CN112452535A - 一种周期式脉冲振动高梯度磁选机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种周期式脉冲振动高梯度磁选机，包括磁系，励磁线圈包裹在该磁系中间，磁系内侧设置分选罐，分选罐与下磁轭焊接为一体，下磁头放置在分选罐底部并与下磁轭连接，磁介质盒放置于下磁头上表面，上磁头放置于磁介质盒上表面，磁介质连接杆下部穿过上磁头的矿缝于底部与磁介质盒焊接，磁介质连接杆于顶部连接于由振动偏心装置驱动以上下浮动的磁介质顶头。磁介质在电磁磁场中振动，磁性矿物被磁介质捕获，而贫连生体和脉石矿物从磁介质的通孔流出成为非磁性产物，提高了颗粒之间的松散度，减少了磁介质夹杂，达到有效分离的效果，可有效分选各种细粒弱磁性矿。
Description
技术领域
本发明属于磁选设备领域，尤其涉及一种周期式脉冲振动高梯度磁选机。
背景技术
利用螺旋管电磁磁系产生的高背景磁场和磁介质表面在这种磁场中产生的高磁场梯度，使高梯度磁选机能产生很强的磁力，其作用于细粒物料上的磁力远超过普通永磁磁选机，因此可以有效降低分选下限粒度，使小于10微米的物料也能有效回收，所以高梯度磁选机目前是分选富集弱磁性金属矿或去除非金属矿中弱磁性矿杂质的关键设备。
但是，在现有的高梯度磁选设备中、因背景磁场强度高，磁场梯度大、磁介质填充率大而产生严重的机械夹带，影响磁性矿富集比。因此，普通高梯度磁选机通常无法直接生产高品质磁性精矿，只能做为弱磁性矿石的预先抛废富集设备。
发明内容
针对普通高梯度磁选机通常无法直接生产高品质磁性精矿，只能做为弱磁性矿石的预先抛废富集设备的问题，本发明提供了一种周期式脉冲振动高梯度磁选机。
本发明是这样实现的，一种周期式脉冲振动高梯度磁选机，包括安装于机架的磁系，该磁系采用通过电流来调节磁场强度的半闭合磁系，该磁系包括下磁轭、上磁轭、中磁轭及安装于下磁轭的下磁头和安装于上磁轭的上磁头，励磁线圈包裹在该磁系中间；
于所述磁系内侧中心位置纵向设置分选罐，该分选罐与下磁轭焊接为一体，下磁头放置在分选罐底部并通过螺栓与下磁轭连接，磁介质盒放置于下磁头上表面，上磁头放置与磁介质盒上面，上磁头顶部与上磁轭顶部平行，上磁头和下磁头均纵向贯通设有若干个直径为10mm-40mm的矿缝，供矿浆通过，给矿管通过螺栓与分选罐顶部连接，给矿管上部焊接一喇叭口，方便给矿；
磁介质连接杆下部穿过上磁头的矿缝于底部与磁介质盒焊接，磁介质连接杆于顶部连接于由振动偏心装置驱动以上下浮动的磁介质顶头；
脉动斗与下磁头在底部对接设置，于该脉动斗侧方连接脉动机构。
进一步，所述脉动机构包括通过卡箍或螺栓固定在脉动斗侧边的橡胶鼓膜，与该橡胶鼓膜连接的连杆由脉动偏心装置驱动往复直线运动，脉动偏心装置由脉动电机通过皮带轮驱动以圆周运动。
进一步，脉动斗底部设有排矿管，排矿管安装有阀门控制矿浆流速，为了防止矿浆沉积在脉动斗内堵塞阀门，脉动斗内焊接有台阶。
脉动斗通过六角螺栓、垫圈、密封板固定在下磁头正下方；如果是用来分选非金属矿，则脉动斗材质为不绣钢，主要是为了防止非磁性产品二次污染。脉动冲程可在0～40mm范围内机械调节，脉动冲次可在0～500次/分钟范围内连续调节。
进一步，采用励磁线圈通以直流电产生磁场，励磁方式为高电流低电压；
采用高电流低电压励磁方式，励磁线圈采用空心铜管或铝管绕制，铜管或铝管外表面套一层耐120～200度高温热缩管、包含1-10饼线圈，每一饼线圈匝数为10-200匝，每匝线圈之间用有机绝缘材料绝缘；每饼线圈沿径向排列且并联连接，并与励磁电源相连接；线圈冷却方法为水内冷，即冷却水通过空心铜管或铝管来直接冷却，线圈供电方式为直流电，低电压大电流，电流调节范围为0～2000A，相应的电压为0～50V，励磁功率为0～100Kw，线圈有3～10对进出水抽头，供水压力为1～8kg/cm2。
进一步，采用励磁线圈通以直流电产生磁场，励磁方式为高电压低电流；
高电压低电流励磁方式线圈采用实心铜线或铝线绕制，每匝线圈之间用有机绝缘材料绝缘，整个线圈为一整体，电流调节范围为0～200A，相应的电压为0～600V，励磁功率为0～120Kw，线圈冷却方式为整个线圈浸泡在油里面冷却，再通过热交换器将油的热量交换出来，为间接冷却。
进一步，振动偏心装置包括由振动电机通过三角皮带轮、三角皮带驱动圆周转动的振动偏心机构，该振动偏心机构与安装于弹簧座的弹簧顶部连接以压缩或拉伸该弹簧，该弹簧底部通过垫片与磁介质顶头连接；
振动偏心机构平行于励磁线圈，通过弹簧座固定在上磁轭正上方，振动偏心机构一端与皮带轮相连，另一端与磁介质顶头相连、磁介质顶头下端焊接在弹簧座上方，弹簧座用螺栓固定上磁轭上方，磁介质连接杆通过紧定螺栓固定在磁介质顶头，振动频率在0-3000次/分钟范围连续可调、振幅在0-80mm范围可调节。
进一步，磁介质盒的材质为导磁不锈钢，其类型可以是钢毛、钢板网或其它丝状介质或棒状介质，其形状可以是圆型，也可是方型，可根据具体入选原料的粒度及特性选用最佳磁介质组合。
进一步，给矿管中间部位设有观察口，调节脉动斗阀门可控制矿浆的流速和液位高度，要求矿浆液位高于磁介质高度，即矿浆要浸泡磁介质，脉动力发挥最大作用。
本发明的周期式脉冲振动高梯度磁选机，磁系中央设有一分选罐，在分选罐中装入磁介质，磁介质被固定在磁介质连接杆上。调速电动机驱动凸轮旋转，凸轮及弹簧驱动磁介质上下振动。磁介质筒壁上开有一系列通孔，磁介质在电磁磁场中振动，振动方向与电磁磁场的磁力线平行。向分选罐中加入矿浆，其中磁性矿物被磁介质捕获，而贫连生体和脉石矿物由于受到振动力、流体力、重力和脉动力的联合作用力，从磁介质的通孔流出成为非磁性产物；磁介质捕获磁性矿物达到饱和时，停止给矿，切断磁场，清洗出被磁介质捕获的磁性矿物，这样就完成了磁性矿与非磁性矿物的分离。该磁选机充分利用磁介质振动力、矿浆脉动力、电磁场磁力等综合力场来强化高梯度磁选的优点，即通过振动电机驱动磁介质振动，在磁场中增加一个磁介质振动力和由脉动电机驱动偏心块带动鼓膜使矿浆产生的脉动力，从而提高颗粒之间的松散度，使被磁介质机械夹杂的非磁性颗粒从被捕收的磁性颗粒中分离出来，从而极大地减少了磁介质夹杂，达到有效分离的效果，可有效分选各种细粒弱磁性矿，尤其适用于精选细粒弱磁性矿高梯度磁选机粗选精矿，具有较强的适应性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的周期式脉冲振动高梯度磁选机的主视图；
图2是本发明实施例提供的周期式脉冲振动高梯度磁选机的侧视图；
图3是本发明实施例提供的周期式脉冲振动高梯度磁选机的俯视图；
图4是本发明实施例提供的磁系结构示意图；
图5是本发明实施例提供的脉动斗结构示意图；
图6是本发明实施例提供的脉动斗剖视图；
图中：1、脉动机构；2、磁系；3、磁场；4、偏心振动装置；5、磁介质盒；6、分选罐；7、机架；8、上磁轭；9、下磁轭；10、上磁头；11、下磁头；12、脉动斗；13、脉动偏心装置；14、大皮带轮；15、排矿管；16、阀门；17、六角螺栓；18、垫圈；19、密封板；20、连杆；21、励磁线圈；22、弹簧座；23、紧定螺钉；24、弹簧；25、振动偏心机构；26、振动皮带；27、磁介质顶头；28、垫片；29、三角皮带轮；30、给矿管；31、振动电机；32、三角皮带；33、磁介质连接杆；34、喇叭口；35、脉动电机；36、安全防护罩；37、皮带；38、小皮带轮；39、橡胶鼓膜；40、中磁轭；41、脉动斗台阶。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
本发明是这样实现的，一种周期式脉冲振动高梯度磁选机，包括安装于机架7的磁系2，本实施例中，磁系2为一圆型结构，磁系2将励磁线圈21封闭在中间，励磁线圈21与磁系2接触部位必须用2-5mm厚的绝缘材料隔开，防止漏磁漏电；该磁系2采用通过电流来调节磁场3强度的半闭合磁系，该磁系2包括下磁轭9、上磁轭8、中磁轭40及安装于下磁轭9的下磁头11和安装于上磁轭8的上磁头10；
分选罐6与下磁轭9焊接为一体，该分选罐6上部与上磁轭8平行，下磁头11放置在分选罐6底部并通过螺栓与下磁轭9连接，磁介质盒5放置于下磁头11上表面，磁介质盒5的筒壁上开有一系列通孔，上磁头10放置与磁介质盒5上面，上磁头10顶部与上磁轭8顶部平行，上磁头10和下磁头11均纵向贯通设有若干个直径为10mm-40mm矿缝，供矿浆通过，给矿管30通过螺栓、密封垫与分选罐6连通，密封要求不得有漏水现象，特别是不允许有水滴入励磁线圈21里面，给矿管30上部焊接一喇叭口34，方便给矿；
磁介质盒5的材质为导磁不锈钢，其类型可以是钢毛、钢板网或其它丝状介质或棒状介质，其形状可以是圆型，也可是方型，可根据具体入选原料的粒度及特性选用最佳磁介质组合。
磁介质连接杆33下部穿过上磁头10的矿缝于底部与磁介质盒5焊接，磁介质连接杆33于顶部连接于由振动偏心装置驱动以上下浮动的磁介质顶头27；
振动偏心装置4包括由振动电机31通过三角皮带轮29、三角皮带32驱动圆周转动的振动偏心机构25，该振动偏心机构25可以为偏心凸轮或偏心轮等结构，该振动偏心机构25与安装于弹簧座22的弹簧24顶部接触以压缩或拉伸该弹簧24，该弹簧24底部通过垫片28与磁介质顶头27连接；
具体来说，振动偏心机构25平行于励磁线圈21，通过弹簧座22固定在上磁轭5正上方，振动偏心机构25一端与皮带轮29相连，另一端与磁介质顶头27相连、磁介质顶头27下端焊接在弹簧座22上方，弹簧座22用螺栓固定上磁轭8上方，磁介质连接杆33通过紧定螺栓23固定在磁介质顶头27，振动频率在0-3000次/分钟范围连续可调、振幅在0-80mm范围可调节。
振动偏心机构25迫使磁介质顶头27上的弹簧24收缩，从而带动磁介质盒5向下运动，当磁介质连接杆33过了最低点后，再由弹簧24的伸张力迫使磁介质连接杆33向上运动，带动磁介质盒5向上运动，从而实现磁介质盒5上下运动，实现对吸附在磁介质内部的矿粒松散，提高分选效率。
脉动斗12与下磁头11在底部对接设置，于该脉动斗12侧方连接脉动机构1，该脉动机构1包括通过卡箍或螺栓固定在脉动斗12侧边的橡胶鼓膜39，与该橡胶鼓膜39连接的连杆20由脉动偏心装置13驱动往复直线运动，脉动偏心装置13由脉动电机35通过大皮带轮14、小皮带轮38、皮带37驱动以圆周运动，外围设置安全防护罩36；脉动斗12底部设有排矿管15，排矿管15安装有阀门16控制矿浆流速，为了防止矿浆沉积在脉动斗12内堵塞阀门16，脉动斗12内焊接有脉动斗台阶41；给矿管30中间部位设有观察口，调节脉动斗阀门16可控制矿浆的流速和液位高度，要求矿浆液位高于磁介质高度，即矿浆要浸泡磁介质，脉动力发挥最大作用。
脉动机构1产生的交变力
使分选罐6内的矿浆产生脉动运动，使矿浆实现分散。脉动机构1冲程为0～40mm，机械可调，冲次为0～500次/分钟连续可调。
脉动斗12通过六角螺栓17、垫圈18、密封板19固定在下磁头9正下方；如果是用来分选非金属矿，则脉动斗12材质为不绣钢，主要是为了防止非磁性产品二次污染。脉动冲程可在0～40mm范围内机械调节，脉动冲次可在0～500次/分钟范围内连续调节。
在本实施例中，采用励磁线圈21通以直流电产生磁场3，励磁方式为高电流低电压或高电压低电流；
采用高电流低电压励磁方式，励磁线圈21采用空心铜管或铝管绕制，铜管或铝管外表面套一层耐120～200度高温热缩管、包含1-10饼线圈，每一饼线圈匝数为10-200匝，每匝线圈之间用有机绝缘材料绝缘；每饼线圈沿径向排列且并联连接，并与励磁电源相连接；线圈冷却方法为水内冷，即冷却水通过空心铜管或铝管来直接冷却，线圈供电方式为直流电，低电压大电流，电流调节范围为0～2000A，相应的电压为0～50V，励磁功率为0～100Kw，线圈有3～10对进出水抽头，供水压力为1～8kg/cm2。
采用高电压低电流励磁方式线圈采用实心铜线或铝线绕制，每匝线圈之间用有机绝缘材料绝缘，整个线圈为一整体，电流调节范围为0～200A，相应的电压为0～600V，励磁功率为0～120Kw，线圈冷却方式为整个线圈浸泡在油里面冷却，再通过热交换器将油的热量交换出来，为间接冷却。
本实施例中，磁介质盒5为一个整体，方便拆卸。磁介质5拆卸步骤为：先拆卸振动偏心机构25与弹簧座22的靠近弹簧的连接螺栓，振动偏心机构25逆时针旋转110度固定，松动紧定螺钉23，拆卸弹簧座22与上磁轭表面4颗连接螺栓，将弹簧座22、紧定螺钉23、弹簧24、磁介质顶头27、垫片28移走，拆卸上磁头10上的六颗螺栓，取出上磁头10，更换磁介质盒5，安装上磁头10，安装弹簧座22、弹簧24、磁介质顶头27、垫片28，用紧定螺栓23固定磁介质盒连接杆33，将偏心机构25顺时针旋转100度回到水平位置，安装好轴承座地脚螺栓，安装好三角皮带26，这样就完成磁介质盒更换5。
本发明的周期式脉冲振动高梯度磁选机工作原理为：
给矿前，给励磁线圈21开通冷却水，接通励磁线圈21的直流电源，将励磁电流调至所需要磁场强度对应的电流；
开启脉动电机35，将冲程冲次调至所需要数值；
启动振动电机31，将振动频率与振幅调至所需要数值；
先关闭下部脉动斗12上的排矿阀门16，在给矿管30内注入清水，使分选罐6内充满清水，排除空气，以保证选矿过程的稳定性，打开下部脉动斗阀门16控制流量，通过给矿管30内的观察口使分选罐6内的液位浸泡磁介质并保持稳定，以便使脉动能量传递到分选腔，使矿浆充分分散；
矿浆从给矿管喇叭口34内给入，沿上磁头10矿缝流进分选区，穿过磁介质盒5，磁性矿粒被吸附在磁介质5表面，非磁性矿粒在振动偏心装置4提供的振动力和脉动机构1提供的脉动力的作用下穿过磁介质盒5，通过下磁头11矿缝进入脉动斗12，通过脉动斗阀门16流出成为非磁性矿；
磁介质盒5吸附饱和后停止给矿，继续给入一定量的清水稳定液位，以保证非磁性矿粒清洗干净；
待脉动斗阀门16流出的都是清水后停止给水，脉动斗内清水流尽后，切断励磁电源，调高振动电机31转速，加大磁介质盒5的振动强度，以便将磁介质盒快速清洗干净；
从给矿管喇叭口34给入清水，将磁性矿粒冲出，磁介质冲洗干净后停止振动系统4，关闭脉动机构1，此时一个选矿周期结束。
脉动机构1输出的脉动力使矿浆分散，不团聚。分选罐6内矿浆上下周期性运动，矿粒受到方向和大小不断交变的竞争力的作用，矿粒群可得到充分的松散，磁性矿粒和非磁性矿粒之间相对位移较容易，减小了非磁性矿粒夹杂的可能性，而且能使夹杂于磁性矿粒内的非磁性矿粒脱离出来，矿浆的上下周期性脉动能使偶然脱落的磁性矿粒获得再次捕收机会，因此，在适宜的脉动冲程冲次条件下，周期式脉冲振动高梯度磁选机不仅能大幅度提高磁性精矿的品位，而且磁性矿可获得较高的回收率。当磁介质振动时，吸附在其表面的矿粒受到惯性力的作用，在此惯性力的作用下，吸附在介质上的矿粒将产生脱离介质的趋势。磁性矿粒由于受磁力的作用，仍随介质一同运动，但由于脱离趋势的存在，矿粒吸附层的运动将滞后于介质的运动，从而使吸附层产生松散。这时，当惯性力F足够大时，夹杂的非磁性矿粒就能克服介质的范德华力、异质矿粒间的凝絮力，析离至吸附层表面，在流体拖曳力的作用下进入非磁性产品。因此，磁介质振动有助于矿浆松散效应，减少机械夹杂，提高分选效率。
本发明的周期式脉冲振动高梯度磁选机，磁系中央设有一分选罐，在分选罐中装入磁介质，磁介质被固定在磁介质连接杆上。调速电动机驱动凸轮旋转，凸轮及弹簧驱动磁介质上下振动。磁介质筒壁上开有一系列通孔，磁介质在电磁磁场中振动，振动方向与电磁磁场的磁力线平行。向分选罐中加入矿浆，其中磁性矿物被磁介质捕获，而贫连生体和脉石矿物由于受到振动力、流体力、重力和脉动力的联合作用力，从磁介质的通孔流出成为非磁性产物；磁介质捕获磁性矿物达到饱和时，停止给矿，切断磁场，清洗出被磁介质捕获的磁性矿物，这样就完成了磁性矿与非磁性矿物的分离。该磁选机充分利用磁介质振动力、矿浆脉动力、电磁场磁力等综合力场来强化高梯度磁选的优点，即通过振动电机驱动磁介质振动，在磁场中增加一个磁介质振动力和由脉动电机驱动偏心块带动鼓膜使矿浆产生的脉动力，从而提高颗粒之间的松散度，使被磁介质机械夹杂的非磁性颗粒从被捕收的磁性颗粒中分离出来，从而极大地减少了磁介质夹杂，达到有效分离的效果，可有效分选各种细粒弱磁性矿，尤其适用于精选细粒弱磁性矿高梯度磁选机粗选精矿，具有较强的适应性。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，包括安装于机架的磁系，该磁系包括下磁轭、上磁轭、中磁轭及安装于下磁轭的下磁头和安装于上磁轭的上磁头，励磁线圈包裹在该磁系中间；
于所述磁系内侧中心位置纵向设置分选罐，该分选罐与下磁轭焊接为一体，下磁头放置在分选罐底部并与下磁轭连接，磁介质盒放置于下磁头上表面，上磁头放置于磁介质盒上表面，上磁头和下磁头均纵向贯通设有若干个矿缝，给矿管与分选罐顶部连接；
磁介质连接杆下部穿过上磁头的矿缝于底部与磁介质盒焊接，磁介质连接杆于顶部连接于由振动偏心装置驱动以上下浮动的磁介质顶头；
脉动斗与下磁头在底部对接设置，于该脉动斗侧方连接脉动机构。
2.如权利要求1所述周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，振动偏心装置包括由振动电机驱动圆周转动的振动偏心机构，该振动偏心机构与弹簧顶部连接以压缩或拉伸该弹簧，该弹簧底部与磁介质顶头连接。
3.如权利要求1所述周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，脉动机构包括固定在脉动斗侧边的橡胶鼓膜，与该橡胶鼓膜连接的连杆由脉动偏心装置驱动往复直线运动，脉动偏心装置由脉动电机通过皮带轮驱动以圆周运动。
4.如权利要求1所述周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，给矿管上部焊接一喇叭口结构，给矿管中部设有观察口。
5.如权利要求1所述周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，脉动斗底部设有排矿管，排矿管安装有阀门，脉动斗内焊接有台阶。
6.如权利要求1所述周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，采用励磁线圈通以直流电产生磁场，励磁方式为高电流低电压；
励磁线圈采用空心铜管或铝管绕制，每匝线圈之间设有绝缘层，线圈采用冷却水通过空心铜管或铝管冷却。
7.如权利要求1所述周期式脉冲振动高梯度磁选机，其特征在于，采用励磁线圈通以直流电产生磁场，励磁方式为高电压低电流；
线圈采用实心铜线或铝线绕制，每匝线圈之间设有绝缘层，线圈浸泡在油里冷却，油通过换热器冷却。
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