CN109513523B - 一种多单元组合式细粒干式磁选机及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多单元组合式细粒干式磁选机，其包括给矿口、给矿负压风管、非磁性产品负压风管、磁性产品出口管、分散装置、2个以上磁选单元、皮带传送机、2个以上振动装置、储矿仓、负压抽气装置、机架；本发明装置解决了干式磁选过程矿石品位差异大，矿粒分散性差，夹杂严重，周期式磁选机无法连续作业，分选效率低等问题，该装置针对不同品位的矿物物料，通过阀门控制磁选单元并联或串联，实现细粒磁性矿物连续作业或深度磁选作业；且本装置结构简单，灵活多用，易于操作、处理量大，选别效率高，适于工业化生产和市场推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种多单元组合式细粒干式磁选机及使用方法，应用于矿物加工工程领域，属于磁选分离技术领域。
背景技术
目前我国铁矿原矿产量居世界第一位。根据我国地质调查局的调查资料显示，目前全球的铁矿石产量约20亿吨左右，中国的铁矿石产量约6亿吨左右，约占全球产量的33％。此外，从铁矿石的品种质量来看，由于国内资源具有贫、杂、细的特点，矿石品位差异大，因此针对不同品位的铁矿石需要选用不同的磁选设备进行选别。
磁选是利用各种矿物（物料）的磁性差别，在磁选设备的不均匀磁场中实现分离的一种选别的方法；磁选被广泛用于黑色金属矿石的选别，有色金属和稀有金属矿石及一些非金属矿石的精选、提纯；磁选可分湿式磁选和干式磁选两种形式；湿式磁选需要以水作为工作介质，在严重缺水的地区将难以实现，而且对周边环境还可能会造成严重污染，与湿式磁选复杂的工艺流程及应用局限性相比，干式磁选设备具有结构简单、投资少、运行成本低、节能环保等诸多优势。因此，干式磁选在近年来得到了较快程度地发展。随着高梯度磁选、超导强磁选技术的发展，磁分离技术的应用范围己扩大到化工、医药、环保等领域中。但现有的干式磁选机存在以下缺点：
1、传统干式磁选机由于超细粉体易团聚，分散性差，磁团聚和磁夹杂等现象而使得分选出来的磁性物料品位不高，难以满足最终产品的需求；
2、由于国内资源具有贫、杂、细的特点，矿石品位差异大，因此针对不同品位的铁矿石需要选用不同的磁选设备进行选别，导致需要更多的磁选设备，基建成本高，且工艺流程复杂；
3、周期式高梯度磁选机在处理量上非常低，不能进行连续作业，分选效率低；
4、吹风式的磁选机，对装置的密封性能要求较高，如果干式磁选机内部负压太小或有正压，就会有粉尘逆出，使排出的铁磁性物质里面混有物料粉尘，不干净，给回收铁磁性物质带来严重影响。一旦风力泄漏，粉状的矿料随风透出腔体以外，极易污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多单元组合式细粒干式磁选机，针对不同品位的矿物物料，通过阀门控制多单元组合式细粒干式磁选机并联或串联，即通过多单元组合式干式磁选机并联实现细粒矿物物料的连续提纯作业，或者通过多单元组合式干式磁选机串联进行细粒物料一粗-两精深度磁选作业；本发明装置结构简单、灵活多用、易于操作、处理量大，选别效率高。
本发明多单元组合式细粒干式磁选机包括给矿口、给矿负压风管、非磁性产品负压风管、磁性产品出口管、分散装置、2个以上磁选单元、皮带传送机、2个以上振动装置、储矿仓、负压抽气装置、机架；磁选单元设置在机架上，给矿口设置在给矿负压风管一端上，给矿负压风管另一端通过支管分别与2个以上磁选单元的底部连通，支管上设置有阀门Ⅰ，同时每个磁选单元底部设置有磁性产品出口管，磁性产品出口管上设置有阀门Ⅴ，分散装置设置在给矿负压风管内且位于进入磁选单元前端，2个磁选单元之间的给矿负压风管上设置有阀门Ⅱ；2个以上磁选单元的顶部通过非磁性产品负压风管与储矿仓连通，磁选单元与非磁性产品负压风管连接处设置有阀门Ⅲ，第二个磁选单元后的非磁性产品负压风管上设置有一个以上的阀门Ⅳ并位于磁选单元后面，负压抽气装置与储矿仓连通，振动装置固定在支架上并设置在磁选单元下部，皮带传送机设置在2个以上磁选单元的磁性产品出口管下方，2个以上磁选单元分别与电源连接。
所述磁选单元包括壳体、电磁线圈、磁介质体，磁介质体设置在壳体内，电磁线圈缠绕在壳体外，壳体底部开有开口，壳体顶部开有出料口，开口分别与支管、磁性产品出口管连通，出料口与非磁性产品负压风管连通，电磁线圈与电源连接，振动装置放置于磁介质体下方。
所述磁介质体由多个钢板网或多个棒介质层纵向间隔排列而成的层状结构，其中棒介质层是由多个棒介质横向排列组成，棒介质直径为0.5～10mm，钢板网上孔的孔径为在0.01mm～10mm。
所述棒介质为铁棒或钢棒。
所述分散装置是由1～55个网孔孔径为0.02mm～3mm的网板组成。
所述振动装置为振动电机。
本发明另一目的是提供上述装置的使用方法具体为：磁选单元处于并联状态，磁选作业时，关闭2个以上磁选单元的磁性产品出口管上的阀门Ⅴ，打开其他阀门，在负压抽气装置产生的负压作用下，将矿粉从给矿口给入，矿粉进入给矿负压风管，并经过分散装置后进入2个以上磁选单元中，磁性矿物在电磁线圈产生的磁场作用下，吸附在磁介质体上，非磁性矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管进入储矿仓中；关闭第一个磁选单元的阀门Ⅰ和阀门Ⅲ，打开阀门Ⅴ，第一个磁选单元断电，吸附在磁介质体上的磁性矿物在振动装置的震动下，通过磁性产品出口管落到皮带传送机上，排矿完成后，再开启第一个磁选单元的磁选作业，关闭第二个磁选单元的磁选作业，依次交替开启和关闭，实现磁性矿物连续分选的目的。
所述电磁线圈（7）在电流作用下，产生100～16000GS的背景磁场，磁介质体产生200～32000GS感应磁场。
本发明另一目的是提供上述装置的另一个使用方法具体为：磁选单元处于串联状态，当磁选单元为3个时，磁选作业时，关闭3个磁选单元的磁性产品出口管上的阀门Ⅴ，关闭第一个磁选单元和第二个磁选单元之间矿负压风管上的阀门Ⅱ，关闭第二个磁选单元和第三个磁选单元之间非磁性产品负压风管上的阀门Ⅳ，打开其他阀门，在负压抽气装置产生的负压作用下，将矿粉从给矿口给入，矿粉进入给矿负压风管，并经过分散装置后进入第一个磁选单元中，磁性矿物在电磁线圈产生的磁场作用下，吸附在磁介质体上，剩余矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管进入第二个磁选单元进行第一次精选，磁性矿物在电磁线圈产生的磁场作用下，吸附在第二个磁选单元的磁介质体上，剩余矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管进入第三个磁选单元进行第二次精选，磁性杂质在电磁线圈产生的磁场的作用下，吸附在第三个磁选单元的磁介质体上，剩余矿物在负压的作用下进入储矿仓中，形成最终非磁性产品；关闭第三个磁选单元后的非磁性产品负压风管上的阀门Ⅳ，打开3个磁选单元的磁性产品出口管上的阀门Ⅴ，3个磁选单元都断电，3个磁选单元中的磁性矿物在振动装置的振动作用下落到皮带传送机上，输送收集储存，实现磁性矿物一粗-两精深度磁选的目的。
3个以上磁选单元也适用于上述串联使用方法。
第一磁选单元中的电磁线圈产生100～10000GS的背景磁场，磁介质体产生200～20000GS感应磁场；第二磁选单元中的电磁线圈产生100～13000GS的背景磁场，磁介质体产生200～26000GS感应磁场；第三磁选单元中的电磁线圈产生100～16000GS的背景磁场，磁介质体产生200～26000GS感应磁场；磁场强度第一磁选单元<第二磁选单元<第三磁选单元。
上述磁选单元处于并联或串联状态时，给矿负压风管内风速为0.1～100m/s，风的带料浓度为0.1～500kg/m3。
所述每个磁选单元分选时间为1～2000 min /次，失电排出磁性产品时间为1～60min /次。
本发明的有益效果：
本发明整机采用全密闭设计，内设负压系统，有效的防止工作中粉尘向外扩散，对环境无污染，减少尾矿对环境的污染，极大提高了有限资源的利用率，在给矿负压风管中加入分散装置，解决了微细粒矿粒易团聚，分散性差等问题，并采用高梯度激磁磁选机充分除去非金属微细矿物中的弱磁性矿物；针对不同品位的矿物物料，通过阀门控制风力干式磁选机并联或串联，实现细粒磁性矿物连续作业或深度磁选作业；本装置结构简单，灵活多用，易于操作、处理量大，选别效率高。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明装置俯视结构示意图；
图3为本发明装置侧视结构示意图；
图中：1：给矿口；2-1：给矿负压风管；2-2：非磁性产品负压风管；2-3：磁性产品出口管；3：分散装置；4-1：阀门Ⅰ；4-2：阀门Ⅱ；4-3阀门Ⅲ；4-4阀门Ⅳ；4-5阀门Ⅴ；5：皮带传送机；6：震动装置：7：电磁线圈；8：磁介质体；9：壳体；10：储矿仓；11：负压抽气装置；12：机架；13：支管；14-开口；15-出料口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：如图1-3所示，本多单元组合式细粒干式磁选机包括给矿口1、给矿负压风管2-1、非磁性产品负压风管2-2、磁性产品出口管2-3、3个分散装置3、3个磁选单元、皮带传送机5、3个振动装置、储矿仓10、负压抽气装置11、机架12；磁选单元设置在机架12上，给矿口1设置在给矿负压风管2-1一端上，给矿负压风管2-1另一端通过支管13分别与3个磁选单元的底部连通，支管上设置有阀门Ⅰ4-1，同时每个磁选单元底部设置有磁性产品出口管2-3，磁性产品出口管2-3上设置有阀门Ⅴ4-5；分散装置3是由6个网孔孔径为1mm的网板组成，分散装置3设置在给矿负压风管2-1内且位于进入磁选单元前端，每2个磁选单元之间的给矿负压风管上设置有阀门Ⅱ4-2；3个磁选单元的顶部通过非磁性产品负压风管2-2与储矿仓10连通，磁选单元与非磁性产品负压风管连接处设置有阀门Ⅲ4-3，第二个磁选单元与第三个磁选单元之间的非磁性产品负压风管上设置有一个阀门Ⅳ4-4，第三个磁选单元与储矿仓10之间的非磁性产品负压风管上设置有一个阀门Ⅳ，负压抽气装置11与储矿仓10连通，振动装置固定在支架上并设置在磁选单元下部，皮带传送机5设置在3个磁选单元的磁性产品出口管2-3下方，3个磁选单元分别与电源连接；所述磁选单元包括壳体9、电磁线圈7、磁介质体8，磁介质体8设置在壳体9内，电磁线圈缠绕在壳体外，壳体底部开有开口14，壳体顶部开有出料口15，开口14分别与支管13、磁性产品出口管2-3连通，出料口15与非磁性产品负压风管2-2连通，电磁线圈7与电源连接，振动装置放置于磁介质体8下方；磁介质体8由15个钢板网纵向间隔排列而成的层状结构，钢板网上孔的孔径为在2mm；振动装置为振动电机；
使用上述装置对云南某地微细粒赤铁矿石铁（品位为32.30%，主要铁矿物为赤铁矿；样品-0.043 mm 粒级占89. 35%，且铁矿物主要集中在-0.043 mm粒级中）进行磁选，具体如下：
磁选作业时，关闭3个磁选单元的磁性产品出口管2-3上的阀门Ⅴ4-5，打开其他阀门，在负压抽气装置11产生的负压作用下，将矿粉从给矿口1给入，矿粉进入给矿负压风管2-1，给矿负压风管风速为20m/s，风的带料浓度为3kg/m3，物料经过分散装置3后充分分散进入3个磁选单元中，磁性矿物在电磁线圈7产生的12000GS背景磁场磁化，磁介质体8产生24000GS感应磁场强的作用下，吸附在磁介质体8上，非磁性矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管2-2进入储矿仓10中；分选15 min分钟后，关闭第一个磁选单元的阀门Ⅰ4-1和阀门Ⅲ 4-3，打开阀门Ⅴ4-5，第一个磁选单元断电，吸附在磁介质体8上的磁性矿物在振动装置6的震动下，通过磁性产品出口管2-3落到皮带传送机5上，排矿完成后，再开启第一个磁选单元的磁选作业，关闭第二个磁选单元的磁选作业，第三磁选单元持续作业，依次交替开启和关闭；依次对各磁选单元进行给矿-排矿-给矿，其余磁选单元可继续作业，最终Fe精矿品位为65.31%，回收率为86.79%的赤铁矿精矿。
实施例2：本实施例装置结构同实施例1，不同在于：磁介质体8由35个棒介质层纵向间隔排列而成的层状结构，棒介质层是由15个棒介质横向均匀排列组成，棒介质直径为5mm；分散装置3是由10个网孔孔径为0.5mm的网板组成，棒介质为铁棒；
使用上述装置对湖南某地硅灰石（在生产制备到细度为-0.025mm过程中含有磁性杂质300ppm，）进行磁选，具体如下：
磁选作业时，关闭3个磁选单元的磁性产品出口管2-3上的阀门Ⅴ4-5，关闭第一个磁选单元和第二个磁选单元之间矿负压风管上的阀门Ⅱ4-2，关闭第二个磁选单元和第三个磁选单元之间非磁性产品负压风管上的阀门Ⅳ4-4，打开其他阀门，在负压抽气装置11产生的负压作用下，将矿粉从给矿口1给入，矿粉进入给矿负压风管2-1，给矿负压风管中风速为15m/s，风的带料浓度为5kg/m3，物料经过分散装置3充分分散后进入第一个磁选单元中，磁性矿物在电磁线圈7产生的8000GS背景磁场磁化，磁介质体8产生16000GS感应磁场强的作用下，吸附在磁介质体8上，剩余矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管2-2进入第二个磁选单元进行第一次精选，磁性矿物在电磁线圈7产生的10000GS背景磁场磁化，磁介质体8产生20000GS感应磁场强的作用下,吸附在第二个磁选单元的磁介质体的上，剩余矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管进入第三个磁选单元进行第二次精选，磁性矿物在电磁线圈7产生的12000GS背景磁场磁化，磁介质体8产生24000GS感应磁场强的作用下，吸附在第三个磁选单元的磁介质体上，剩余矿物在负压的作用下进入储矿仓10中，形成最终非磁性产品；关闭第三个磁选单元后的非磁性产品负压风管上的阀门Ⅳ，打开3个磁选单元的磁性产品出口管2-3上的阀门Ⅴ，3个磁选单元都断电，3个磁选单元中的磁性矿物在振动装置6的振动作用下落到皮带传送机5上，输送收集储存，最终通过一粗两精磁选得到含有磁性杂质Fe含量为20ppm，回收率为95%的硅灰石。
Claims (9)
1.一种多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：包括给矿口(1)、给矿负压风管(2-1)、非磁性产品负压风管(2-2)、磁性产品出口管(2-3)、2个以上分散装置(3)、2个以上磁选单元、皮带传送机(5)、2个以上振动装置、储矿仓(10)、负压抽气装置(11)、机架(12)；
磁选单元设置在机架(12)上，给矿口(1)设置在给矿负压风管(2-1)一端上，给矿负压风管(2-1)另一端通过支管(13)分别与2个以上磁选单元的底部连通，支管上设置有阀门Ⅰ(4-1)，同时每个磁选单元底部设置有磁性产品出口管(2-3)，磁性产品出口管(2-3)上设置有阀门Ⅴ(4-5)，分散装置(3)设置在给矿负压风管(2-1)内且位于进入磁选单元前端，2个磁选单元之间的给矿负压风管(2-1)上设置有阀门Ⅱ(4-2)；2个以上磁选单元的顶部通过非磁性产品负压风管(2-2)与储矿仓(10)连通，磁选单元与非磁性产品负压风管(2-2)连接处设置有阀门Ⅲ(4-3)，第二个磁选单元后的非磁性产品负压风管上设置有一个以上的阀门Ⅳ(4-4)并位于磁选单元后面，负压抽气装置(11)与储矿仓(10)连通，振动装置固定在支架上并设置在磁选单元下部，皮带传送机(5)设置在2个以上磁选单元的磁性产品出口管(2-3)下方，2个以上磁选单元分别与电源连接；
上述装置使用方法，磁选作业时，关闭2个以上磁选单元的磁性产品出口管(2-3)上的阀门Ⅴ(4-5)，打开其他阀门，在负压抽气装置(11)产生的负压作用下，将矿粉从给矿口(1)给入，矿粉进入给矿负压风管(2-1)，并经过分散装置(3)后进入2个以上磁选单元中，磁性矿物在电磁线圈(7)产生的磁场作用下，吸附在磁介质体(8)上，非磁性矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管(2-2)进入储矿仓(10)中；关闭第一个磁选单元的阀门Ⅰ(4-1)和阀门Ⅲ(4-3)，打开阀门Ⅴ(4-5)，第一个磁选单元断电，吸附在磁介质体(8)上的磁性矿物在振动装置的震动下，通过磁性产品出口管(2-3)落到皮带传送机上，卸矿完成后，再开启第一个磁选单元的磁选作业，关闭第二个磁选单元的磁选作业，并进行排矿，依次交替开启和关闭，实现磁性矿物连续分选的目的；
当磁选单元为3个时，磁选作业时，关闭3个磁选单元的磁性产品出口管(2-3)上的阀门Ⅴ(4-5)，关闭第一个磁选单元和第二个磁选单元之间矿负压风管上的阀门Ⅱ(4-2)，关闭第二个磁选单元和第三个磁选单元之间非磁性产品负压风管上的阀门Ⅳ(4-4)，打开其他阀门，在负压抽气装置(11)产生的负压作用下，将矿粉从给矿口(1)给入，矿粉进入给矿负压风管(2-1)，并经过分散装置(3)后进入第一个磁选单元中，磁性矿物在电磁线圈(7)产生的磁场作用下，吸附在磁介质体(8)上，剩余矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管(2-2)进入第二个磁选单元进行第一次精选，磁性矿物在电磁线圈产生的磁场作用下，吸附在第二个磁选单元的磁介质体上，剩余矿物在负压的作用下通过非磁性产品负压风管进入第三个磁选单元进行第二次精选，磁性矿物在电磁线圈产生的磁场的作用下，吸附在第三个磁选单元的磁介质体上，剩余矿物在负压的作用下进入储矿仓(10)中，形成最终非磁性产品；关闭第三个磁选单元后的非磁性产品负压风管上的阀门Ⅳ，打开3个磁选单元的磁性产品出口管(2-3)上的阀门Ⅴ，3个磁选单元都断电，3个磁选单元中的磁性矿物在振动装置的振动作用下落到皮带传送机上，输送收集储存，实现磁性矿物一粗-两精深度磁选的目的。
2.根据权利要求1所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：磁选单元包括壳体(9)、电磁线圈(7)、磁介质体(8)，磁介质体(8)设置在壳体(9)内，电磁线圈缠绕在壳体外，壳体底部开有开口，壳体顶部开有出料口，开口分别与支管(13)、磁性产品出口管(2-3)连通，出料口与非磁性产品负压风管(2-2)连通，电磁线圈(7)与电源连接，振动装置(6)放置于磁介质体(8)下方。
3.根据权利要求2所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：磁介质体(8)由多个钢板网或多个棒介质层纵向间隔排列而成的层状结构，其中棒介质层是由多个棒介质横向排列组成，棒介质直径为0.5～10mm，钢板网上孔的孔径为在0.01mm～10mm。
4.根据权利要求3所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：棒介质为铁棒或钢棒。
5.根据权利要求1所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：分散装置(3)是由1～55个网孔孔径为0.02mm～3mm的网板组成。
6.根据权利要求1或2所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：振动装置为振动电机。
7.根据权利要求1所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：电磁线圈(7)在电流作用下，产生100～16000GS的磁场，磁介质体产生200～32000GS感应磁场。
8.根据权利要求1所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：第一磁选单元中的电磁线圈产生100～10000GS的背景磁场，磁介质体产生200～20000GS感应磁场；第二磁选单元中的电磁线圈产生100～13000GS的背景磁场，磁介质体产生200～26000GS感应磁场；第三磁选单元中的电磁线圈产生100～16000GS的背景磁场，磁介质体产生200～26000GS感应磁场；磁场强度第一磁选单元<第二磁选单元<第三磁选单元。
9.根据权利要求1所述的多单元组合式细粒干式磁选机，其特征在于：给矿负压风管内风速为0.1～100m/s，风的带料浓度为0.1～500kg/m3。
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