CN108435413A - 一种聚磁刮板环形移动磁系磁选机 - Google Patents
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Abstract
一种聚磁刮板环形移动磁系磁选机，包括主动力轴及部件机构、磁铁环形运动机构、皮带环形运动机构、聚磁刮板环形运动机构以及附属装置，其中，磁铁环形运动机构的磁铁链条的附板上间隔安装若干U型磁铁盒，聚磁刮板环形运动机构的软磁链条的附板上用螺栓固定软磁固定支架，支架连接棒和胶皮刮料板横搭固定在两排平行软磁固定支架上，胶皮刮料板底部镶嵌有软磁材料，所述主动力轴及部件机构带动磁铁环形运动机构和聚磁刮板环形运动机构转动，皮带环形运动机构反向转动。本发明利用软磁材料高磁导率、低矫顽力的特点，在平面磁场上分选工作区适当位置获得最大磁化磁场，并利用原磁场对软磁材料的强吸引力，形成移动机械刮板驱动“磁链线”运动。
Description
技术领域
本发明属于矿物磁选技术领域，涉及一种干式磁选设备，特别涉及一种聚磁刮板环形移动磁系磁选机。
背景技术
随着矿物磁选加工技术的发展，分选物料技术由毫米级扩展延伸到微米级，承载物料的介质由通用的湿式扩展到干式。采用干式磁选基于两方面加工条件要求：①分选粉料中含有水化活性矿物，当粉料与水混合后活性矿物水化使粉料胶结成团，不仅影响矿物分选作业也损害了物料的胶凝活性。②在一些干旱、少雨等水资源极具匮乏的地区，供工业分选的水资源短缺，采用湿式分选时水分蒸发消耗量太大，分选成本太高。
干式细粉料磁选时，由于在空气介质中细粉之间的分子引力较大，紧密接触细矿物颗粒之间，分子引力大于磁力成为主导力，强磁场中这种细颗粒物料由磁场力有效分离。磁性细粉料不仅因分子引力团聚，还因背景磁场中磁化形成剩磁团聚，因此干式细粉料磁选设备关键技术是克服细粉料易团聚、难分散的缺陷。
“平卧干式磁选机”【申请号200710069253.4】主体结构的4部分为磁性料输送带、尾矿输送带、固定式永磁大磁板、粉料悬浮和输送配风系统。设备的磁性料输送带和尾矿输送带上下平行布置；紧贴磁性料环形区域内的下皮带面，水平铺设固定式永磁大磁板；入料口的水平风通道和悬浮粉料的风分配器(下风箱)。磁选机工作过程和分选原理如下，细粉料由风力吹入两个输送带之间的通道，下风箱的流态化风将物料吹至悬浮态。在平板式的磁场中磁性料被上磁场吸附到上层的磁性料输送带上，随磁性输送带运至水平距离较远的皮带段部(磁场消失)失去磁场力排出。非磁性料受上平板磁场中磁吸引力小掉落到下面的尾矿输送皮带上，被尾矿输送带运至水平距离较近的皮带段部排出。设备是采用流态化方式分散细粉料，创造了细粉料分选的基本作业条件，因平板磁场强度沿垂直平面方向衰减很快，距平板磁场面10mm磁吸引力不及表面处10％，因此只是在很窄区域内有不均匀的磁场作用力，设备产能低。
“环形移动磁系干式细粉料磁选机”【专利号ZL 2015 1 0430450.9】主体结构是内外相套的磁铁链条环路、皮带链条环路安装在三个轴上，同平面三个轴从左向右依次为皮带链轮主动轴、磁铁链轮主动轴轴和公共从动轴。设备分选原理如下，粉体在水平移动分离磁极的磁场中受到磁力不同，磁性料移动至每组磁极正上方形成一条平行磁极的“磁链线”，移动磁铁链条环路驱动“磁链线”推动非磁性料沿皮带面翻滚运动。环形运动磁系驱动粉料在环形皮带不同部位运动过程中，依次实现了粉体的磁性归类富集、非磁性料排出、磁性料精选和非磁性料扫选作用。设备是采用链条承载的运动U型磁铁，在环形空间形成许多独立的不均匀移动磁场，正是利用各独立磁场的不均匀性和移动作用，使粉料在皮带上形成许多移动的“磁链线”，“磁链线”以及所推动的非磁性料在翻滚运动中排出夹杂料，使粉料在堆积态下实现的磁选分离。设备采用许多分立的平面磁场，也存在磁场沿垂直平面方向衰减大，在皮带工作面磁场力弱，磁选能力低的问题。另外磁铁与皮带直接接触相对运动摩擦损耗大，使用寿命短。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种聚磁刮板环形移动磁系磁选机，利用软磁材料高磁导率、低矫顽力的特点，在平面磁场上分选工作区适当位置获得最大磁化磁场，并利用原磁场对软磁材料的强吸引力，形成移动机械刮板驱动“磁链线”运动。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，包括主动力轴及部件机构、磁铁环形运动机构、皮带环形运动机构、聚磁刮板环形运动机构以及附属装置，其中，磁铁环形运动机构的磁铁链条12的附板上间隔安装若干U型磁铁盒13，聚磁刮板环形运动机构的软磁链条32的附板上用螺栓固定软磁固定支架34，支架连接棒35和胶皮刮料板36横搭固定在两排平行软磁固定支架34上，胶皮刮料板36底部镶嵌有软磁材料37，所述主动力轴及部件机构带动磁铁环形运动机构和聚磁刮板环形运动机构顺时针ω1转动，皮带环形运动机构逆时针ω2转动，且支架连接棒35、胶皮刮料板36、皮带环形运动机构的皮带23和U型磁铁盒13沿设备中心线自外向内依次设置。
所述主动力轴及部件机构包括设备总动力轴1及其上对称安装的三副链轮，从内到外依次为磁铁主动链轮2、皮带从动链轮3和软磁主动链轮4，磁铁主动链轮2和软磁主动链轮4结构完全相同且链轮齿保持同相位，均用键固定于设备总动力轴1上，皮带从动链轮3用轴承连接于设备总动力轴1上，设备总动力轴1的一端安装有设备总动力轴联轴器5，设备总动力轴联轴器5与动力装置连接带动设备总动力轴1顺时针ω1转动。
所述磁铁环形运动机构包括磁铁链轮从动轴10及其上对称安装的一副磁铁从动链轮11，磁铁从动链轮11用轴承连接于磁铁链轮从动轴10上，并通过磁铁链条12与磁铁主动链轮2连接，由磁铁主动链轮2带动顺时针ω1运转。
所述磁铁链条12脱离链轮的链条段落入磁铁链条轨道14上，磁铁链条12大滚子在磁铁链条轨道14中滚动水平运行，所述磁铁链条12的附板上安装托辊支架15，托辊16装配于托辊支架15上，处于每块U型磁铁盒13的外侧。
所述皮带环形运动机构包括皮带链轮主动轴20及其上对称安装的一副皮带主动链轮21，皮带主动链轮21用键固定于皮带链轮主动轴20上，通过皮带链条22连接皮带从动链轮3，皮带链轮主动轴20的一端安装有皮带主动轮连轴器25，皮带主动轮连轴器25与动力装置连接实现皮带链轮主动轴20逆时针ω2转动。
所述皮带链条22的附板上联结皮带23，皮带链条22脱离链轮的链条段落入皮带链条轨道24上，皮带链条22大滚子在皮带链条轨道24中滚动水平运行。
所述聚磁刮板环形运动机构包括软磁链轮从动轴30及其上对称安装的一副软磁从动链轮31，软磁从动链轮31通过软磁链条32与软磁主动链轮4连接，由软磁主动链轮4带动顺时针ω1运转。
所述软磁链条32脱离链轮的链条段落入软磁链条轨道33上，软磁链条32大滚子在软磁链条轨道33中滚动水平运行。
所述附属装置包含四个分立的磁选附属部件：
设置在皮带23上方的可调节下料量的下料斗40；
设置在皮带从动链轮3运转末端侧的非磁性料挡板41；
设置在磁选机下部的承接非磁性料的尾矿排料皮带42，尾矿排料皮带42与非磁性料挡板41的底部连接；
设置在磁铁从动链轮11下方的磁性料收料槽43。
所述主动力轴及部件机构的设备总动力轴1、磁铁环形运动机构的磁铁链轮从动轴10、皮带环形运动机构的皮带链轮主动轴20、聚磁刮板环形运动机构的软磁链轮从动轴30位于同一水平面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)聚磁刮板环形运动机构和磁铁环形运动机构在分选区域同步、同相位运动，在皮带表面产生了同步运动的强化叠加磁场和机械刮板，两者都是“磁链线”沿环形皮带分选运动的驱动力，可拖动料层的厚度显著增加，提高了设备的分选产能。
(2)每块U型磁铁盒13两侧都装配有略高于它的托辊16，绕轴自转的托辊16支撑着皮带23及其承载的物料，避免了皮带23与U型磁铁盒13直接接触以及相互运动造成双方的摩擦损耗，提高设备运行稳定性，延长了设备核心部件使用寿命。
(3)设备三个分选区沿皮带面依次展开，使物料沿皮带面翻滚运动过程中，依次实现了磁性料富集、非磁性料抛弃、磁性料精选和尾矿扫选，该设备集四道工序于一体。
(4)U型磁铁盒13磁极边缘强磁力区，吸引磁性料在磁极正上方形成一条平行磁极的“磁链线”，强化叠加磁场和机械刮板移动过程中物料翻滚分选，分选过程均无需细物料充分分散，克服了细物料难分散、不易分选的天然缺陷。
附图说明
图1是本发明主体设备俯视示意图。
图2是本发明主体设备A1-A2剖面示意图。
图3是本发明主体设备B1-B2剖面示意图。
图4是本发明U型磁铁盒、托辊及其支架布置示意图。
图5是本发明软磁固定支架、支架连接棒、胶皮刮料板、软磁材料示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
1.设备的构造
结合附图1、附图2、附图3、附图4，附图5详细说明本发明装置设备。
聚磁刮板环形移动磁系磁选机有五个部分，分别是主动力轴及部件机构、磁铁环形运动机构、皮带环形运动机构、聚磁刮板环形运动机构和附属装置。
(1)主动力轴及部件机构。如图1、图2和图3，设备总动力轴1以及它上安装的三副对称安装的链轮。沿图1中A1-A2剖线从内到外，依次为磁铁主动链轮2、皮带从动链轮3、软磁主动链轮4。磁铁主动链轮2和软磁主动链轮4，用键固定于设备总动力轴1上，两种链轮结构完全相同且链轮齿保持同相位。皮带从动链轮3用轴承连接于设备总动力轴1上，绕设备总动力轴1旋转。设备总动力轴联轴器5安装在设备总动力轴1的一端，与动力装置连接顺时针ω1转动。
(2)磁铁环形运动机构。如图1、图2、图3和图4所示，磁铁从动链轮11用轴承连接于磁铁链轮从动轴10上。磁铁从动链轮11用磁铁链条12与磁铁主动链轮2连接，由磁铁主动链轮2带动顺时针ω1运转。两排平行的磁铁链条12的K2型附板上，间隔安装U型磁铁盒13，磁铁链条12脱离链轮的链条段落入磁铁链条轨道14上，磁铁链条12大滚子在磁铁链条轨道14滚动水平运行。如图3所示，为防止皮带与U型磁铁盒13相对运动的相互磨损，磁铁链条12的K2型附板上安装托辊支架15，托辊16装配于托辊支架15上，处于每块磁铁盒的外侧。
(3)皮带环形运动机构。如图1、图2和图3所示，皮带主动链轮21用键固定于皮带链轮主动轴20上，皮带主动链轮21用皮带链条22连接皮带从动链轮3，通过皮带主动轮连轴器25带皮带环形运动机构逆时针ω2转动。两排平行皮带链条22的K2型附板上联结皮带23，皮带链条22脱离链轮的链条段落入皮带链条轨道24上，皮带链条22大滚子在皮带链条轨道24滚动水平运行。
(4)聚磁刮板环形运动机构。如图1、图2、图3和图5所示，软磁从动链轮31用轴承连接于软磁链轮从动轴30上。软磁从动链轮31用软磁链条32与软磁主动链轮4连接，由软磁主动链轮4带动顺时针ω1运转。软磁链条32脱离链轮的链条段落入软磁链条轨道33上，软磁链条32大滚子在软磁链条轨道33滚动水平运行。软磁链条32的K2型附板上用螺栓固定软磁固定支架34。如图4所示，支架连接棒35和胶皮刮料板36，横搭固定在两排平行软磁固定支架34上，胶皮刮料板36底部镶嵌有软磁材料37。
(5)附属装置。如图2所示，它是包含四个分立的磁选附属部件：磁选皮带上可调节下料量的下料斗40，皮带从动链轮3右侧的非磁性料挡板41，磁选机右端下部的承接非磁性料的尾矿排料皮带42，磁铁从动链轮11左下方的磁性料收料槽43。
2.设备工作过程及原理
设备总动力轴1带动磁铁环形运动机构和皮带环形运动机构顺时针ω1转动，皮带环形运动机构逆时针ω2转动，ω1>ω2宏观上表现出物料顺时针运动状态，磁系与皮带相反运动是为了延长物料在皮带上翻滚分选路程，提高分选效果。
由下料斗40均匀流出铺放在皮带23上的粉体物料，受下面U型磁铁盒13的梯度磁场力作用，磁性料向磁极边缘翻滚移动，在磁极边缘的正上方形成一条平行磁极的“磁链线”。磁铁主动链轮2与软磁主动链轮4规格相同，安装在设备总动力轴1的链轮齿同相位上，组成两种同步运动的链轮。设备总动力轴1带动磁铁环形运动机构和聚磁刮板环形运动机构顺时针同步运转，胶皮刮板36运动到U型磁铁盒13上方的磁场区时，因软磁材料37有高磁导率、低矫顽力，在皮带表面形成随磁铁盒同步运动的最大磁化强度、高梯度叠加磁场；同时软磁材料37受内层磁场力吸引，胶皮刮料板36转动底部贴紧到皮带上，形成随磁铁盒同步运动的机械刮板，运动的叠加磁场和机械刮板都是“磁链线”在皮带面上运动的驱动力。
磁铁环形运动机构与聚磁刮板环形运动机构运动时，皮带上方叠加磁场和机械刮板拖动、推动“磁链线”同步运动，磁性料不断翻滚过程中排出夹杂的非磁性颗粒，磁性料的富集程度逐渐提高。非磁性料在磁场中不受磁场力，被后方的“磁链线”向前推动过程中，非磁性料层中夹杂的磁性料也不断脱离出来，加入到“磁链线”中，非磁性料的富集程度也逐渐提高。
物料运行至皮带环形右边的回转圆弧表面时，非磁性料磁性吸引力弱由重力和离心力作用抛离磁系，被非磁性料挡板41承接，引导落入尾矿排料皮带42上；“磁链线”受磁场强烈吸引力，克服重力和离心力，抛出夹杂非磁性料回转运动至皮带下表面。
“磁链线”在皮带23的下水平面由叠加磁场和机械刮板拖动过程中，物料翻滚继续排出夹杂的非磁性料，实现了磁性料的精选。掉落在尾矿排料皮带42上磁性料，被强化叠加磁场吸取到皮带23的“磁链线”中。
U型磁铁盒13运行到磁铁从动链轮11正下方时，随从动链轮11绕磁铁链条从动轴10旋转，吸引“磁链线”的磁铁逐渐抬升，“磁链线”逐渐失去磁场力的吸引抛落到磁性料收集槽43中。
利用本发明的实例一
某炼钢厂转炉钢渣用球磨机制备的钢渣粉，经过气力分选得到粗粉A料。A料的粉体粒度中位值d50＝53.1μm，其中磁性矿物(RO相、Fe3O4、Fe)总含量为47.5％。用该设备分选A料，设备的单机处理能力为21.6t/h，精矿B料磁性矿物总含量为72.5％，尾矿C料磁性矿物总含量为12.3％，B料、C料磁性矿物含量比为5.9。
YB/T 4267—2011《铁矿石产品等级的划分》最低等级(五等品)60.0％>铁品位≥54.0％，B料的铁品位约为32.0％，不满足产品指标要求。B料需要进一步粉磨解离、精选甚至化学处理，才能成为合格产品。C料仍含有较多未解离的磁性矿物颗粒，需要返回粉磨后再分选。该设备只能作为细粉料干法磁选加工设备，选得精矿、尾矿只是中间产品，不是最终产品。
Claims (10)
1.一种聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，包括主动力轴及部件机构、磁铁环形运动机构、皮带环形运动机构、聚磁刮板环形运动机构以及附属装置，其中，磁铁环形运动机构的磁铁链条(12)的附板上间隔安装若干U型磁铁盒(13)，聚磁刮板环形运动机构的软磁链条(32)的附板上用螺栓固定软磁固定支架(34)，支架连接棒(35)和胶皮刮料板(36)横搭固定在两排平行软磁固定支架(34)上，胶皮刮料板(36)底部镶嵌有软磁材料(37)，所述主动力轴及部件机构带动磁铁环形运动机构和聚磁刮板环形运动机构顺时针ω1转动，皮带环形运动机构逆时针ω2转动，且支架连接棒(35)、胶皮刮料板(36)、皮带环形运动机构的皮带(23)和U型磁铁盒(13)沿设备中心线自外向内依次设置。
2.根据权利要求1所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述主动力轴及部件机构包括设备总动力轴(1)及其上对称安装的三副链轮，从内到外依次为磁铁主动链轮(2)、皮带从动链轮(3)和软磁主动链轮(4)，磁铁主动链轮(2)和软磁主动链轮(4)结构完全相同且链轮齿保持同相位，均用键固定于设备总动力轴(1)上，皮带从动链轮(3)用轴承连接于设备总动力轴(1)上，设备总动力轴(1)的一端安装有设备总动力轴联轴器(5)，设备总动力轴联轴器(5)与动力装置连接带动设备总动力轴(1)顺时针ω1转动。
3.根据权利要求2所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述磁铁环形运动机构包括磁铁链轮从动轴(10)及其上对称安装的一副磁铁从动链轮(11)，磁铁从动链轮(11)用轴承连接于磁铁链轮从动轴(10)上，并通过磁铁链条(12)与磁铁主动链轮(2)连接，由磁铁主动链轮(2)带动顺时针ω1运转。
4.根据权利要求3所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述磁铁链条(12)脱离链轮的链条段落入磁铁链条轨道(14)上，磁铁链条(12)大滚子在磁铁链条轨道(14)中滚动水平运行，所述磁铁链条(12)的附板上安装托辊支架(15)，托辊(16)装配于托辊支架15上，处于每块U型磁铁盒(13)的外侧。
5.根据权利要求2所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述皮带环形运动机构包括皮带链轮主动轴(20)及其上对称安装的一副皮带主动链轮(21)，皮带主动链轮(21)用键固定于皮带链轮主动轴(20)上，通过皮带链条(22)连接皮带从动链轮(3)，皮带链轮主动轴(20)的一端安装有皮带主动轮连轴器(25)，皮带主动轮连轴器(25)与动力装置连接实现皮带链轮主动轴(20)逆时针ω2转动。
6.根据权利要求5所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述皮带链条(22)的附板上联结皮带(23)，皮带链条(22)脱离链轮的链条段落入皮带链条轨道(24)上，皮带链条(22)大滚子在皮带链条轨道(24)中滚动水平运行。
7.根据权利要求2所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述聚磁刮板环形运动机构包括软磁链轮从动轴(30)及其上对称安装的一副软磁从动链轮(31)，软磁从动链轮(31)通过软磁链条(32)与软磁主动链轮(4)连接，由软磁主动链轮(4)带动顺时针ω1运转。
8.根据权利要求7所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述软磁链条(32)脱离链轮的链条段落入软磁链条轨道(33)上，软磁链条(32)大滚子在软磁链条轨道(33)中滚动水平运行。
9.根据权利要求2所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述附属装置包含四个分立的磁选附属部件：
设置在皮带(23)上方的可调节下料量的下料斗(40)；
设置在皮带从动链轮(3)运转末端侧的非磁性料挡板(41)；
设置在磁选机下部的承接非磁性料的尾矿排料皮带(42)，尾矿排料皮带(42)与非磁性料挡板(41)的底部连接；
设置在磁铁从动链轮(11)下方的磁性料收料槽(43)。
10.根据权利要求1所述聚磁刮板环形移动磁系磁选机，其特征在于，所述主动力轴及部件机构的设备总动力轴(1)、磁铁环形运动机构的磁铁链轮从动轴(10)、皮带环形运动机构的皮带链轮主动轴(20)、聚磁刮板环形运动机构的软磁链轮从动轴(30)位于同一水平面上。
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