CN211385387U

CN211385387U - 一种高梯度磁选实验装置

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Publication number: CN211385387U
Application number: CN201921734182.XU
Authority: CN
Inventors: 郑霞裕; 王毓华; 薛子兴; 卢东方; 孙自玺
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2029-10-16

Abstract

本实用新型公开了一种高梯度磁选实验装置，包括支撑架、磁系和分选盒，磁系以可改变磁系磁场方向的方式可转动设于支撑架上；所述磁系中设有分选空腔，所述分选盒包括内部设有聚磁介质的介质段，所述介质段设于所述分选空腔中。本实用新型的高梯度磁选实验装置，三种不同配置方式下的多种类型磁介质的实验过程在一台设备中完成，高梯度磁选实验装置的应用范围更广，价值更高。

Description

一种高梯度磁选实验装置

技术领域

本实用新型属于磁选分离设备领域，尤其涉及一种磁选实验装置。

背景技术

随着高品位易选矿产资源的不断消耗，人们越来越重视对微细粒弱磁性矿产资源的开发利用。高梯度磁选技术是处理微细粒弱磁性矿物的有效手段，它通过在背景磁场中填充特定形状的聚磁介质，改变原磁场磁通分布，在分选区产生高梯度磁场，进而产生较强磁场力，实现对弱磁性颗粒的有效回收，并获得了广泛的工业应用。

聚磁介质是高梯度磁选机的重要组成部分，常用的聚磁介质有齿板介质、钢板网和棒介质，其中棒介质是高梯度磁选机中最常用的磁介质，根据分选区矿浆的流动方向、磁场方向和棒介质摆放方向的不同，常见三种配置方式：轴向配置、横向配置和纵向配置。轴向配置时，棒介质轴向方向与矿浆流动方向平行，并且都垂直于磁场方向；横向配置时，三者两两垂直；纵向配置则是指矿浆流动方向与磁场方向平行，并且都垂直于棒介质轴向方向。参照棒介质所述的配置方式，齿板介质常用的配置方式为轴向配置，而钢板网介质常见于横向配置和纵向配置。

国内外学者针对不同配置方式下的高梯度磁选技术开展了大量的基础实验研究工作，主要使用的实验研究装置是实验室小型高梯度磁选机和学者自行搭建的实验平台等。

实验室小型高梯度磁选机往往只能进行“黑箱”操作，具有实验过程不可视的缺点。如中国专利201610061835.7公开了一种使高梯度实验结果可视化的方法，它在高梯度磁选实验完成后，保持磁场和流场，缓慢降低分选区液位，使磁介质从流体中露出的同时通入-10～-5℃的冷气，将介质丝上捕收的磁性颗粒快速冷却凝固，使之保持轮廓，撤去磁场后将介质盒取出，进行后续分析检测，进而实现对实验终点时颗粒捕集特征的“可视化”，该方法适用于多种试验高梯度实验装置，但实验步骤繁杂，并且仅能实现对实验结果的可视化，难以看到实验过程的动态变化。

学者自行搭建的实验平台是根据实验需求而专门设计制造的，市场上往往没有可以直接购买的产品，具有结构灵活简单的特点，但大多功能单一，不能同时满足多种实验需求。此外，许多自行设计的可视化平台是基于单根磁介质搭建并用于理论研究的，往往不能开展多根介质或多种类型介质实验。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可以实现横向、纵向和轴向配置，且能开展多种类型磁介质实验的高梯度磁选实验装置。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种高梯度磁选实验装置，包括支撑架、磁系和分选盒，所述磁系以可改变磁系磁场方向的方式可转动设于支撑架上；所述磁系中设有分选空腔，所述分选盒包括内部设有聚磁介质的介质段，所述介质段设于所述分选空腔中。上述磁系转动，可以为分选空腔提供垂直方向、水平方向以及其他任意磁场方向的磁场。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述磁系包括磁轭和一对激磁线圈，所述磁轭包括一对相对设置的条型磁轭和一对相对设置的T型磁轭，所述条型磁轭的端部与T型磁轭的横向段的端部两两相互连接，一对所述激磁线圈分别圈绕设于一对所述T型磁轭的竖向段上。上述条形磁轭与T型磁轭之间可通过导磁焊条焊接而成。上述两个T型磁轭的竖向段端部之间的区域即为分选空腔，优选的，激磁线圈绕设时，其端面不超过T型磁轭的竖向段端部。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述磁系通过条型磁轭与支撑架可360°转动连接，且所述磁系转动的转轴与水平面平行。上述设置方式可以实现磁场方向与水平面的夹角从0-360°之间变化，与不同类型的聚磁介质配合，可以开展多种类型磁介质在不同配置方式下的实验。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述分选空腔位于一对所述T型磁轭的竖向段端部之间。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述分选空腔的中心点位于所述磁系转动的转轴上。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述聚磁介质为棒介质、钢板网介质、齿板介质和钢毛介质中的任一种，所述聚磁介质的数量为一根(列)或多根(列)，所述聚磁介质轴向方向可调整的设于介质段中。本实用新型中，聚磁介质的种类、安装角度可以灵活变化，以和可变化的磁场方向进行配合，实现不同聚磁介质进行多种配置(包括但不限于纵向、横向和轴向配置)方式的实验。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述分选盒还包括给矿段和排矿段，所述给矿段与所述介质段的入口连通，所述排矿段与所述介质段的出口连通。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述T型磁轭上开设有用于给矿或排矿的通孔，所述通孔贯穿所述T型磁轭的横向段和竖向段。所述通孔的面积占其所在磁轭截面积的比例为0.01-50.00％。本实用新型中，在进行纵向配置实验时，通孔可用作流体通道，用于给矿或排矿，向位于分选空腔的介质段中输送或排出矿浆。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述介质段的材质为非导磁透明材质，所述高梯度磁选实验装置还包括用于实现磁选过程可视化的高速摄像系统。分选盒介质段采用透明非导磁材料制作，搭载高速摄像系统后，可实现各种配置形式下高梯度磁选实验过程的可视化。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，所述激磁线圈由紫铜矩形导管绕制而成，所述磁轭的材质为电工纯铁，所述支撑架的材质为非导磁不锈钢，如304不锈钢。

上述高梯度磁选实验装置中，优选的，支撑架可以直接置于地面，更优选地，支撑架通过在底部安装转向脚轮与地面接触，便于将设备整体移动。

本实用新型中，通过改变实验对象、聚磁介质类型和配置方式，本实用新型提供的高梯度磁选实验装置可用于弱磁性矿物分选实验研究，所用聚磁介质可以是棒介质(三种配置都能实现)、钢板网介质(横向和纵向配置)、齿板介质(轴向配置)等，本实用新型也可用于高梯度磁选处理废水等研究，所用磁介质可以是钢毛(三种配置都能实现)等。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的高梯度磁选实验装置，三种不同配置方式下的多种类型磁介质的实验过程在一台设备中完成，高梯度磁选实验装置的应用范围更广，价值更高。具体的，利用一台设备，通过磁系转动以调整磁场方向，通过调整分选盒位置以及改变聚磁介质在分选盒中的安装角度，本实用新型能够开展多种磁介质下的纵向、横向和轴向配置(或其他配置方式)高梯度磁选实验，根据实验对象、磁介质类型和配置方式的不同，可用于包括弱磁性矿物分选和水处理在内的多个领域的高梯度磁选实验研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中高梯度磁选实验装置的结构示意图。

图2为图1中磁系的结构示意图。

图3为图2中去掉的激磁线圈后的结构示意图。

图4为实施例中分选盒的结构示意图。

图5为实施例中高梯度磁选实验装置在使用棒介质开展纵向配置实验时的结构示意图(图中的T型磁轭仅示出T型磁轭的竖向段端部)。

图6为实施例中高梯度磁选实验装置在使用棒介质开展横向配置实验时的结构示意图(图中的T型磁轭仅示出T型磁轭的竖向段端部)。

图7为实施例中高梯度磁选实验装置在使用棒介质开展轴向配置实验时的结构示意图(图中的T型磁轭仅示出T型磁轭的竖向段端部)。

图8为一种齿板介质的结构示意图。

图例说明：

1、支撑架；2、磁系；21、磁轭；211、条型磁轭；212、T型磁轭；22、激磁线圈；3、分选盒；31、给矿段；32、介质段；321、聚磁介质；33、排矿段；4、分选空腔；5、通孔。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。

实施例：

如图1-4所示，本实施例的高梯度磁选实验装置，包括支撑架1、磁系2和分选盒3，磁系2以可改变磁系2磁场方向的方式可转动设于支撑架1上；磁系2中设有分选空腔4，分选盒3包括内部设有聚磁介质321的介质段32，介质段32设于分选空腔4中。

本实施例中，磁系2包括磁轭21和一对激磁线圈22，磁轭21包括一对相对设置的条型磁轭211和一对相对设置的T型磁轭212，条型磁轭211的端部与T型磁轭212的横向段的端部两两相互连接，一对激磁线圈22分别圈绕设于一对T型磁轭212的竖向段上。分选空腔4位于一对T型磁轭212的竖向段端部之间。

本实施例中，磁系2通过条型磁轭211与支撑架1可360°转动连接，且磁系2转动的转轴与水平面平行，并且分选空腔4的中心点位于磁系2转动的转轴上。

本实施例中，聚磁介质321为棒介质、钢板网介质、齿板介质和钢毛介质中的任一种，聚磁介质321的数量为一根(列)或多根(列)，聚磁介质321轴向方向可调整的设于介质段32中，即聚磁介质321的安装角度可变化以实现不同配置的实验。

本实施例中，分选盒3还包括给矿段31和排矿段33，给矿段31与介质段32的入口连通，排矿段33与介质段32的出口连通。含弱磁性矿物的矿浆通过给矿段31进介质段32，未被聚磁介质321棒捕收的物质通过排矿段33离开分选盒3。

本实施例中，介质段32的材质为非导磁透明材质，高梯度磁选实验装置还包括用于实现磁选过程可视化的高速摄像系统。

本实施例中，T型磁轭212上开设有用于给矿或排矿的通孔5，通孔5贯穿T型磁轭212的横向段和竖向段。

本实施例中，激磁线圈22由紫铜矩形导管绕制而成，磁轭21的材质为电工纯铁，支撑架1的材质为非导磁不锈钢。

本实施例中，聚磁介质321的种类和在介质段32中的安装方式可以灵活多变，以棒介质为例，举例说明如下：

1、使用棒介质开展纵向配置实验。

如图5所示，通过旋转磁系，使T型磁轭212的竖向段的端面与水平面平行，即竖向段本身垂直于水平面，以提供垂直于水平面的磁场方向，通孔5的轴向与水平面垂直。分选盒3的轴向与水平面垂直，其介质段32中装有棒状聚磁介质321(图5中分选盒3仅示出了聚磁介质321)，并使棒状聚磁介质321的轴向与水平面平行。分选盒3放置于T型磁轭212的竖向段的端面之间。给矿段31置于上部T型磁轭212的通孔5中，排矿段33置于下部T型磁轭212的通孔5中。上述图中，H₀表示磁场方向，V₀表示矿浆流动方向，下同。

使用棒介质开展纵向配置实验时按如下具体步骤实验开展实验：

(1)向激磁线圈22的导管中通入冷却水；(2)向激磁线圈22中通入直流电，使位于分选空腔4的棒状聚磁介质321周围产生高梯度磁场；(3)原矿矿浆通过分选盒3的给矿段31进入介质段32，部分颗粒被棒状聚磁介质321捕收，未被捕收的矿浆从排矿段33排出并被收集，获得尾矿产品；(4)撤去激磁线圈22中的直流电；(5)断开通入激磁线圈22中冷却水；(6)向给矿段31中注入清水，将被棒状聚磁介质321捕获的颗粒从排矿段33中排出，获得精矿产品。

2、使用棒介质开展横向配置实验。

如图6所示，通过旋转磁系，使T型磁轭212的竖向段的端面与水平面垂直，即竖向段本身平行于水平面，以提供平行于水平面的磁场方向，通孔5的轴向与水平面平行。分选盒3的轴向与水平面垂直，其介质段32中装有棒状聚磁介质321(图6中分选盒3仅示出了聚磁介质321)，并使棒状聚磁介质321的轴向与水平面平行。分选盒3放置于T型磁轭212的竖向段的端面之间。

开展横向配置实验的具体步骤与开展纵向配置实验的步骤相同。

3、使用棒介质开展轴向配置实验。

如图7所示，通过旋转磁系，使T型磁轭212的竖向段的端面与水平面垂直，即竖向段本身平行于水平面，以提供平行于水平面的磁场方向，通孔5的轴向与水平面平行。分选盒3的轴向与水平面垂直，其介质段32中装有棒状聚磁介质321(图7中分选盒3仅示出了聚磁介质321)，并使棒状聚磁介质321的轴向与水平面垂直。分选盒3放置于T型磁轭212的竖向段的端面之间。

开展轴向配置实验的具体步骤与开展纵向配置实验的步骤相同。

4、使用齿板介质开展轴向配置实验。

将图7所示棒状聚磁介质321换成图8所示齿板介质，使齿板介质的轴向与水平面垂直，装置其他部分的配置方向与图7相同，具体实验步骤与使用棒介质开展纵向配置实验的步骤相同。

以上仅给出几种典型的聚磁介质321以及几种典型配置方式的实验过程，但本实施例中的装置在进行实验时，聚磁介质321类型不局限于棒介质或齿板介质，如纵向与横向配置时可以是钢板网或钢毛介质等。并且，本实施例中，给矿段31、介质段32与排矿段33的几何形状不局限于图4所示类型。

Claims

1.一种高梯度磁选实验装置，其特征在于，包括支撑架(1)、磁系(2)和分选盒(3)，所述磁系(2)以可改变磁系(2)磁场方向的方式可转动设于支撑架(1)上；所述磁系(2)中设有分选空腔(4)，所述分选盒(3)包括内部设有聚磁介质(321)的介质段(32)，所述介质段(32)设于所述分选空腔(4)中。

2.根据权利要求1所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述磁系(2)包括磁轭(21)和一对激磁线圈(22)，所述磁轭(21)包括一对相对设置的条型磁轭(211)和一对相对设置的T型磁轭(212)，所述条型磁轭(211)的端部与T型磁轭(212)的横向段的端部两两相互连接，一对所述激磁线圈(22)分别圈绕设于一对所述T型磁轭(212)的竖向段上。

3.根据权利要求2所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述磁系(2)通过条型磁轭(211)与支撑架(1)可360°转动连接，且所述磁系(2)转动的转轴与水平面平行。

4.根据权利要求2所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述分选空腔(4)位于一对所述T型磁轭(212)的竖向段端部之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述分选空腔(4)的中心点位于所述磁系(2)转动的转轴上。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述聚磁介质(321)为棒介质、钢板网介质、齿板介质和钢毛介质中的任一种，所述聚磁介质(321)轴向方向可调整的设于介质段(32)中。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述分选盒(3)还包括给矿段(31)和排矿段(33)，所述给矿段(31)与所述介质段(32)的入口连通，所述排矿段(33)与所述介质段(32)的出口连通。

8.根据权利要求2-4中任一项所述的高梯度磁选实验装置，其特征在于，所述T型磁轭(212)上开设有用于给矿或排矿的通孔(5)，所述通孔(5)贯穿所述T型磁轭(212)的横向段和竖向段。