CN110339941B - 一种紊流平板式磁选机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁选设备，公开了一种紊流平板式磁选机，包括旋转磁选组件、流体供应装置和支架；所述旋转磁选组件包括通过流体分布装置分隔的流体室和分选盒，且所述流体室所处的一侧设置有磁系，所述分选盒具有进料口和出料口；所述流体供应装置管道连接于所述流体室，以能够将流体供应到所述流体室并经由所述流体分布装置分布排出到所述分选盒内部，从而能够形成流体动力场；以及所述旋转磁选组件整体与所述支架通过旋转轴连接，以使得所述旋转磁选组件相对于水平面能够枢转而调节倾斜角度。本发明通过引入强化的平面紊流场，从而提升细粒级物料的磁选效果；且本发明利用旋转轴的旋转可以将分选盒的角度进行调整，以适应不同物料的分选要求。

Description

一种紊流平板式磁选机

技术领域

本发明涉及磁选设备，具体地，涉及一种紊流平板式磁选机。

背景技术

磁选是一种应用广泛的选矿方法，利用各种矿物磁性差异，在磁选机磁场中进行有效分选。

磁选可分为干式磁选和湿式磁选，相对于干式磁选，在水介质中完成的湿式磁选能够减弱颗粒间由于静电力、范德华力或者机械夹杂等原因形成的聚团，有效地提高磁选效果。因此，现在的磁选装备多为湿式磁选机，干式磁选机则更多地应用于矿石预选、除铁等方面，针对细粒级物料的干式磁选装置相对匮乏。

在众多的干式磁选的改进方法中，介入强化的空气流场是一个常用的手段，比如1890年公开号为US430275A的美国专利中，THOMAS A. EDISON为了改善磁选物料流夹杂的现状，在物料分选区引入两个温和气流来冲击物料。上世纪70年代，通过创新的给料方式，美国Auburn大学和橡树岭国立实验室（ORNL）首次用干式高梯度磁选进行煤脱硫获得成功——传统的重力给矿对细粒级物料分选效果极差；通过气流携带给矿，分选指标获得大幅提升；而通过循环空气流化给料，分选指标获得了可同湿式高梯度磁选机媲美的结果。可以说，强气流结合干式磁选是一个提高干式磁选分选效率的有效手段。

公开号为CN102641780B的中国专利公开了一种类似于干法流化床的磁辊筒，将传统的辊筒上方重力给矿改为在辊筒下方均匀布风，利用风力流化物料给矿。该方法可以提高干式分选效率，原因主要在流化给矿的方式。

公开号为EP0729789A1的欧洲专利公开了一种由筒内向外放散给风的方法，能够在筒面上形成一个风力、重力、离心力与磁力竞争的复合力场，促进分选效率的大幅提升。这不仅能使物料呈现一定程度的流化状态，有效促进磁性和非磁性颗粒间的分散，还能进一步扩大磁性颗粒与非磁性颗粒分选的受力差异，提高选别效率，同时，在分选路径上颗粒的磁翻转，将进一步打散聚团物料，强化气流的作用。

圆筒磁选机是近两百年来磁选机工业应用的主流机型，然而，一些特殊的场合，固定式的板式磁选机也具有其独特的应用优势，同时，板式磁选机结构更加简单，且可以实现分选角度的便利调节，适应不同物料的分选要求。比如，公开号为US663304A的美国专利，提出了一种可调节角度的板式磁选机，在各种物料的除铁作业中具有较好的应用价值；公开号为US709982A的美国专利，设计了分选角度为90°（即分选面垂直于地面）的板式磁选机，能够减少物料夹杂，有效促进分选；公开号为US1366979A的美国专利，将物料置于磁系下方（即分选角度大于90°），通过磁吸引作用将磁性颗粒从物料流中抽出，极大地提升了分选指标。

回顾世界第二次工业革命以来磁选机的发展历程，早期的磁选装备都是干式磁选机，由于湿式磁选天然的介质优点，磁选装置逐渐发展成以湿式磁选机为主，特别是高梯度磁选机发明应用之后，在精细化物料磁选领域，干式磁选机的出现的次数越来越少。现有的干式磁选设备中，普遍存在磁性颗粒间聚团导致的夹杂较为严重，分选效果差的现象。如何实现分选过程中物料的松散，减少磁团聚夹杂，同时有效回收磁性物料，是干式磁选设备需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种紊流平板式磁选机，其能够进一步地提高平板式磁选机对细粒级料的分选效果，从而扩展平板式磁选机的应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种紊流平板式磁选机，包括旋转磁选组件、流体供应装置和支架；所述旋转磁选组件包括通过流体分布装置分隔的流体室和分选盒，且所述流体室所处的一侧设置有磁系，所述分选盒具有进料口和出料口；所述流体供应装置管道连接于所述流体室，以能够将流体供应到所述流体室并经由所述流体分布装置分布排出到所述分选盒内部，从而能够形成流体动力场；以及所述旋转磁选组件整体与所述支架通过旋转轴连接，以使得所述旋转磁选组件相对于水平面能够枢转而调节倾斜角度。

具体地，所述流体室与所述分选盒形成为一体且通过内部设置的所述流体分布装置分隔；或者所述流体室与所述分选盒通过所述流体分布装置相互连接；或者所述流体室与所述分选盒相互连接，且所述流体分布装置设置在所述流体室与所述分选盒的连接分界处。

需要补充说明的是，所述紊流平板式磁选机还包括用于向所述分选盒的进料口供应物料的给料器，该给料器独立于所述旋转磁选组件且能够移动地设置。

具体地，所述磁系设置于所述流体室内部；或设置于所述流体室外部，并且所述磁系与所述流体室连接。

优选地，所述磁系在所述分选盒中的作用范围长度小于所述流体分布装置的长度。

具体地，所述流体供应装置为给气装置，所述流体室与所述给气装置通过管道连接；或者所述流体供应装置为给液装置，所述流体室与所述给液装置通过管道连接。

更优选地，所述流体分布装置为多孔分布板。

更进一步地，所述多孔分布板为表面非磁性多孔分布板；或者所述多孔分布板的分布孔的平均孔径为1μm~1mm，所述多孔分布板的开孔率为1%~40%；或者所述多孔分布板为单一的所述多孔分布板，或包括多个不同孔径和不同开孔率的所述多孔分布板拼接形成的所述多孔分布板，或条带隔出分选区域的所述多孔分布板。

作为一种优选实施方式，所述分选盒的宽度能够调整，并且所述流体分布装置不同位置处对应分选盒宽度不同。

作为一种具体的实施方式，所述旋转磁选组件的倾斜角度的设置范围为设置为0°~180°。

通过本发明的上述技术方案，本发明的紊流平板式磁选机可以达到

（1）本发明的紊流平板式磁选机的结构简单紧凑。

（2）本发明的紊流平板式磁选机通过引入强化的平面紊流场，进一步提升细粒级物料的磁选效率，从而扩展平板式磁选机的应用。

（3）本发明的紊流平板式磁选机利用旋转轴的旋转可以将分选盒的角度进行调整，以适应不同物料的分选要求。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明紊流平板式磁选机分选角度小于90度时的一种具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明紊流平板式磁选机分选角度小于90度时的一种具体实施方式的结构示意图。

图3为本发明紊流平板式磁选机分选角度为90度时的一种具体实施方式的结构示意图。

图4为本发明紊流平板式磁选机分选角度大于90度时的一种具体实施方式的结构示意图。

图5为本发明紊流平板式磁选机的流体分布装置的一种具体实施方式的结构示意图。

图6为本发明紊流平板式磁选机的流体分布装置的另一种具体实施方式的结构示意图。

图7为本发明紊流平板式磁选机的整体旋转磁选组件在分选角度小于90度时的磁性颗粒的受力示意图。

图8为本发明紊流平板式磁选机的整体旋转磁选组件在分选角度等于90度时的磁性颗粒的受力示意图。

图9为本发明紊流平板式磁选机的整体旋转磁选组件在分选角度大于90度时的磁性颗粒的受力示意图。

附图标记说明

1 流体室	2流体分布装置
		3分选盒	4磁系
5支架	6流体供应装置
		7给料器	8管道
9条带	10分选区域
		11重力方向	12流体曳力方向
13磁力方向

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

参见图1所示，作为本发明的一种实施方式，本发明的紊流平板式磁选机包括旋转磁选组件、流体供应装置6和支架5；旋转磁选组件包括通过流体分布装置2分隔的流体室1和分选盒3，且流体室1所处的一侧设置有磁系4，分选盒3具有进料口和出料口；流体供应装置6管道连接于流体室1，以能够将流体供应到流体室1并经由流体分布装置2分布排出到分选盒3内部，从而能够形成流体动力场；以及旋转磁选组件整体与支架5通过旋转轴8连接，以使得旋转磁选组件相对于水平面能够枢转而调节倾斜角度。

通过本发明上述基本技术方案的紊流平板式磁选机，根据分选对象调整旋转磁选组件整体的分选角度，流体供应装置6通过流体供应装置6管道向流体室1供应流体，再通过流体分布装置2的分布孔发散到分选面上，并在磁系4的有效作用范围内形成磁力、重力、流体曳力的复合作用力场。从分选盒3的进料口给入物料，在流体作用下获得一定程度的流化，随着物料进入磁场作用范围内，磁性物料受到磁系4的磁力吸引而吸附于分选面上，非磁性物料运动脱离磁场作用范围，并在流场和重力场作用下脱落，从分选盒3的出料口排出。

在此需要具体说明的是，流体室1与分选盒3形成为一体且通过内部设置的流体分布装置2分隔；或者流体室1与分选盒3通过流体分布装置2相互连接；或者流体室1与分选盒3相互连接，且流体分布装置2设置在流体室1与分选盒3的连接分界处。

在此需要补充说明的是，本发明的紊流平板式磁选机还包括用于向分选盒3的进料口供应物料的给料器7，该给料器7独立于旋转磁选组件且能够移动地设置，以便于给料器7选择合适的给矿方式向分选盒3的进料口供应物料，如振动给料、气力输送、充分流化给料等。

通过本发明的上述基本技术方案的紊流平板式磁选机，将物料给入料器7，物料进入分选盒3前端，在气流作用下获得一定程度的流化，随着物料进入磁场作用范围内，磁性物料受到磁系的磁力吸引而吸附于分选面上，非磁性物料未受到磁力捕捉并由于重力和气流作用力继续向前运动直至脱离分选区。

在上述技术方案的优选方式中，磁系4设置于流体室1内部，使得磁系4与分选盒3之间的距离进一步减小，能够更加充分利用磁系的磁能。不过，这种设置方法将磁系4和流体室1合为一体，会影响管道的调节，且影响物料进入孔内部时的清理作业。

进一步地，磁系4可以采用永磁磁系，布置方式可以采用常用的N/S交替、单N或单S磁极布置磁系4；或者，磁系4可采用电磁磁系，特别地，针对强磁性矿物聚团难以破坏的情况，为了进一步强化分选效果，设置为磁场强度脉动变化的磁系4。

在上述技术方案中，优选地，磁系4在分选盒3中的作用范围长度小于流体分布装置2的长度。特别地，物料通过给料器7刚进入分选盒3时，不在磁场的作用范围内，以使得在磁性颗粒形成磁聚团之前充分流化颗粒群，保证物料的充分松散。

在上述技术方案的优选方式中更进一步的优选方案，磁系4的结构需要根据不同比磁化系数大小的磁性矿物，进行不同的设置。针对强磁性矿物，如磁铁矿，由于磁铁矿在较低磁场强度下也能形成磁链，容易被磁系捕集，捕集区域基本集中在流体分布装置2分选面的前端，因此磁系4长度不须太大。针对弱磁性矿物，如赤铁矿，相对不易形成磁链，需要通过加大磁系4长度来延长分选区间，强化对弱磁性矿物的捕集。

作为本发明的紊流平板式磁选机的一种实施方式，流体供应装置6为给气装置，流体室1与给气装置通过管道8连接。优选地，给气装置可以供应均匀气流，也可以供应脉动气流。更进一步地，流体室1的厚度较薄，需要根据实际情况进行管道8的优化设计，给气装置在流体室1的多个不同位置同时供应气流，以保证流体分布装置2表面气流分布的均匀性。基于流体分布装置2的不同设计，流体室1的压力在0~1000kPa不等。通过上述的优选实施方式，待分选物料在分选盒3中由于受到气流的作用，能过极大程度地改善夹杂情况。

作为本发明的紊流平板式磁选机的另一种实施方式，流体供应装置6为给液装置，流体室1与给液装置通过管道8连接。优选地，给液装置可以供应均匀流体，也可以供应脉动流体。更进一步地，流体室1的厚度较薄，需要根据实际情况进行管道8的优化设计，给液装置在流体室1的多个不同位置同时供应流体，以保证流体分布装置2表面流体分布的均匀性。通过上述的优选实施方式，待分选物料在分选盒3中由于受到流体的作用，能过极大程度地改善夹杂情况。

参见图5和图6 所示，作为本发明的紊流平板式磁选机的一种典型实施方式，流体分布装置2为多孔分布板；多孔分布板为表面非磁性多孔分布板；或者多孔分布板的分布孔的平均孔径为1μm~1mm，多孔分布板的开孔率为1%~40%；优选地，多孔分布板可以采用泡沫塑料板、微孔陶瓷板、微孔陶瓷过滤板、新型非磁性有机多孔材料或非磁性金属多孔材料等。以200μm以下粒级为分选对象为例，基于颗粒烧结型多孔材料普遍性，且复杂的孔道能够有效避免分选对象进入流体室1中，选用烧结多孔材料作为多孔分布板，开孔率为1%~40%，平均孔径大小为100μm左右。

在上述技术方案的优选方案中，进一步地，多孔分布板为单一的多孔分布板，或包括多个不同孔径和不同开孔率的多孔分布板拼接形成的多孔分布板，或条带9隔出分选区域10的多孔分布板。优选地，多个不同孔径和不同开孔率的多孔分布板拼接形成的多孔分布板，以便于根据待分选物料的性质，调整不同区域的开孔率和孔径大小。进一步优选地，条带9隔出分选区域10的多孔分布板，能够避免由于磁场分布不均匀导致物料在某些区域形成大的聚团，影响分选效率。

作为一种优选的实施方式，分选盒3的宽度能够调整，并且流体分布装置2不同位置处对应分选盒3宽度不同，以适应不同物料的分选性质和要求。

在上述技术方案中，优选地，旋转磁选组件的倾斜角度可以设置为0°到180°范围内的任意角度。

参见图3和图8所示，更进一步地，旋转磁选组件的倾斜角度为90度，流体分布装置2垂直与水平面，即流体方向平行于水平面，使得重力对分选过程的影响减小，能够使分选对象主要在磁力和流体曳力的竞争下进行分选，以提高物料的分选效率。

参见图4和图9所示，旋转磁选组件的倾斜角度大于90度，流体分布装置2面向水平面，即重力方向为远离流体分布装置2，使得重力对分选过程的影响强化，分选对象在重力和流体曳力的影响下，能够极大地提高磁选精矿的品味。

参见图1和图7所示，旋转磁选组件的倾斜角度小于90度，流体分布装置2背向水平面，分选对象在重力、流体曳力和磁力的共同作用下，能够提高物料的分选效率。

参见图2所示，作为本发明的另一种实施例，与上述实施例的区别仅在于磁系4设置于流体室1的外部，这种设置方法使得管道方便调节，不影响物料进入孔内部时的清理作业，但是这同时也使得磁系4与分选盒3之间的距离加大，不能充分利用磁系的磁能。

通过上述技术方案的描述，本发明的紊流平板式磁选机的工作过程如下：调整并固定磁系的大小和位置，调整并固定旋转磁选组件需要的分选角度，连接流体供应装置6管道和设备，启动流体供应装置6，调整需要流体的流量和压力，流体经流体供应装置6、流体供应装置6管道进入流体室1，再通过流体分布装置2的分布孔发散到分选面上，并在磁系4的有效作用范围内形成磁力、重力、流体曳力的复合作用力场。从给料器7给入物料，给入的物料在流体作用下获得一定程度的流化，随着物料进入磁场作用范围内，磁性物料受到磁系4的磁力吸引而吸附于分选面上，非磁性物料运动脱离磁场作用范围，并在流场和重力场作用下脱落，从分选盒3的出料口排出。

由上述描述可以看出，本发明的紊流平板式磁选机的优点在于：本发明的紊流平板式磁选机的旋转磁选组件包括通过流体分布装置2分隔的流体室1和分选盒3，且流体室1所处的一侧设置有磁系4，分选盒3具有进料口和出料口，以使得本发明的紊流平板式磁选机的结构更加简单紧凑；流体供应装置6管道连接于流体室1，以能够将流体供应到流体室1并经由流体分布装置2分布排出到分选盒3内部，从而形成强化气流场，这进一步地提高细粒级物料的磁选效率，从而扩展平板式磁选机的应用；旋转磁选组件整体与支架5通过旋转轴8连接，以使得所述旋转磁选组件相对于水平面能够枢转而调节倾斜角度，从而适应不同物料的分选要求。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (13)

1.一种紊流平板式磁选机，其特征在于，包括旋转磁选组件、流体供应装置（6）和支架（5）；

所述旋转磁选组件包括通过流体分布装置（2）分隔的流体室（1）和分选盒（3），且所述流体室（1）所处的一侧设置有磁系（4），所述分选盒（3）具有进料口和出料口；

所述流体供应装置（6）管道连接于所述流体室（1），以能够将流体供应到所述流体室（1）并经由所述流体分布装置（2）分布排出到所述分选盒（3）内部，从而能够形成流体动力场；以及

所述旋转磁选组件整体与所述支架（5）通过旋转轴（8）连接，以使得所述旋转磁选组件相对于水平面能够枢转而使得倾斜角度大于90°。

2.根据权利要求1所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述流体室（1）与所述分选盒（3）形成为一体且通过内部设置的所述流体分布装置（2）分隔；或者

所述流体室（1）与所述分选盒（3）通过所述流体分布装置（2）相互连接；或者

所述流体室（1）与所述分选盒（3）相互连接，且所述流体分布装置（2）设置在所述流体室（1）与所述分选盒（3）的连接分界处。

3.根据权利要求1所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，还包括用于向所述分选盒（3）的进料口供应物料的给料器（7），该给料器（7）独立于所述旋转磁选组件且能够移动地设置。

4.根据权利要求1所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述磁系（4）设置于所述流体室（1）内部；或设置于所述流体室（1）外部，并且所述磁系（4）与所述流体室（1）连接。

5.根据权利要求1所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述磁系（4）在所述分选盒（3）中的作用范围长度小于所述流体分布装置（2）的长度。

6.根据权利要求1所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述流体供应装置（6）为给气装置，所述流体室（1）与所述给气装置通过管道（8）连接；或者

所述流体供应装置（6）为给液装置，所述流体室（1）与所述给液装置通过管道（8）连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述流体分布装置（2）为多孔分布板。

8.根据权利要求7所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述多孔分布板为表面非磁性多孔分布板。

9.根据权利要求7所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述多孔分布板的分布孔的平均孔径为1μm~1mm，所述多孔分布板的开孔率为1%~40%。

10.根据权利要求7所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述多孔分布板为单一的所述多孔分布板。

11.根据权利要求7所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述多孔分布板由多个不同孔径和不同开孔率的多孔分布板拼接形成。

12.根据权利要求7所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述多孔分布板由条带（9）隔出分选区域（10）。

13.根据权利要求1至6任一项所述的紊流平板式磁选机，其特征在于，所述分选盒（3）的宽度能够调整，并且所述流体分布装置（2）不同位置处对应分选盒（3）宽度不同。

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