CN110170376A - 一种聚磁介质及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种聚磁介质及其应用，聚磁介质的结构设计为螺旋弹簧形，构成螺旋弹簧形聚磁介质。聚磁介质用于高梯度磁选机中，螺旋弹簧形聚磁介质的轴向与磁力线方向平行，矿料流动方向为沿螺旋弹簧形聚磁介质的轴向或径向。本案聚磁介质的结构设计及体现的磁选方式均十分新颖独特，相比现有技术具有安装方便、成本低优点，而且亦实质地有效提升聚磁介质发挥的磁分选效果。
Description
技术领域
本发明涉及导磁介质技术领域，具体是指一种聚磁介质及其应用。
背景技术
聚磁介质功能作用是将磁选机磁路中选别空间的均匀磁场变成高梯度的非均匀磁场，以满足磁选对导磁性矿物的捕捉要求。目前强磁选技术的发展重心是如何获得高磁场梯度。现有高梯度聚磁介质主要由钢毛介质、网介质、棒介质等形式，每种介质有各自的优缺点，其中棒介质具有矿浆流动性强、不易堵塞、没有磁短路优点而被较广泛应用。棒介质横截面形状对其周围磁场分布影响很大，棒介质从传统的圆形介质改进有菱形介质、多边形介质、复杂形状介质，以此来提升磁场梯度。然而现有不管哪种形状棒介质，其磁场梯度提升有限，影响矿物回收率、细颗粒磁性矿物回收等磁选效果。而且在应用安装中，为了克服排列的各棒介质间的相互吸引，每根棒介质两端均需要作焊接以实现固定安装(参见CN104689907A)，存在安装不方便、繁琐、成本高等问题。而且还因安装问题造成填充率不高、磁阻大等缺陷。
鉴于此，本案对上述问题进行深入研究，并提出一种聚磁介质及其应用，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚磁介质及其应用，相比现有技术具有安装方便、成本低优点，而且亦实质地有效提升聚磁介质发挥的磁分选效果。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种聚磁介质，该聚磁介质的结构设计为螺旋弹簧形，构成螺旋弹簧形聚磁介质。
所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为圆形、矩形或者菱形。
所述截面的对应螺旋弹簧形聚磁介质的轴向方向和径向方向的最大长度分别为a和b，螺旋弹簧形聚磁介质的螺距为a的0.5-1.5倍；螺旋弹簧形聚磁介质的外径是b的3-10倍。
所述a和b的比值范围为1:1-2:1。
所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为圆形，a和b均为线材直径，线材直径为0.2-2毫米。
所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为矩形，a和b分别为矩形的长和宽，a和b的比值为2:1，其中b取值为0.2-2毫米。
所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的形状为菱形，a和b分别为菱形的二对角线，该二对角线等值均为0.2-2毫米。
所述螺旋弹簧形聚磁介质的螺旋形状为圆形或者多边形。
一种聚磁介质的应用，用于高梯度磁选机中，螺旋弹簧形聚磁介质的轴向与磁力线方向平行，矿料流动方向为沿螺旋弹簧形聚磁介质的轴向或径向。
采用上述方案后，本发明一种聚磁介质及其应用，相对于现有技术的有益效果在于：本发明独创地设计结构呈螺旋弹簧形的螺旋弹簧形聚磁介质，磁选应用中能够将磁性矿物颗粒吸附在螺旋弹簧形聚磁介质的各螺旋圈上的对应作用间隙位置。本案每一螺旋弹簧形聚磁介质相当于现有技术中一组平行设置的多根聚磁棒介质(即螺旋弹簧形聚磁介质的螺旋圈数与平行设置的聚磁棒介质根数相对应)，本案的结构设计及体现的磁选方式均十分新颖独特：
一、在安装中，本案只需对每一螺旋弹簧形聚磁介质的两端支撑圈部进行安装即可，相比现有需要对每根棒介质两端焊接安装，本案具有安装方便、快速、成本低优点。
二、在分选效果上，本案螺旋弹簧形聚磁介质在确保自身足够强度的基础上能够将线材的直径相比现有技术作进一步细径设计，螺旋弹簧形聚磁介质能够作相互紧邻设置，带来磁场梯度进一步提高，充填率高，阻磁小，利于微细粒级磁性物及提升矿物回收率等磁选效果。设计中，通过合理改变螺旋弹簧形聚磁介质的直径和间隙来改变填充率，从而改变和优化捕捉能力和捕收量之间的平衡。另外螺旋弹簧形聚磁介质中心形成有中空管道，具有不易堵塞的特点。
说明书附图
图1-1是本发明聚磁介质第一实施例图；
图1-2是本发明聚磁介质第二实施例图；
图1-3是本发明聚磁介质第三实施例图；
图2-1是本发明聚磁介质第一实施例的磁力线分布示意图；
图2-2是本发明聚磁介质第二实施例的磁力线分布示意图；
图2-3是本发明聚磁介质第三实施例的磁力线分布示意图；
图3是本发明聚磁介质第二实施例的一剖视示例图；
图4是本发明聚磁介质第一实施例的优选示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本案作进一步详细的说明。
本案涉及一种聚磁介质，该聚磁介质的结构设计为螺旋弹簧形，构成螺旋弹簧形聚磁介质。所述螺旋弹簧形通指等径螺旋弹簧结构。优选的，螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状可以为多种形式，比如为椭圆形、圆形(参见图1-1)、矩形(参见图1-2)或者菱形(参见图1-3)等。磁选应用中，磁力线平行于螺旋弹簧形聚磁介质的轴向方向，圆形、矩形、菱形对应选别空间的非均匀磁场分别参见图2-1、图2-2、图2-3所示。由此，磁选应用中，磁性矿物颗粒能够吸附在螺旋弹簧形聚磁介质的各螺旋圈上的对应作用间隙位置。
本案螺旋弹簧形聚磁介质的作用原理与现有聚磁棒介质类比，二者所不同之处在于表现形式不同。现有聚磁棒介质其截面平行于磁力线方向(聚磁棒介质轴向垂直于磁力线)来得到非均匀磁场，聚磁棒介质呈直长条棒结构，对应具有沿直线并排设置的直线截面组。本案螺旋弹簧形聚磁介质，可看做螺旋排列设置的螺旋截面组，该螺旋截面组的各截面同理均平行于磁力线方向(即螺旋弹簧形聚磁介质轴向平行于磁力线方向)来得到非均匀磁场。
如图3所示，螺旋弹簧形聚磁介质沿轴向(任意等分)剖开，得到的相互独立的每个剖部分相当于现有的一聚磁棒介质，从宏观上看，每一螺旋弹簧形聚磁介质相当于现有一组平行设置的多根聚磁棒介质(即螺旋弹簧形聚磁介质的螺旋圈数与平行设置的聚磁棒介质根数相对应)。由此，在安装上体现，现有需要对每根棒介质两端焊接固定安装，而本案只需对每一螺旋弹簧形聚磁介质的两端支撑圈部进行安装即可，即相当于只需对聚磁棒介质组的端部两棒介质进行安装，中间的其他棒介质通过螺旋方式实现相互有序依托(无需一一安装)，结构设计十分新颖独特，带来安装方便、快速、成本低优点。本案螺旋弹簧形聚磁介质应用中安装方式可以为固定安装或者组装，比如固定安装在介质盒上，或者介质与盒子间形成有相互组装的结构，二者简易组装即可。
本案螺旋弹簧形聚磁介质在在磁选应用中的分选效果相比现有棒介质亦有大幅提升。传统聚磁棒介质由于材料限制，使其在设计中为了确保强度，棒介质的截面、相邻棒介质间隙设计有一定的下限要求，造成磁场梯度、充填率不高。本案螺旋弹簧形聚磁介质的螺旋结构特性，通过合理调整线材截面、弹簧外径等参数，来兼顾介质强度及细径优化设计，螺旋弹簧形聚磁介质能够作相互紧邻设置，带来充填率高，磁场梯度提高，利于微细粒级磁性物及提升矿物回收率等磁选效果。
本案螺旋弹簧形聚磁介质可通过合理调整相关参数，比如线材直径、螺距(节距)、介质外径，来改变螺旋弹簧形聚磁介质的弹簧弹性系数，于此来合理提升螺旋弹簧形聚磁介质结构强度，以及适当增强相邻螺旋圈间抗吸力(抵抗相互吸引的能力)，于此使磁选应用中，螺旋弹簧形聚磁介质在近间距(紧邻)设置情况下能够很好地确保结构稳定，很好地避免可能出现两个相邻螺旋弹簧形聚磁介质相互交错的问题，同时避免发生磁短路问题。
所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状，如图2-1、图2-2、图2-3所示，该截面的对应螺旋弹簧形聚磁介质的轴向方向和径向方向的最大长度分别为a和b。优选的，螺旋弹簧形聚磁介质的螺距为a的0.5-1.5倍；螺旋弹簧形聚磁介质的外径是b的3-10倍。进一步，所述a和b的比值范围为1:1-2:1。具体优选实施例，当螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为圆形，a和b均为线材直径，线材直径为0.2-2毫米。具体一实施例如图4，线材直径d为1毫米，螺旋弹簧形聚磁介质的螺距t与线材直径d相等；螺旋弹簧形聚磁介质的外径D是线材直径d的5倍。当螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为矩形，a和b分别为矩形的长和宽，a和b的比值为2:1，其中b取值为0.2-2毫米。当螺旋弹簧形聚磁介质的线材的形状为菱形，a和b分别为菱形的二对角线，该二对角线等值均为0.2-2毫米。
优选的，所述螺旋弹簧形聚磁介质的螺旋形状可以有多种形式，比如最常见的圆形(如图1-1、1-2、1-3给出的实施例均为圆形)，亦可以为多边形，如方形、五边形、六边形、八边形等等。
作为一个总的发明构思，所述一种聚磁介质的应用，用于高梯度磁选机中，螺旋弹簧形聚磁介质的轴向与磁力线方向平行，矿料流动方向为沿螺旋弹簧形聚磁介质的轴向或径向，即矿料从螺旋弹簧形聚磁介质的轴线方向或径向经过所述螺旋弹簧形聚磁介质。本案螺旋弹簧形聚磁介质的结构特征，使其在高梯度磁选机应用中具有不容易堵塞的优点，特别是矿料流动方向为沿螺旋弹簧形聚磁介质的轴向的情况，由于螺旋弹簧形聚磁介质内部具有沿轴向延伸的中空通道，该中空通道供矿料流动，避开各螺旋圈之间用于吸附磁性物质的作用间隙区域，于此带来不堵塞的磁选效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。
Claims (9)
1.一种聚磁介质，其特征在于：该聚磁介质的结构设计为螺旋弹簧形，构成螺旋弹簧形聚磁介质。
2.如权利要求1所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为圆形、矩形或者菱形。
3.如权利要求1所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述截面的对应螺旋弹簧形聚磁介质的轴向方向和径向方向的最大长度分别为a和b，螺旋弹簧形聚磁介质的螺距为a的0.5-1.5倍；螺旋弹簧形聚磁介质的外径是b的3-10倍。
4.如权利要求3所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述a和b的比值范围为1:1-2:1。
5.如权利要求3所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为圆形，a和b均为线材直径，线材直径为0.2-2毫米。
6.如权利要求3所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的截面形状为矩形，a和b分别为矩形的长和宽，a和b的比值为2:1，其中b取值为0.2-2毫米。
7.如权利要求3所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述螺旋弹簧形聚磁介质的线材的形状为菱形，a和b分别为菱形的二对角线，该二对角线等值均为0.2-2毫米。
8.如权利要求1所述的一种聚磁介质，其特征在于：所述螺旋弹簧形聚磁介质的螺旋形状为圆形或者多边形。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的聚磁介质的应用，用于高梯度磁选机中，螺旋弹簧形聚磁介质的轴向与磁力线方向平行，矿料流动方向为沿螺旋弹簧形聚磁介质的轴向或径向。
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