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圆筒型永磁湿式强磁选设备
  常用的开放磁系的永磁磁选机虽然能耗低,但一般磁感应强度和磁场梯度低,主要用于磁铁矿等强磁性矿物的分选,而市场上主流的分选弱磁性矿物的辊式强磁选机和筒式强磁选机,虽然其磁感应强度分别能达到 1.3 T 和 0.8 T 左右,但其磁力捕收线密度分别只有67 m/ m2 (以 150 ~ 1 000 mm 单辊辊式强磁选机为例)和 33 m/ m2 (以 300 ~ 1 000 mm 半磁系筒式强磁选机为例),对微细粒级弱磁性矿物分选效果不甚理想。随着近代矿业的发展,节能降耗已成为矿业可持续发展的主题,开发高磁感应强度和高磁力捕收线密度, 能有效分选细粒级弱磁性矿物的、低能耗的开放磁系结构的永磁强磁选机,部分替代或完全替代闭合磁系结构的电磁强磁选机,具有重要意义。

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一、圆筒型永磁湿式强磁选机工作原理

  开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机分选原理如图 1 所示,矿浆通过给料器均匀薄层地给到分选圆筒上后依附在圆筒表面,随分选圆筒的转动进入分选液面,非磁性颗粒在离心力、重力、介质阻力等力的作用下离开分选圆筒;而磁性物颗粒在磁力、离心力、重力、介质阻力等力的作用下吸附于分选圆筒表面, 较非磁性颗粒更晚离开筒面;当磁性颗粒受较强磁力作用时,可能无法自动脱落,随着分选圆筒的转动带至卸料区,在卸料装置的作用下脱落,从而实现了磁性颗粒与非磁性颗粒的分离。

图 1 开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机分选原理

二、圆筒型永磁湿式强磁选机结构分析

  开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机结构如图 2 所示,磁系结构如图 3 所示。

图 2 开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机结构

  磁系采用高磁能集稀土永磁磁块,运用 ANSYS 软件分析计算得到最佳磁系结构:磁包角为 360°,包括环形的磁轭、主磁极和副磁极;磁轭上沿周向均匀间隔连接有若干主磁极,任意相邻 2 个主磁极之间的磁轭上安装有 1 个副磁极,各主磁极的充磁方向为磁轭的径向方向,任意相邻 2 个主磁极的充磁方向相反;各副磁极的充磁方向为磁轭的圆周切线方向,任意相邻 2 个副磁极的充磁方向相反;相互紧贴的副磁极的极性端和主磁极的极性端极性相同。

图 3 开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机磁系结构

  沿径向方向交替排列的磁系,磁场测定时在径向方向取主磁极中心、副磁极中心及主、副磁极边线共9 个测点,轴向方向根据分选区域长度隔 50 mm 均匀分布 4 个测点。

  磁系磁体表面平均磁感应强度约 0.887 T,峰值磁场强达到 1.030 T。磁系磁体表面强磁力捕收线分布密度达到 125 m/ m2,具有结构简单、生产运行成本低、表面峰值磁场高、强磁力捕收线分布密度大、运行稳定可靠等优点。

三、圆筒型永磁湿式强磁选机给料装置

  本设备采用上部给矿方式,磁性物分选所需要的磁力较小,更加有利于对细粒级弱磁性矿物的吸附。为使给矿均匀,设计了一种新型的给料装置,如图 5 所示。

图 5 开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机给料装置

  给料槽设有倾斜的布料面,上部于进料口处装设有可调整进料口大小的调整板,中下部装设有可降低矿浆流速的阻尼条,下部于出料口处装设有可使给矿均匀并能升降以调整控制矿浆流层厚度的匀化器。该给料装置能对矿浆流起到阻尼分散作用,减少矿浆对磁选机筒体表面的冲击磨损;且能使给矿均匀,同时可调整控制矿浆流层厚度,达到最佳给矿效果;具有结构简单、使整个分选长度上能均匀给矿的优点。

四、圆筒型永磁湿式强磁选机卸料装置

  开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机磁系包角为360°,磁性物的分离需设计卸料装置,如图 6 所示。新设计的卸料装置包括支座、气水混合冲洗机构及弹性耐磨刮板卸料机构。气水混合冲洗机构包括气水管和多个相对磁选机滚筒倾斜向下设置的扇形喷嘴,多个扇形喷嘴沿气水管的轴向方向连通于气水管的下侧,气水管的两端装设于支座上并能转动以调整气水冲洗角度;刮板卸料机构位于扇形喷嘴的侧上方,刮板卸料机构的另一端装设于支座上并能调节其与磁选机滚筒表面的贴合程度。卸料装置采用气水混合冲洗,并通过扇形喷嘴喷出均匀的高压气水两相喷射流体,使卸料无死角,用水量少、效果好;耐磨弹性劈尖刮板 (卸料板) 可有效清洁滚筒表面,防止冲洗气水外溅,避免与滚筒产生刚性刮擦,卸料效果好,使用寿命长。

图 6 开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机卸料装置

五、圆筒型永磁湿式强磁选机优点

  (1)阐述了开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机的关键技术,磁系磁体表面平均磁感应强度达到 0.887 T,峰值磁感应强度达到 1.030 T,强磁力捕收线分布密度达到 125 m/ m2;特制的给料装置可实现均匀薄层给料;卸料装置卸料效果好,使用寿命长。

  (2)开放磁系圆筒型永磁湿式强磁选机可有效分选微细粒级弱磁性矿物,其分选指标与电磁强磁选机相当,为微细粒弱磁性矿石与非磁性脉石高效、低成本磁分离提供了一种途径。

 

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