專利名稱：一種用于強磁選機的高梯度聚磁介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于強磁選機的高梯度聚磁介質(zhì)，屬于礦冶工程礦物加工工程中的選礦領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在強磁性鐵礦石和優(yōu)質(zhì)的鐵礦資源日益減少，而礦冶工程鋼鐵行業(yè)的選礦面對的鐵礦石資源主要以赤鐵礦、褐鐵礦以及菱鐵礦為主的細(xì)而貧且磁性非常弱的鐵礦石資源，有效回收這些鐵礦石資源的關(guān)鍵技術(shù)是使用高梯度強磁選機。高梯度強磁選機是礦冶工程鋼鐵行業(yè)的非常重要的選礦設(shè)備，他的質(zhì)量好壞直接影響到鐵礦資源的利用率、選礦廠的經(jīng)濟(jì)效益、選礦廠的節(jié)能減排等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。強磁選機的聚磁介質(zhì)是強磁選機的一個關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)之一，現(xiàn)在的強磁選機的聚磁介質(zhì)一般使用間隔充填的齒板介質(zhì)、間隔充填的圓棒介質(zhì)、緊密充填的球形介質(zhì)、緊密充填的網(wǎng)狀介質(zhì)、緊密充填的鋼毛介質(zhì)，而常用在選礦中的聚磁介質(zhì)是間隔充填的圓棒介質(zhì)和緊密充填的網(wǎng)狀介質(zhì)。強磁選機的聚磁介質(zhì)的作用，就是將磁選機磁路中選別空間的均勻磁場變成高梯度的非均勻磁場，以滿足磁選對導(dǎo)磁性礦物的捕捉要求。非均勻磁場對導(dǎo)磁性礦粒的捕捉力為
F=mXkXH gradH
式中m礦粒的質(zhì)量；k是礦粒的比磁化系數(shù)；H是磁選機選別空間的背景磁場強度； 是強磁選機聚磁介質(zhì)的磁場梯度。提高聚磁介質(zhì)的磁場梯度不用增加能耗，只要聚磁介質(zhì)的斷面形狀不同就能實現(xiàn)不同的磁場梯度。礦粒的質(zhì)量和礦粒的比磁化系數(shù)是礦粒固有性質(zhì)決定的數(shù)值，磁選機選別空間的背景磁場強度H是通過電能來獲得的。由式中可知，對于捕捉質(zhì)量小的微細(xì)礦粒 (質(zhì)量很小)和捕捉比磁化系數(shù)小的弱磁性礦物，要么增加能耗來提高磁場強度H，要么增加磁場梯度來增加對他的捕捉力F。因此，為了節(jié)約能耗，人們就發(fā)明了高梯度磁選機，高梯度磁選機就是為了提高磁場梯度來降低磁選機選別空間的背景磁場強度，而節(jié)約電能?，F(xiàn)在的選礦工業(yè)用強磁選機的聚磁介質(zhì)的磁場梯度大小排列是緊密充填的網(wǎng)狀介質(zhì)>間隔充填的圓棒介質(zhì)。緊密充填的網(wǎng)狀介質(zhì)對回收細(xì)粒礦粒較好，但他存在介質(zhì)間“磁短路”現(xiàn)象和容易堵塞的問題而被限制使用。而間隔充填的圓棒介質(zhì)磁場梯度不高、磁路中磁阻太大而能耗高，但他具有沒有“磁短路”現(xiàn)象和不容易堵塞的優(yōu)點而被廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于強磁選機的高梯度聚磁
介質(zhì)，利用高梯度聚磁介質(zhì)在磁選機中回收難于回收的超細(xì)粒礦粒，本發(fā)明中的高梯度聚磁介質(zhì)還能節(jié)約磁選機的能耗。
本發(fā)明的理論基礎(chǔ)
非均勻磁場對導(dǎo)磁性礦粒的捕捉力為 F=mXkXHgradH
式中m礦粒的質(zhì)量；k是礦粒的比磁化系數(shù)；H是磁選機選別空間的背景磁場強度； 是強磁選機聚磁介質(zhì)的磁場梯度。若要回收質(zhì)量m很小的礦粒，要么用電能來增加磁場強度，但由于磁選機磁路設(shè)計和使用材料的局限，磁路中磁飽和使磁場強度不能提高到很高，如通常能達(dá)到IT ；要么增加聚磁介質(zhì)的磁場梯度。本發(fā)明就是將聚磁介質(zhì)的斷面形狀做成一種等邊菱形的特殊形狀，用間隔充填的安裝方式，獲得比緊密充填的網(wǎng)狀介質(zhì)以及間隔充填的圓棒介質(zhì)更高的磁場梯度，且沒有磁短路現(xiàn)象。本發(fā)明高梯度聚磁介質(zhì)包括非導(dǎo)磁金屬板和導(dǎo)磁介質(zhì)棒，導(dǎo)磁介質(zhì)棒的截面為等邊菱形，等邊菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒被固定在兩塊非導(dǎo)磁金屬板間構(gòu)成介質(zhì)分選盒。本發(fā)明中所述菱形截面的兩條對角線長度比為2:1 3:2。本發(fā)明中所述菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒安裝時菱形截面的長對角線與磁場磁力線方向平行。本發(fā)明中菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒按一定密度垂直焊接或鉚接或者用螺釘固定在兩塊非導(dǎo)磁金屬板間，菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒截面總面積占非導(dǎo)磁金屬板面積的40% 50%。本發(fā)明中兩塊非導(dǎo)磁金屬板平行的嵌入磁選機的分選空間且大小適當(dāng)。本發(fā)明中等邊菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒的兩個頂角，即與磁場磁力線方向平行的兩個長端頂角(銳角)，進(jìn)行倒圓角處理。下面結(jié)合圖1、圖2對其結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行介紹。圖2是常用的圓棒型聚磁介質(zhì)，他的磁力線沿垂直方向單位距離的變化率(即磁場梯度)較小，若要增加磁場梯度就只能減小圓棒的直徑，但減小了圓棒的直徑就增加了磁路斷面中空氣隙的面積，使整個磁路中的磁阻大量增加而大量增加能耗，當(dāng)達(dá)到磁飽和后， 再怎么增加能耗也達(dá)不到有些微細(xì)粒礦粒所需的磁場捕捉力。圓棒型聚磁介質(zhì)有效回收粒級下限可達(dá)到19微米。圖1是本發(fā)明的選礦強磁選機用高梯度聚磁介質(zhì)，其按如圖所示的菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒安裝時菱形截面的長對角線與磁場磁力線方向平行，形成具有最大的磁場梯度且選別空間最大和磁路中磁阻最小的特點，他的磁力線沿垂直方向單位距離的變化率(即磁場梯度) 要比圓棒型的高25%，因此高效和節(jié)能，他對磁性礦粒有效回收粒級下限可達(dá)到5微米。本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果
本發(fā)明與常規(guī)通用的圓棒型介質(zhì)相比，磁場梯度可高25%;能回收5 μ m礦粒；磁選機在相同能耗情況下，鐵礦石回收率可提高5% 20% ；在回收相同的礦粒與同等回收率的情況下，可節(jié)約20%的能耗。本發(fā)明是一種新型的磁選機用高梯度聚磁介質(zhì)，是采用間隔充填的安裝方式，他的磁場梯度比圓棒型介質(zhì)要高，在磁路中磁阻小而能耗低，也具有沒有“磁短路”現(xiàn)象和不容易堵塞的優(yōu)點。本發(fā)明的新型選礦強磁選機用高梯度聚磁介質(zhì)，特別適用于回收微細(xì)粒弱磁性礦粒，有效回收粒級下限可達(dá)到5微米，且高效，節(jié)能。


圖1是本發(fā)明聚磁介質(zhì)的磁力線分布示意圖。圖中1是磁場的一個磁極(N) ；3是本發(fā)明的等邊菱形介質(zhì)棒。圖2是圓棒型聚磁介質(zhì)的磁力線分布示意圖。圖中1是磁場的一個磁極(N) ；2是傳統(tǒng)使用的圓形介質(zhì)棒。圖3是本發(fā)明聚磁介質(zhì)棒安裝示意圖。圖中1是磁場的兩個磁極(N和S) ；3是相同形狀的50根菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒。圖4是圓棒型聚磁介質(zhì)棒示意圖。圖中1是磁場的兩個磁極(N和S);2是相同形狀的35根傳統(tǒng)使用的圓柱形介質(zhì)棒。圖5是本發(fā)明的高梯度聚磁介質(zhì)分選盒、以及在磁場中安裝的示意圖。圖中1是磁場的兩個磁極(N和S) ；3是本發(fā)明的等邊菱形聚磁介質(zhì)棒；6是固定介質(zhì)棒的兩塊非導(dǎo)磁金屬板，介質(zhì)棒是靠焊接或鉚接或者螺釘垂直固定在此板上。
具體實施例方式實施例1
本發(fā)明高梯度聚磁介質(zhì)(見圖5)在)(CSQ50X70以及雙環(huán)磁選機上應(yīng)用，包括非導(dǎo)磁金屬板6和導(dǎo)磁介質(zhì)棒3，介質(zhì)棒被鉚接在兩塊非導(dǎo)磁金屬板6間構(gòu)成大小適合磁選機分選腔的分選介質(zhì)盒，菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒按50%的密度垂直鉚接在兩塊非導(dǎo)磁金屬板間，菱形截面兩條對角線長寬比為2:1，菱形截面兩對角線長度分別IOmm和5mm，介質(zhì)棒的兩個頂角(銳角)進(jìn)行倒R2mm圓角處理。圖5中，磁選機的選別磁場空間是如圖中磁極1 (N)和磁極1 (S)間的斷面空隙， 若沒有聚磁介質(zhì)，此空間的磁場近乎為均勻磁場，均勻磁場對磁性礦粒幾乎沒有捕捉力，即不能回收礦粒。當(dāng)采用如圖所示安裝了聚磁介質(zhì)后，選別空間的磁場變成了如圖1所示的非均勻磁場，新型聚磁介質(zhì)的磁場梯度比以同樣條件安裝圓棒形介質(zhì)高25%，磁選機在背景場強為0. 8T的情況下，能有效回收5 μ m的鐵礦或鈦鐵礦微細(xì)礦粒，回收率與使用圓棒形介質(zhì)相比能提高15%左右。在回收相同的礦粒與回收率的情況下，可節(jié)約20%的電磁場能耗。本發(fā)明提供的高梯度聚磁介質(zhì)，當(dāng)做成不同形狀的介質(zhì)盒后，適用于全部的強磁選機和高梯度磁選機，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種用于強磁選機的高梯度聚磁介質(zhì)，其特征在于包括非導(dǎo)磁金屬板和導(dǎo)磁介質(zhì)棒，導(dǎo)磁介質(zhì)棒的截面為等邊菱形，菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒設(shè)置在兩塊非導(dǎo)磁金屬板間構(gòu)成介質(zhì)分選盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁介質(zhì)，其特征在于菱形截面的兩條對角線長度比為 2 · 1 3 · 2 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚磁介質(zhì)，其特征在于菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒安裝時菱形截面的長對角線與磁場磁力線方向平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁介質(zhì)，其特征在于菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒按一定密度垂直焊接或鉚接或者用螺釘固定在兩塊非導(dǎo)磁金屬板間，菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒截面總面積占非導(dǎo)磁金屬板面積的40% 50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁介質(zhì)，其特征在于兩塊非導(dǎo)磁金屬板平行地嵌入磁選機的分選空間且大小適當(dāng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁介質(zhì)，其特征在于等邊菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒的兩個銳角進(jìn)行倒圓角處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型用于強磁選機的高梯度聚磁介質(zhì)，其包括非導(dǎo)磁金屬板和導(dǎo)磁介質(zhì)棒，導(dǎo)磁介質(zhì)棒的截面為等邊菱形，菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒固定在兩塊非導(dǎo)磁金屬板間構(gòu)成分選介質(zhì)盒，兩塊非導(dǎo)磁金屬板平行的嵌入磁選機的分選空間且大小適當(dāng)，等邊菱形導(dǎo)磁介質(zhì)棒的兩個長端頂角(銳角)進(jìn)行倒圓角處理，本發(fā)明的高梯度聚磁介質(zhì)具有在磁路中磁場梯度高，磁阻小、節(jié)約能耗，回收礦粒過程中具有沒有“磁短路”現(xiàn)象和不容易堵塞的優(yōu)點，特別適用于回收微細(xì)粒弱磁性礦粒，有效回收粒級下限可達(dá)到5微米。
文檔編號B03C1/031GK102335638SQ201110306909
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者李世厚, 李庚 申請人:昆明理工大學(xué)