CN109772580A - 能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构，包含进水管、次外套筒和设置在进水管和次外套筒之间的分选腔；所述分选腔内均匀分布有n个呈双数个数的并联的分选区，所述每个分选区内均设置有高梯度介质；在每两个分选区中间对应位置处，所述进水管上沿环形设有分选腔布水孔道；所述次外套筒在环形上设有回水孔道，所述次外套筒与外套筒之间的环形空隙，形成为外套筒回水管道；控制所有的n个分选腔布水孔道截面的总面积或n个高梯度介质过水截面的总面积<80%的进水管截面积，或者，外套筒回水管道截面积<50%的进水管截面积。本发明布水均匀，可大大提高超导磁分离系统的处理精度和工业生产稳定性，保证超导磁选机的连续工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿浆磁选设备，尤其涉及一种能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构。
背景技术
螺线管超导磁选机普遍采用往复式串罐分选结构，磁体是卧式放置的，磁体的轴线平行水平面，往复式串罐穿过磁体，分为两个工作区和三个哑元（磁平衡区）一个工作区在磁场内作业，同时另一个工作区在磁场外洗脱。这个结构是很多年前英国的专利，已经过期，奥图泰等国外超导磁选机厂家和江苏旌凯、山东华特等国内设备企业均采用这个分选结构。是目前公认的效率较高的分选形式。
螺线管超导磁体为卧式放置，磁体轴线平行水平面，磁体口径一般为200-1000mm，有效磁场区域沿轴线长度一般为600-1500mm。一般情况，用于高岭土等矿物除杂作业时，高梯度介质钢毛的滤深（矿浆流动方向的钢毛填充深度）不应超过100-300mm，滤深过长一方面对处理精度无明显益处，另一方面提高了冲洗的难度。上述往复式串罐分选结构一般均将单个工作区划分为4-12个并联分选腔。每个并联分选腔的滤深（矿浆流动方向的钢毛填充深度）一般为100-150mm，这样即将600-1500mm长度的工作区划分为4-12个并联腔。
通常的处理方式均是中心管给矿，外套筒出矿，在反冲环节，外套筒给水，中心管出尾矿。中心管进，外套筒出即为“正”，外套筒进，中心管出即为“反”。上述分选结构形式已较有较多应用。虽然每个并联腔的机械实现形式可以略有差别，但核心思想均为实现工作区的并联分腔。
上述并联串罐系统在工业运行过程中，一般选矿工艺包含以下几个环节：1）工作区位于磁场内给原矿，原矿经中心管布水至上述4-14个并联分选腔，分选腔中填充钢毛等高梯度介质；原矿中的铁、钛等磁性杂质被高梯度介质捕集，去除杂质的原矿变为精矿经外套筒汇集后流出工作区；2）在磁场外，已捕集磁性杂质的工作腔中通入清水，利用“正”“反”冲洗实现工作区的再生；3）运行一段时间后，在磁场外，向工作区泵入碳酸钠等清洗药剂，彻底清洗钢毛夹杂的杂质。为了提高磁场外冲洗水流量，进而提高冲洗水经过钢毛区的流速，系统设计过程中一般会注意降低管道的沿程水头损失， 然而，对并联腔的均匀布水情况无论在文献及工业设备设计过程中均缺乏关注。上述三个主要的工艺环节均假设上述4-14个并联分选腔为均匀布水的，若不同并联腔布水不均，无论是给矿不均匀、还是冲洗及清洗药剂不均匀均会直接导致设备处理精度下降、夹杂严重、甚至堵塞。
无论是理论还是实际工业生产均表明，这种串罐并联结构较难实现均匀布水。
实践中，用这种机械结构的时候，发现不同腔体的实际进水/浆量有很大差异，远达不到均匀布水/浆的程度。工业运行的时候，如果不同腔体的实际进水量有很大差异，会导致进水/浆多的腔过负荷，而进水/浆少的腔未发挥应用功能。上述现象会导致磁选机处理精度下降，影响品位达标时的处理量。
发明内容
针对上述传统并联串罐系统布水不均的问题，本发明的目的提供一种改进的超导磁选机并联分选腔及其实现均匀布水的方法，进而可极大降低给矿、药剂清洗和场外冲洗环节并联串罐的布水不均匀性，提高选矿精度、避免堵塞。该超导磁选机并联分选腔的结构是基于利用水力学原理，经过大量的模拟计算和工业连续实验而得来的，可大大提高超导磁分离系统的处理精度和工业连续生产稳定性。
本发明是通过如下技术方案实现的：
能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构,包含进水管、次外套筒和设置在进水管和次外套筒之间的分选腔；所述分选腔内均匀分布有n个呈双数个数的并联的分选区，所述每个分选区内均设置有高梯度介质；在每两个分选区中间对应位置处，所述进水管上沿环形设有分选腔布水孔道；在每个分选区上与分选腔布水孔道所在侧相反的一侧对应位置上，所述次外套筒在环形上设有回水孔道，所述次外套筒外还设有外套筒，所述次外套筒与外套筒之间的环形空隙，形成为外套筒回水管道；控制所有的n个分选腔布水孔道截面的总面积或n个高梯度介质过水截面的总面积<80%的进水管截面积，或者，外套筒回水管道截面积<50%的进水管截面积。
作为优选，所述分选腔内均匀分布有4-12个呈双数个数的并联的分选区。
作为优选，所述高梯度介质为钢毛。
作为优选，所述分选腔布水孔道是沿着进水管管道环形方向均匀打的圆孔或条形孔，所述回水孔道是沿着次外套筒管道环形方向均匀打的圆孔或条形孔。
作为优选，所述高梯度介质边上设置有一块或多块限流板。
本发明的有益效果是：
本发明的超导磁选机并联分选机构利用水力学原理，采用巧妙简洁的布水机械结构，通过过水截面积不同形成的压力迫使浆体均匀分布，可极大降低给矿、药剂清洗和场外冲洗环节并联串罐的布水不均匀性，有效提高选矿精度，避免堵塞，可大大提高超导磁分离系统的处理精度和工业生产稳定性，保证超导磁选机的连续工业生产。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为背景技术中螺旋管超导磁分选机并联串罐结构的布水结构下的流场压力分布图；
图2为图1条件下得到的不同分腔流量估算图；
图3为本发明实施例超导磁选机并联分选腔所在的超导磁选机工作区用串罐结构整体示意图；
图4为本发明实施例超导磁选机并联分选腔的结构示意图；
图5是图4条件下得到的不同分腔的流量估算图；
其中，1-进水管；2-次外套筒；3-分选腔布水孔道；4-回水孔道；5-高梯度介质；6-外套筒。
具体实施方式
如图1所示为背景技术中螺旋管超导磁分选机并联串罐结构的布水结构下的流场压力分布图；图2所示为图1的分腔流量估算图。
如图3和4所示，能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构,包含进水管1、次外套筒3和设置在进水管和次外套筒之间的分选腔；所述分选腔内均匀分布有n个呈双数个数的并联的分选区，所述每个分选区内均设置有高梯度介质5；在每两个分选区中间对应位置处，所述进水管1上沿环形设有分选腔布水孔道3；在每个分选区上与分选腔布水孔道3所在侧相反的一侧对应位置上，所述次外套筒2在环形上设有回水孔道4，所述次外套筒2外还设有外套筒6，所述次外套筒2与外套筒6之间的环形空隙，形成为外套筒回水管道；控制所有的n个分选腔布水孔道3截面的总面积或n个高梯度介质5过水截面的总面积<80%的进水管1截面积，或者，外套筒回水管道截面积<50%的进水管1截面积。
所述分选腔内均匀分布有4-12个呈双数个数的并联的分选区。
所述高梯度介质5为钢毛。
所述分选腔布水孔道3是沿着进水管1管道环形方向均匀打的圆孔或条形孔，所述回水孔道4是沿着次外套筒管道环形方向均匀打的圆孔或条形孔。
所述高梯度介质5边上设置有一块或多块限流板。
运行原理：上述并联串罐系统在工业运行过程中，选矿工艺包含以下几个环节：1）工作区位于磁场内给原矿，原矿经中心管布水至上述4-12个并联分选腔，分选腔中填充高梯度介质；原矿中的铁、钛等磁性杂质被高梯度介质捕集，去除杂质的原矿变为精矿经外套筒回水管道汇集后流出工作区；2）在磁场外，已捕集磁性杂质的工作腔中通入清水，利用“正”“反”冲洗实现工作区的再生；3）运行一段时间后，在磁场外，向工作区泵入碳酸钠等清洗药剂，彻底清洗钢毛夹杂的杂质。同时或单独减小所有进水管布水截面总面积、高梯度介质过水截面总面积、外套筒回水管道截面面积，使上述过水截面的水阻大于进水管截面上的水阻，具体是：控制所有的n个分选腔布水孔道3截面的总面积或n个高梯度介质5过水截面的总面积<80%的进水管1截面积，或者，外套筒回水管道截面积<50%的进水管1截面积，即使上述过水截面的水阻成为系统不可忽略的水阻位点，可使得因为压力的关系迫使水流均匀，最终实现布水均匀的目的。
实施例1
500mm口径，有效磁场区长度1200mm超导磁选机，分为10个分选腔，每个分选腔有效钢毛区长度100mm；进水管内管径150mm，截面积为17662.5mm2，次外套筒与外套筒之间的环形空隙间隔30mm，折算截面积约为20000 mm2。若不经流场优化，10个腔的给矿流场压力分布如图1所示，10个腔的给矿流量估算如图2所示。利用本专利提供的技术方案，大幅减小外套筒回水管道截面积至小于8500mm2，即外套筒回水管道截面积<50%的进水管1截面积，时10个腔的流量估算如图5所示。同时，经工程实践表明，上述改造极大改善了10个分选腔的给矿均匀性。
实施例2
500mm口径，有效磁场区长度1200mm超导磁选机，分为10个分选腔，每个分选腔有效钢毛区长度100mm；进水管内管径150mm，截面积为17662.5mm2，次外套筒与外套筒之间的环形空隙间隔30mm，折算截面积约为20000 mm2。利用本专利提供的技术方案，在10个腔的钢毛横截面上添加阻流板，阻流板上打直径5mm过水小孔，所有过水小孔总的过水截面积为1400mm2，10个并联腔阻流板总的过水截面积为14000 mm2，即所有的n个分选腔布水孔道截面的总面积或n个高梯度介质过水截面的总面积<80%的进水管截面积，工程实践表明，上述改造极大改善了10个分选腔的给矿均匀性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构,其特征在于，包含进水管、次外套筒和设置在进水管和次外套筒之间的分选腔；所述分选腔内均匀分布有n个呈双数个数的并联的分选区，所述每个分选区内均设置有高梯度介质；在每两个分选区中间对应位置处，所述进水管上沿环形设有分选腔布水孔道；在每个分选区上与分选腔布水孔道所在侧相反的一侧对应位置上，所述次外套筒在环形上设有回水孔道，所述次外套筒外还设有外套筒，所述次外套筒与外套筒之间的环形空隙，形成为外套筒回水管道；控制所有的n个分选腔布水孔道截面的总面积或n个高梯度介质过水截面的总面积<80%的进水管截面积，或者，外套筒回水管道截面积<50%的进水管截面积。
2.根据权利要求1所述的能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构，其特征在于，所述分选腔内均匀分布有4-12个呈双数个数的并联的分选区。
3.根据权利要求1所述的能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构，其特征在于，所述高梯度介质为钢毛。
4.根据权利要求1所述的能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构，其特征在于，所述分选腔布水孔道是沿着进水管管道环形方向均匀打的圆孔或条形孔，所述回水孔道是沿着次外套筒管道环形方向均匀打的圆孔或条形孔。
5.根据权利要求1所述的能实现均匀布水的超导磁选机并联分选机构，其特征在于，所述高梯度介质边上设置有一块或多块限流板。
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