CN104689907A - 用于磁选机的聚磁介质、聚磁介质盒、聚磁介质柱及其应用 - Google Patents

Abstract

用于磁选机的聚磁介质、聚磁介质盒、聚磁介质柱及其应用。一种用于磁选机的聚磁介质，其被加工成条状、柱状或环状，且聚磁介质的横截面形状为椭圆形。一种聚磁介质盒，其主要由非导磁金属板和前述的聚磁介质构成，聚磁介质被加工成条状或柱状的聚磁介质棒，多根聚磁介质棒间隔排布在两块非导磁金属板之间。一种聚磁介质柱，其主要由多层的聚磁介质环系上下叠加组成，聚磁介质环系由多个由大到小的聚磁介质环同心套设而成，各聚磁介质环是由前述聚磁介质构成，各聚磁介质环及各聚磁介质环系之间相互隔开。本发明可在磁选机中进行应用以回收细颗粒磁性矿物；应用时使聚磁介质棒的椭圆长轴方向与该磁选机背景磁场方向平行即可，具有成本低、能耗低、不易堵塞且能够产生高磁场梯度等优点。

Description

用于磁选机的聚磁介质、聚磁介质盒、聚磁介质柱及其应用

技术领域

本发明属于矿业工程中的选矿领域，尤其涉及一种用于磁选机的聚磁介质及其组成产品和应用。

背景技术

随着矿产资源的不断开发，高品位和易选的铁矿石资源日益减少，钢铁行业越来越重视以赤铁矿、褐铁矿及菱铁矿为主的细而贫的弱磁性铁矿资源的高效开发利用。高梯度磁选技术是处理微细粒弱磁性矿物的有效手段，在矿产资源的开发与利用中发挥着越来重要的作用。磁介质是高梯度磁选机的关键组成部分，磁介质的磁场特性往往决定了高梯度磁选机的分选性能的好坏，主要的磁介质类型有球介质、棒介质、齿板介质、钢板网介质和钢毛介质等。

细颗粒磁性矿物的有效回收所需磁场力更大，提高磁场力的途径有两种：增大磁场强度和磁场梯度。由于磁选机能耗与磁场强度的平方成正比，提高磁场强度会使能耗大幅上升；且高磁场往往导致矿物团聚，机械夹杂严重，降低精矿品位；另外，受到磁选机磁路设计方式和所用材料的饱和磁化强度的限制，磁选机的背景磁场强度也不可能无限提高。因此，更多的是考虑通过提高磁场梯度来提高矿物所受磁力。

目前选矿领域使用的磁介质主要是齿板介质、钢板网和棒介质。齿板介质磁场梯度较大，但磁力作用深度小，且易堵塞。紧密充填的网状介质可以产生较大的磁场梯度，对回收细颗粒矿物有促进作用，但由于存在介质间的“磁短路”现象和极易堵塞的问题，适用范围很有限。棒介质广泛应用于脉动高梯度磁选机中，有效解决了介质堵塞的问题，但棒介质产生的磁场梯度有限，磁路中磁阻过大导致能耗较高，随着矿产资源的不断开发，需处理的矿物粒度越来越细，棒介质分选矿物的不足也日益凸显。201110306909.6号中国专利公开了一种等边菱形介质，其磁场梯度比圆棒介质高，且没有“磁短路”现象，但这种菱形截面介质的高磁场梯度集中在菱形截面的尖角处，高磁场力的作用深度小，对细颗粒矿物的捕集范围较小。此外，还有一些形状很特殊的磁介质，如截面形状为多边形或者沿圆周分布的齿形及其他复杂形状，这些磁介质虽然也能够产生较大的磁场力，但由于形状过于复杂，加工制造难度大，成本高，难以在生产中大规模应用。

发明内容

本发明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，提供一种生产成本低、能耗低、不易堵塞且能够产生高磁场梯度的用于磁选机的聚磁介质、聚磁介质盒及聚磁介质柱，还相应提供该聚磁介质盒等产品在磁选机中的应用，以便有效提高磁选机的分选性能，同时还能降低磁选机能耗。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种用于磁选机的聚磁介质，所述聚磁介质被加工成条状、柱状或环状，所述聚磁介质的横截面形状为椭圆形。本发明椭圆形横截面的聚磁介质制作材料可以是工程纯铁或者导磁不锈钢等。

上述的聚磁介质中，优选的：所述椭圆形的长轴与短轴的长度之比为1.2～3。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用于磁选机的聚磁介质盒，所述聚磁介质盒主要由非导磁金属板(或者非导磁其他板材)和上述本发明的聚磁介质构成，所述聚磁介质被加工成条状或柱状的聚磁介质棒，多根所述的聚磁介质棒间隔排布在两块非导磁金属板之间。

上述的聚磁介质盒中，优选的第一种方案是：所述的聚磁介质棒是沿水平方向延伸，且各聚磁介质棒之间相互平行布置；每根聚磁介质棒的两端分别固接(优选焊接或者铆接)于所述的两块非导磁金属板上，且每根聚磁介质棒的轴线垂直于非导磁金属板所在的平面。该聚磁介质棒可以在两块非导磁金属板之间均布排列或者是分区疏密排列。

上述的聚磁介质盒中，优选的第二种方案是：所述的聚磁介质棒是沿竖直方向延伸，每根聚磁介质棒的轴线平行于非导磁金属板所在的平面，且各聚磁介质棒之间相互平行布置；每根聚磁介质棒的两端分别固接于一连接件上；该连接件串联起多根聚磁介质棒，该连接件的两端分别固接于所述的两块非导磁金属板上。更优选的，竖直朝向的聚磁介质棒可先固定在一金属框架内，再将金属框架焊接或者通过凹槽等结构固定在两块非导磁金属板之间。该竖直朝向的聚磁介质棒一般在两块非导磁金属板之间均匀排列。

上述的聚磁介质盒中，优选的，所述聚磁介质棒在聚磁介质盒中的充填率为15％～50％。

上述的聚磁介质盒中，聚磁介质棒的长度和非导磁金属板的尺寸一般可根据分选空间的大小确定。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用于磁选机的聚磁介质柱，所述聚磁介质柱主要由多层的聚磁介质环系上下叠加组成，每一层的聚磁介质环系由多个由大到小的聚磁介质环同心套设而成，各聚磁介质环是由加工成环状的权利要求1或2所述的聚磁介质构成，各聚磁介质环相互间隔开一距离，每层的聚磁介质环系上下间隔开一距离。

作为一个总的技术构思，本发明还提供上述第一种聚磁介质盒在磁选机中的应用，所述磁选机为垂直磁系的磁选机，将所述聚磁介质盒安装应用于该磁选机以回收细颗粒磁性矿物；安装应用时，使所述聚磁介质盒中聚磁介质棒的椭圆截面长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向或磁力线方向平行的方式将该聚磁介质盒放置于磁选机的分选腔中；磁选机工作时控制矿浆流动方向平行于椭圆截面长轴的延伸方向。

作为一个总的技术构思，本发明还提供上述第二种聚磁介质盒在磁选机中的应用，所述磁选机为水平磁系的磁选机，将所述聚磁介质盒安装应用于该磁选机以回收细颗粒磁性矿物；安装应用时，使所述聚磁介质盒中聚磁介质棒的椭圆长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向或磁力线方向平行的方式将该聚磁介质盒放置于磁选机的分选腔中，磁选机工作时矿浆流动方向与椭圆截面方向垂直。

上述的应用中，优选的：所述磁选机为强磁选机或高梯度磁选机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.采用本发明这种椭圆形截面形状的聚磁介质可以获得比常规正圆截面聚磁介质更大的磁场梯度，且介质之间不会存在“磁短路”现象；

2.本发明的椭圆形截面形状的聚磁介质容易制造，采用该聚磁介质制作成的聚磁介质盒或聚磁介质柱具有生产成本低、不易堵塞且能够产生高磁场梯度的优点，其高磁场力作用深度较常规的圆棒介质或菱形截面介质更大，对细颗粒矿物的捕集范围更大，因而更有利于回收细颗粒磁性矿物，提高矿物回收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为圆截面聚磁介质棒在磁场中磁化的磁力线图。

图2为本发明椭圆截面的聚磁介质棒在磁场中磁化的磁力线图。

图3为本发明实施例1中聚磁介质盒的结构示意图。

图4为本发明实施例2中聚磁介质盒的结构示意图。

图5为本发明实施例3中聚磁介质盒的结构示意图。

图6为本发明实施例1、2中单个聚磁介质棒的外观形貌图。

图7为本发明实施例1中的聚磁介质盒在磁选机中安装应用时的原理图。

图8为本发明实施例2中的聚磁介质盒在磁选机中安装应用时的原理图。

图9为本发明实施例3中的聚磁介质盒在磁选机中安装应用时的原理图。

图例说明

1、聚磁介质棒；2、非导磁金属板；3、连接棒；4、聚磁介质环。

具体实施方式

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

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

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，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种如图6所示本发明的用于磁选机的聚磁介质，该聚磁介质被加工成柱状，该聚磁介质的横截面形状为椭圆形。

一种如图3所示本发明的用于磁选机的聚磁介质盒，该聚磁介质盒主要由非导磁金属板2和上述本实施例的聚磁介质构成，本实施例的聚磁介质为加工成柱状的聚磁介质棒1，多根聚磁介质棒1间隔排布在两块非导磁金属板2之间。如图3所示，本实施例的聚磁介质棒1是沿水平方向延伸，且各聚磁介质棒1之间相互平行布置；每根聚磁介质棒1的两端分别固接于两块非导磁金属板2上，且每根聚磁介质棒1的轴线垂直于非导磁金属板2所在的平面。本实施例中，聚磁介质棒1是呈6×3的矩阵式排列分布在两块非导磁金属板2之间，且聚磁介质棒1的横向间隙为1mm，纵向间隙为2mm，其椭圆形截面的长短轴之比为2∶1，且椭圆形截面的长轴为4mm，短轴为2mm。本实施例中，聚磁介质棒在聚磁介质盒中的充填率为19.625％。

如图7所示，将本实施例上述的聚磁介质盒应用于磁选机中，具体应用的磁选机为一垂直磁系的高梯度磁选机，将本实施例的聚磁介质盒安装应用于该磁选机中以回收细颗粒磁性矿物；安装应用时，使聚磁介质盒中聚磁介质棒1的椭圆截面长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向平行的方式将该聚磁介质盒放置于磁选机的分选腔中；磁选机工作时矿浆流动方向和椭圆截面的长轴方向都平行于背景磁场方向。

实施例2：

一种如图6所示本发明的用于磁选机的聚磁介质，该聚磁介质被加工成柱状，该聚磁介质的横截面形状为椭圆形。

一种如图4所示本发明的用于磁选机的聚磁介质盒，该聚磁介质盒主要由非导磁金属板2和上述本实施例的聚磁介质构成，本实施例的聚磁介质为加工成柱状的聚磁介质棒1，多根聚磁介质棒1间隔排布在两块非导磁金属板2之间。如图4所示，本实施例的聚磁介质棒1是沿竖直方向延伸，每根聚磁介质棒1的轴线平行于非导磁金属板2所在的平面，且各聚磁介质棒1之间相互平行布置；每根聚磁介质棒1的两端分别固接于一连接棒3上；该连接棒3在端部串联起多根聚磁介质棒1，该连接棒3的两端分别固接于两块非导磁金属板2上。本实施例中，聚磁介质棒1是呈6×3的矩阵式排列分布在两块非导磁金属板2之间，且位于同一竖直平面内的连接棒3组成的金属框架中，相邻两聚磁介质棒1的间隙为1mm；不同金属框架之间，相邻两聚磁介质棒1的间隙为1.5mm。聚磁介质棒1的椭圆形截面的长短轴之比为2.5∶1，且椭圆形截面的长轴为5mm，短轴为2mm。本实施例中，聚磁介质棒在聚磁介质盒中的充填率为19.625％。

如图8所示，将本实施例上述的聚磁介质盒应用于磁选机中，具体应用的磁选机为一水平磁系的高梯度磁选机，将本实施例的聚磁介质盒安装应用于该磁选机中以回收细颗粒磁性矿物；安装应用时，使聚磁介质盒中聚磁介质棒1的椭圆截面长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向平行的方式将该聚磁介质盒放置于磁选机的分选腔中；磁选机工作时矿浆流动方向垂直于椭圆截面的长轴方向和背景磁场方向。

实施例3：

一种如图5所示本发明的用于磁选机的聚磁介质，该聚磁介质被加工成环状，该聚磁介质的横截面形状为椭圆形。

一种如图5所示本发明的用于磁选机的聚磁介质柱，该聚磁介质柱主要由多层的聚磁介质环系上下叠加组成(本实施例为四层)，每一层的聚磁介质环系由多个由大到小的聚磁介质环4同心套设而成(本实施例为五个)，各聚磁介质环4是由加工成环状的上述聚磁介质构成，各聚磁介质环4相互间隔开一距离，每层的聚磁介质环系上下间隔开一距离。本实施例中聚磁介质棒1的椭圆形截面的长短轴之比为2∶1，且椭圆形截面的长轴为4mm，短轴为2mm。

如图9所示，将本实施例上述的聚磁介质柱应用于周期式垂直磁系高梯度磁选机中，以回收细颗粒磁性矿物；由于该磁选机分选空间为激磁线圈所围成的圆柱状空间，安装应用时，可以使聚磁介质柱中聚磁介质环4的椭圆截面长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向平行的方式将该聚磁介质柱放置于该磁选机的分选腔中，磁选机工作时矿浆流动方向平行于椭圆截面的长轴方向和磁力线方向。

以上述各实施例的技术方案为例，我们对正圆形截面和本发明椭圆形截面的聚磁介质棒在磁场中磁化的磁力线做一对比，结果如图1、图2所示。由图1可以看出，聚磁介质棒上下侧附近的磁力线较密集，磁力线密集处磁场强度大，因此正圆形截面的聚磁介质棒也可以产生一定磁场强度和磁场梯度(磁场强度随空间距离变化率)，由于产生的磁场梯度有限，想要获得更大磁场梯度只能减小截面半径，同时需要减小介质间隙，但这样的后果则会产生严重的堵塞问题，难以有效应用。图2则是本发明椭圆形截面聚磁介质棒在磁场中磁化的磁力线图，由图2可以看出，椭圆形截面聚磁介质棒的上下端部附近的磁力线较图1中的圆形截面棒介质更密集，即能产生更大的磁场强度和磁场梯度。经模拟计算，靠近椭圆形截面的聚磁介质表面处产生的磁场梯度约是圆形截面聚磁介质棒磁场梯度的2倍，很明显，这样的聚磁介质在磁选机中进行应用时将更有利于微细粒矿物的回收。

本发明的上述实施例仅是对本发明的技术原理及技术方案进行的具体阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明的核心思想，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明思想的前提下，本领域中的技术人员对本发明涉及的技术方案所做出的各种改进和修饰，均应落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于磁选机的聚磁介质，所述聚磁介质被加工成条状、柱状或环状，其特征在于：所述聚磁介质的横截面形状为椭圆形。

2.根据权利要求1所述的聚磁介质，其特征在于：所述椭圆形的长轴与短轴的长度之比为1.2～3。

3.一种用于磁选机的聚磁介质盒，其特征在于：所述聚磁介质盒主要由非导磁金属板和权利要求1或2所述的聚磁介质构成，所述聚磁介质被加工成条状或柱状的聚磁介质棒，多根所述的聚磁介质棒间隔排布在两块非导磁金属板之间。

4.根据权利要求3所述的聚磁介质盒，其特征在于：所述的聚磁介质棒是沿水平方向延伸，且各聚磁介质棒之间相互平行布置；每根聚磁介质棒的两端分别固接于所述的两块非导磁金属板上，且每根聚磁介质棒的轴线垂直于非导磁金属板所在的平面。

5.根据权利要求3所述的聚磁介质盒，其特征在于：所述的聚磁介质棒是沿竖直方向延伸，每根聚磁介质棒的轴线平行于非导磁金属板所在的平面，且各聚磁介质棒之间相互平行布置；每根聚磁介质棒的两端分别固接于一连接件上；该连接件串联起多根聚磁介质棒，该连接件的两端分别固接于所述的两块非导磁金属板上。

6.根据权利要求4或5所述的聚磁介质盒，其特征在于：所述聚磁介质棒在聚磁介质盒中的充填率为15％～50％。

7.一种用于磁选机的聚磁介质柱，其特征在于：所述聚磁介质柱主要由多层的聚磁介质环系上下叠加组成，每一层的聚磁介质环系由多个由大到小的聚磁介质环同心套设而成，各聚磁介质环是由加工成环状的权利要求1或2所述的聚磁介质构成，各聚磁介质环相互间隔开一距离，每层的聚磁介质环系上下间隔开一距离。

8.一种如权利要求4所述的聚磁介质盒在磁选机中的应用，其特征在于：所述磁选机为垂直磁系的磁选机，将所述聚磁介质盒安装应用于该磁选机以回收细颗粒磁性矿物；安装应用时，使所述聚磁介质盒中聚磁介质棒的椭圆截面长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向或磁力线方向平行的方式将该聚磁介质盒放置于磁选机的分选腔中；磁选机工作时控制矿浆流动方向平行于椭圆截面长轴方向。

9.一种如权利要求5所述的聚磁介质盒在磁选机中的应用，其特征在于：所述磁选机为水平磁系的磁选机，将所述聚磁介质盒安装应用于该磁选机以回收细颗粒磁性矿物；安装应用时，使所述聚磁介质盒中聚磁介质棒的椭圆长轴延伸方向与该磁选机背景磁场方向或磁力线方向平行的方式将该聚磁介质盒放置于磁选机的分选腔中，磁选机工作时矿浆流动方向与椭圆截面方向垂直。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于：所述磁选机为强磁选机或高梯度磁选机。