CN115672546B - 一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿物磁选技术领域，涉及一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器及系统。用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其包括旋转磁系和螺线管，旋转磁系同轴线布置于螺线管的内部，且旋转磁系的外侧与螺线管的内侧之间有一定间隙。本发明具有结构简单、操作方便、适应性强、省电、环保、运行稳定可靠的优点，可降低生产及维护成本；可实现扫选和分离同时进行，较现有磁精选设备提升精矿品位程度更高，具有分选效率高、分选指标好、跑尾少的优点；采取全新分选理念，为磁选行业技术发展开拓新思路。

Description

一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器及系统

技术领域

本发明属于矿物磁选技术领域，具体地说，涉及一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器及系统。

背景技术

我国铁矿石资源特点为富铁矿少，贫铁矿多，难选矿多。研发创新性、针对性强的铁矿选矿设备与方法，是实现铁矿石高效利用的有效途径。

磁选主要分为电磁式和永磁式。常见电磁式磁选机通过交变电场产生对磁团聚的团聚—分散—团聚作用，水流在这一过程对其中的非磁性夹杂进行淘洗，但是电磁磁选机存在发热等技术问题，结构较为复杂。永磁磁选机种类繁多，常见的有筒式磁选机、高梯度磁选机等，近年来涌现出许多旋转磁场磁选机，采取中心旋转磁系与筒体差速旋转，或者采用旋转磁系与电磁磁选柱分选腔相结合等方式，使磁铁矿在永磁场中形成磁团聚体，由旋转磁场使得磁团聚体翻滚与旋转，从而使得磁性颗粒与非磁性颗粒分离，达到磁铁矿分离提纯的目的。

旋转磁场至今在电机、材料、医疗、选矿、环保等方面有非常多的应用。在选矿方面，将同轴旋转磁场置于重介质旋流器外部筒体或椎体时，会延滞磁铁矿颗粒从旋流器内排出，达到有效提升分选指标的目的，进行物理仿真试验时观察到旋转磁场对于其内部或外部的磁铁矿悬浮液有着反向驱动的作用，即磁铁矿颗粒会逆磁场旋转方向转动；将湿式永磁筒式磁选机的固定磁系替换为旋转磁场时，会发生磁团聚体的自转与公转现象，且公转方向与旋转磁场相反。

发明内容

本发明有效利用旋转磁场的反向驱动作用，有效提升磁铁矿品位，提供一种结构简单、适应性强、运行稳定可靠的用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器。

本发明的另一目的在于提供一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其利用上述用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，通过磁系驱动电机驱动旋转磁系旋转，对来自搅拌桶的矿浆进行分选，产生的精矿和尾矿分别进入后续的产品处理作业，全铁品位高、分选效率高、跑尾少。

为了实现上述功能，本发明所采取的技术方案是：

第一方面，本发明公开一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其包括旋转磁系和螺线管，所述旋转磁系同轴线布置于螺线管的内部，且所述旋转磁系的外侧与所述螺线管的内侧之间有一定间隙；

所述旋转磁系包括底部端盖、磁系隔层、永磁体容器和顶部端盖，若干所述磁系隔层安装于所述底部端盖和所述顶部端盖之间，所述永磁体容器安装于所述磁系隔层上；

所述螺线管的底部设有底部排料口，中部连接三通入料口，顶部连通有分叉分流器，所述分叉分流器具有分叉分流内侧出口和分叉分流外侧出口。

优选的，所述磁系隔层具有连接片、上部连接环和下部连接环，所述永磁体容器安装于所述上部连接环及所述下部连接环上。

优选的，所述永磁体容器包括永磁铁和永磁体隔槽，所述永磁铁镶嵌于所述永磁体隔槽的内部。

优选的，还包括定时排料阀，所述定时排料阀安装于所述底部排料口上。

优选的，所述分叉分流器具有中心隔板，所述分叉分流内侧出口和所述分叉分流外侧出口的分支处安装所述中心隔板。

在另一方面，本发明还提供一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离系统，其包括本发明第一方面所述的用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，以及搅拌电机、搅拌桶、放料阀、给料泵、电磁流量计、平膜压力表、磁系驱动电机和固定架，所述搅拌电机安装于所述搅拌桶上，所述搅拌桶的底部通过管路依次连接放料阀、给料泵、电磁流量计、平膜压力表和三通入料口，所述固定架与所述底部端盖通过轴承连接，所述磁系驱动电机安装于所述固定架上，所述磁系驱动电机的动力输出轴与所述顶部端盖连接，所述底部排料口连接第一尾矿管，所述分叉分流外侧出口连接第二尾矿管，所述分叉分流内侧出口连接精矿管。

优选的，还包括三根回流管，三个所述回流管分别将所述底部排料口、所述分叉分流外侧出口、所述分叉分流内侧出口与所述搅拌桶连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明具有结构简单、操作方便、适应性强、省电、环保、运行稳定可靠的优点，可降低生产及维护成本；可实现扫选和分离同时进行，较现有磁精选设备提升精矿品位程度更高，具有分选效率高、分选指标好、跑尾少的优点；采取全新分选理念，为磁选行业技术发展开拓新思路。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器的结构正视图；

图2是本发明用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器的结构俯视图；

图3是图1中螺线管结构示意图；

图4是图1中旋转磁系的爆炸图；

图5是图4中磁系隔层的结构示意图；

图6是本发明用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1-5一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其包括旋转磁系1和螺线管2，所述旋转磁系1同轴线布置于螺线管2的内部，且所述旋转磁系1的外侧与所述螺线管2的内侧之间有一定间隙；

所述旋转磁系1包括底部端盖3、磁系隔层4、永磁体容器5和顶部端盖6，若干所述磁系隔层4安装于所述底部端盖3和所述顶部端盖6之间，所述永磁体容器5安装于所述磁系隔层4上；

所述螺线管2的底部设有底部排料口7，中部连接三通入料口8，顶部连通有分叉分流器9，所述分叉分流器9具有分叉分流内侧出口10和分叉分流外侧出口11。

所述磁系隔层4具有连接片41、上部连接环42和下部连接环43，所述永磁体容器5安装于所述上部连接环42及所述下部连接环43上。

所述永磁体容器5包括永磁铁和永磁体隔槽，所述永磁铁镶嵌于所述永磁体隔槽的内部。永磁体隔槽为正偶数多边形隔槽，正偶数多边形目的在于能够间隔布置磁系，同时满足多种磁系排布方式，例如竖直隔列排布永磁体、螺旋排布永磁体。

还包括定时排料阀12，所述定时排料阀12安装于所述底部排料口7上。

定时排料阀12由定时继电器配电动球阀控制开闭时间。

所述分叉分流器9具有中心隔板，所述分叉分流内侧出口10和所述分叉分流外侧出口11的分支处安装所述中心隔板。

与螺线管2连接的三通入料口8上部为上部分选腔，下部为下部分选腔；

综上所述，在分选区分选原理为：矿浆由三通入料口8给入到螺线管2后，一部分矿浆进入到上部分选腔，另一部分矿浆进入到下部分选腔。对于下部分选腔，磁性颗粒受到较强的旋转磁场反向驱动力，克服水流阻力不断螺旋向上运移并在入料口一侧富集，非磁性颗粒不受磁力作用，受重力、离心力与水流推力作用从底部排料口7排出，如此在下部分选腔内实现扫选作用。当底部排料口7关闭时，下部分选腔内流体几乎静止，磁性颗粒受到水流阻力消失，继续向上运移，随入料水流进入到上部分选腔内。对于上部分选腔，磁性颗粒受到磁场吸附作用紧贴在分选腔内壁，形成的磁团聚体在旋转磁场反向驱动力与水流推力作用下翻滚螺旋向上运移，从分叉分流内侧出口10排出，非磁性颗粒不受磁力作用，受到离心力与水流推力作用从分叉分流外侧出口11排出，如此在上部分选腔的长行程中实现磁性颗粒与非磁性颗粒的分离。磁系也可以逆时针方向旋转，螺线管2螺旋方向及结构等作相应调整。

请参照图6，本实施例还提供一种包括上述用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离系统。上述用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离系统包括搅拌电机13、搅拌桶14、放料阀15、给料泵16、电磁流量计17、平膜压力表18、磁系驱动电机19、固定架20、上述用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，所述搅拌电机13安装于所述搅拌桶14上，所述搅拌桶14的底部通过管路依次连接放料阀15、给料泵16、电磁流量计17、平膜压力表18和三通入料口8，所述固定架20与所述底部端盖3通过轴承连接，所述磁系驱动电机19安装于所述固定架20上，所述磁系驱动电机19的动力输出轴与所述顶部端盖6连接，所述底部排料口7连接第一尾矿管，所述分叉分流外侧出口11连接第二尾矿管，所述分叉分流内侧出口10连接精矿管。

还包括三根回流管，三个所述回流管分别将所述底部排料口7、所述分叉分流外侧出口11、所述分叉分流内侧出口10与所述搅拌桶14连接。

综上所述，本发明通过磁系驱动电机19驱动旋转磁系1旋转，含磁铁矿的一定浓度的矿浆进入到搅拌桶14内，开启搅拌电机13，关闭放料阀15，开启给料泵16，调整给料流量，矿浆依次通过电磁流量计17与平膜压力表18进入螺线管2内，经过分选区后，精矿从分叉分流内侧出口10排出，尾矿从分叉分流外侧出口11和底部排料口7排出，分别进入后续的产品处理作业。在进行实验室试验时，三个出口排料流回搅拌桶14内，形成循环系统，循环系统可以用于试验调整分选参数。

上述转速为450r/min，给料流量为7L/min。

采取磁铁矿样进行分选试验，矿样为0.074mm筛下细粒级产品，-0.038mm产品占70%以上，矿样全铁品位为61.69%，杂质主要为SiO₂，并且矿样粒级越细，SiO₂含量越少，全铁品位越高。在适宜的操作参数与结构参数条件下进行分选试验，在三个出口处接取分选样品，化验样品的全铁品位与SiO₂含量。在底部开启时，获得精矿TFe品位68.49%，顶部尾矿TFe品位12.16%，底部尾矿品位11.37%。在底部关闭时，精矿TFe品位68.15%，尾矿TFe品位12.47%。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其特征在于，其包括旋转磁系和螺线管，所述旋转磁系同轴线布置于螺线管的内部，且所述旋转磁系的外侧与所述螺线管的内侧之间有一定间隙；

所述旋转磁系包括底部端盖、磁系隔层、永磁体容器和顶部端盖，若干所述磁系隔层安装于所述底部端盖和所述顶部端盖之间，所述永磁体容器安装于所述磁系隔层上；

所述螺线管的底部设有底部排料口，中部连接三通入料口，顶部连通有分叉分流器，所述分叉分流器具有分叉分流内侧出口和分叉分流外侧出口。

2.根据权利要求1所述的一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其特征在于，所述磁系隔层具有连接片、上部连接环和下部连接环，所述永磁体容器安装于所述上部连接环及所述下部连接环上。

3.根据权利要求2所述的一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其特征在于，所述永磁体容器包括永磁铁和永磁体隔槽，所述永磁铁镶嵌于所述永磁体隔槽的内部。

4.根据权利要求1所述的一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其特征在于，还包括定时排料阀，所述定时排料阀安装于所述底部排料口上。

5.根据权利要求1所述的一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，其特征在于，所述分叉分流器具有中心隔板，所述分叉分流内侧出口和所述分叉分流外侧出口的分支处安装所述中心隔板。

6.一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离系统，其特征在于，其包括搅拌电机、搅拌桶、放料阀、给料泵、电磁流量计、平膜压力表、磁系驱动电机、固定架、至少一个如权利要求1-5任一项所述的用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离器，所述搅拌电机安装于所述搅拌桶上，所述搅拌桶的底部通过管路依次连接放料阀、给料泵、电磁流量计、平膜压力表和三通入料口，所述固定架与所述底部端盖通过轴承连接，所述磁系驱动电机安装于所述固定架上，所述磁系驱动电机的动力输出轴与所述顶部端盖连接，所述底部排料口连接第一尾矿管，所述分叉分流外侧出口连接第二尾矿管，所述分叉分流内侧出口连接精矿管。

7.根据权利要求6所述的一种用于磁铁矿精选的旋转磁场螺线管式磁分离系统，其特征在于，还包括三根回流管，三个所述回流管分别将所述底部排料口、所述分叉分流外侧出口、所述分叉分流内侧出口与所述搅拌桶连接。

Images