的矿物与絮凝剂的充分接触、避免脉石矿物的夹杂、提高絮凝体的质量，为下步浮选奠定基础。

（2）为高效实现矿浆中磁性颗粒群的运动场调控，采用简单的永磁磁场源进行优化设计：磁场源采用钕铁硼磁钢径向充磁，相邻磁钢同极装配，环形布置的钕铁硼磁钢水平展开与水平方向夹角为9°、且相邻磁钢的间隙与钕铁硼磁钢内侧磁极头的半径相同，具备磁程深、磁性颗粒群不被聚团吸附的特点。

（3）器皿支撑环的上下调节方式可控制盛有矿浆的烧瓶在磁场中的有效作用高度，且与转速匹配，从而实现不同工况条件下矿浆的有效絮凝。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的钕铁硼磁钢环形镶嵌在铝制转环壁上的结构图。

图3为本发明的铝制转环水平展开后钕铁硼磁钢镶嵌的结构示意图。

附图标记：1、机架；2、轴承；3、钕铁硼磁钢；4、铝制转环；5、皮带；6、转轴；7、内支撑杆；8、器皿支撑环；9、转环连接盘；10、电机；11、控制面板；12、电机输出轴；13、上支撑板；14、下支撑板；15、主动轮；16、从动轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3所示，本实施例的一种提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，包括机架1，所述机架1上方固定有上支撑板13，还包括设置在上支撑板13上方的铝制转环4、转环连接盘9、转轴6、内支撑杆7、器皿支撑环8，所述铝制转环4的内壁镶嵌有由下至上呈环形螺旋分布的钕铁硼磁钢3，所述钕铁硼磁钢3的充磁方式为径向充磁、相邻两块的钕铁硼磁钢3的极性相同，铝制转环4水平展开后所有钕铁硼磁钢3位于一条直线上且该直线与水平线夹角为9°，所述转环连接盘9固定在铝制转环4内侧的底部，转轴6竖直固定在转环连接盘9的中心，所述转轴6内部设有高度可调的内支撑杆7，内支撑杆7贯穿转环连接盘9中心延伸至铝制转环4内，所述器皿支撑环8固定在内支撑杆7顶端，所述转轴6下部与设置在上支撑板13内的轴承2转动连接，所述转轴6的下部连接用于驱动转轴6转动的驱动装置。

具体地，本实施例中，所述驱动装置包括电机10、主动轮15、从动轮16、皮带5，所述电机10竖直固定在铝制转环4一侧的上支撑板13上端面，电机10输出轴12贯穿上支撑板13延伸至上支撑板13下端面，主动轮15沿轴向固定在电机输出轴12端部，所述从动轮16沿轴向固定在转轴6下部，皮带5连接主动轮15和从动轮16，所述电机10一侧固定有控制面板11，所述控制面板11上安装有开关、用于调节电机速度的调速按钮以及用于调节电机顺时针、逆时针转动的双向控制按钮。

另外，本实施例中，电机10转速可调；通过双向控制按钮可实现铝制转环4的顺时针、逆时针转动；铝制转环4的转动可以实现钕铁硼磁钢3在铝制转环4内提供向上螺旋、向下螺旋的磁场；所述内支撑杆7为螺杆，所述转轴6内部设有与螺杆配合的内螺纹，可以方便调节内支撑杆7延伸至铝制转环4内的高度，内支撑杆7可实现上下调节，从而实现器皿支撑环8的上下移动，所述相邻钕铁硼磁钢3的间隔与钕铁硼磁钢3内侧磁极头的半径相同。本发明所述。

本发明所述钕铁硼磁钢3的厚度与铝制转环4的厚度等同；钕铁硼磁钢3的充磁方式为径向充磁、且相邻两块磁钢3的极性相同（如且相邻两块磁钢3的相对极同为N极、或同为S极）；铝制转环4水平展开后所有钕铁硼磁钢3位于一条直线上且该直线与水平线夹角为9°，且相邻钕铁硼磁钢3的间隙与钕铁硼磁钢3内侧磁极头的半径相同，该形式的设计经试验现象观测，磁程深能实现矿浆中磁性颗粒群的螺旋运动、且不会造成磁性颗粒群在器皿壁上的吸附黏着。

作为对上述实施例的改进，所述上支撑板13下方的机架1内水平固定有下支撑板14，所述转轴6的末端与设置在下支撑板14内的轴承2转动连接，如此，能够实现转轴6和铝制转环4的平稳转动。

本发明的传动形式为：

电机10通过皮带5带动转轴6转动，转轴6带动转环连接盘9转动，转环连接盘9带动铝制转环4转动，铝制转环4壁镶嵌的钕铁硼磁钢3随即转动，从而实现磁场的转动。

本实施例以以赤铁矿为例的矿浆在初次搅拌后加入分散剂与絮凝剂之前，实现矿浆中具备初速度场的磁性颗粒群的二次运动场的实施过程具体描述为：

通过搅拌器搅拌赤铁矿矿浆一定时间，停止搅拌、且将盛放具有初始运动速度的矿浆的烧瓶快速放置在器皿支撑环8上端面，接通电机10电源、拨动双向控制按钮、控制电机10保持一定的转速且铝制转环4顺时针旋转，快速加入絮凝剂，待旋转一定时间、拨动双向控制按钮，使铝制转环4逆时针旋转一定时间，关闭电机10的电源，移出烧瓶、取絮凝体并再进行后续计算即可。

本发明公开的技术是对初次搅拌后矿浆进行絮凝前，再次对矿浆中所含的磁性颗粒群进行二次运动场的调控为目的，其提供的磁场源可明显区别于现有的弱磁场磁选设备。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，包括机架，所述机架上方固定有上支撑板，其特征在于，还包括设置在上支撑板上方的铝制转环、转环连接盘、转轴、内支撑杆、器皿支撑环，所述铝制转环的内壁镶嵌有呈环形螺旋由下至上分布的钕铁硼磁钢，所述钕铁硼磁钢的充磁方式为径向充磁、相邻两块的钕铁硼磁钢的极性相同，铝制转环水平展开后所有钕铁硼磁钢位于一条直线上且该直线与水平线夹角为9°，所述转环连接盘固定在铝制转环内侧的底部，转轴竖直固定在转环连接盘的中心，所述转轴内部设有高度可调的内支撑杆，内支撑杆贯穿转环连接盘中心延伸至铝制转环内，所述器皿支撑环固定在内支撑杆顶端，所述转轴下部与设置在上支撑板内的轴承转动连接，所述转轴的下部连接用于驱动转轴转动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机、主动轮、从动轮、皮带，所述电机竖直固定在铝制转环一侧的上支撑板上端面，电机输出轴贯穿上支撑板延伸至上支撑板下端面，主动轮沿轴向固定在电机输出轴端部，所述从动轮沿轴向固定在转轴下部，皮带连接主动轮和从动轮，所述电机一侧固定有控制面板，所述控制面板上安装有开关、用于调节电机速度的调速按钮以及用于调节电机顺时针、逆时针转动的双向控制按钮。

3.根据权利要求1所述的提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，其特征在于：所述相邻钕铁硼磁钢的间隔与钕铁硼磁钢内侧磁极头的半径相同。

4.根据权利要求1所述的提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，其特征在于：所述钕铁硼磁钢的厚度与铝制转环壁的厚度相同。

5.根据权利要求1所述的提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，其特征在于：所述内支撑杆为螺杆，所述转轴内部设有与螺杆配合的内螺纹。

6.根据权利要求1-5任一所述的提供深磁程螺旋磁场调控矿浆中磁性颗粒群运动的装置，其特征在于：所述上支撑板下方的机架内水平固定有下支撑板，所述转轴的末端与设置在下支撑板内的轴承转动连接。

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