一种平环高梯度强磁选机用复合聚磁介质的制造方法与流程

本发明属于复合功能材料领域，涉及一种用于平环强磁选机用复合聚磁介质的制备方法。

背景技术：

平环高梯度强磁选机广泛用于处理弱磁性微细粒矿物选别过程中，而作为平环高梯度强磁选机核心元件为齿状聚磁介质，是由铁磁性金属材料经机械加工制备而成的；通过在外磁场的交变作用下，利用其材料的铁磁性和齿状结构改善磁场梯度而进行矿物选别。

强磁选机在使用过程中，随着矿浆循环水的重复使用，矿浆液中的腐蚀性离子逐渐聚集，致使齿板聚磁介质长期处于含有大量腐蚀性介质的矿浆液和空气的交变环境中，受到矿浆夜的腐蚀、磨损，使其齿状结构发生变化，聚磁性能变差，工艺指标严重恶化、尾矿排放量增加，金属回收率降低。

目前，聚磁介质的制备材料，主要集中在三方面的材质，一是非晶态合金，二为不锈钢聚磁介质、三为纯铁聚磁介质。非晶态合金聚磁介质，其磁导率、耐腐蚀性、耐磨性等方面都较为优异，但由于其制备难度大、生产成本高、脆性大等一系列缺点，暂时未产业使用；铁素体不锈钢材质的聚磁介质耐腐蚀性、耐磨性等方面良好、磁性能适中，是现在常使用的一种聚磁介质材料，但生产成本较高，磁场梯度不高，选别效果不佳，金属回收率不高；纯铁聚磁介质磁导率优异，选别效果优异，金属回收率高，但耐腐蚀性、耐磨性等方面不良短时间内就发生腐蚀，长时间使用严重恶化选别指标，不利于长期稳定生产。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于平环强磁机用复合聚磁介质的制备方法。以解决现有技术中单一纯铁聚磁介质耐磨耐腐蚀性差和单一铁素体不锈钢聚磁介质磁场梯度不高等问题。

本发明的技术方案：一种平环高梯度强磁选机用复合聚磁介质的制备方法，由超纯铁素体不锈钢、工业纯铁复合而成，具体制造步骤：1）切割超纯铁素体不锈钢、工业纯铁，均切割为矩形板，二者长宽相等，其中宽度不高于轧机最大轧制宽幅；

2）表面处理：将切割好的板状超纯铁素体不锈钢、板状工业纯铁进行脱脂、除锈、除垢清洗，在还原气氛中烘干；

3）将表面处理过的板状超纯铁素体不锈钢（1）、板状工业纯铁重叠压紧，长度方向上的缝隙由焊条进行焊接，宽度方向上的缝隙不焊接，使二者固定连接形成料坯；

4）将所制料坯加热、保温后，经多道次轧制，轧制后进行冷却得到产品，产品加工成强磁选机所需的形状规格。

脱脂处理用清洗溶液，清洗溶液是浓度为20-30g/l的磷酸三钠溶液和20-30g/l氢氧化钠溶液按1:1的比例配制，清洗温度60℃-90℃。

所述工业纯铁是轧制的工业纯铁，所述超纯铁素体不锈钢为cr含量大于16%的经酸洗退火处理过的超纯铁素体不锈钢。

所用的焊条为手工电弧焊焊条；焊接方法是手工电弧焊。

所述料坯的加热温度范围为1100℃-1170℃，保温时间15min-60min，轧制道次为3-7道次，冷却采用空冷。

所用超纯铁素体不锈钢为厚度为5mm-9mm的钢板，工业纯铁厚度为10mm-14mm的铁板。

本发明有益效果为：

（1）用本方法制备的产品为复合板材质，耐磨、耐腐蚀性能与现有的铁素体不锈钢相当；但其制造成本低，磁场梯度高，使用寿命长；

（2）用本方法制备的聚磁介质应用到磁选机的选别过程时能大幅度提高矿石的金属回收率，降低尾矿排放量；增强平环强磁选机的分选效果。

附图说明

图1是料坯的结构示意图；

图2是本发明产品的能谱线扫描图；

图3是本发明产品、430不锈钢、纯铁的磁选磁场强度对比图；

图中：1-超纯铁素体不锈钢，2-纯铁，3-焊缝。

具体实施方式

实施例1

一种平环高梯度强磁选机用复合聚磁介质的制备方法，由超纯铁素体不锈钢、工业纯铁复合而成，其中超纯铁素体不锈钢为厚度5mm矩形板，工业纯铁为厚度10mm的矩形板，二者长宽相等，超纯铁素体不锈钢是cr含量大于16%的经酸洗退火处理过的超纯铁素体不锈钢，工业纯铁是轧制的工业纯铁；用浓度为20-30g/l的磷酸三钠溶液和20-30g/l氢氧化钠溶液按1:1的比例配好的溶液对板状超纯铁素体不锈钢1、板状工业纯铁2进行脱脂，除锈、除垢清洗，清洗温度为90℃；清洗干净后在还原气氛中烘干；

用碳钢手工电弧焊焊条将板状超纯铁素体不锈钢1、板状工业纯铁2沿着长度方向施焊形成焊缝3，宽度方向上不施焊，以便轧制时排出二者之间的气体，焊接方法为手工电弧焊。

将焊好的料坯放入加热炉，加热温度为1100℃，保温60min后，进行三道次轧制，首次压下率控制在30%，二道次压下率控制在20%，三道次压下率控制在10%，最终轧制出厚度规格为8.1mm的铁磁性复合板，其中超纯铁素体不锈钢的厚度轧制完后变成了2.3mm厚度的复层；

将轧制好的铁磁性复合板放入扫描电镜进行能谱线扫描，扫描结果如图2所示，发现复合过渡层只有6微米，复合两侧成分满足铁素体不锈钢和工业纯铁的成分；

将轧制好的铁磁性复合板的铁素体不锈钢1面上加工成齿板，尺尖90度、尺高1mm，放入强磁选机进行磁场测试，磁场测试数据如图3，说明轧制形成的铁磁性复合板的磁场梯度高于纯铁素体不锈钢，低于纯铁。

实施例2

一种平环高梯度强磁选机用复合聚磁介质的制备方法，由超纯铁素体不锈钢、工业纯铁复合而成，其中超纯铁素体不锈钢为厚度9mm矩形板，工业纯铁为厚度14mm的矩形板，二者长宽相等，超纯铁素体不锈钢是cr含量大于16%的经酸洗退火处理过的超纯铁素体不锈钢，工业纯铁是轧制的工业纯铁；用浓度为20-30g/l的磷酸三钠溶液和20-30g/l氢氧化钠溶液按1:1的比例配好的溶液对板状超纯铁素体不锈钢1、板状工业纯铁2进行脱脂，除锈、除垢清洗，清洗温度为60℃；清洗干净后在还原气氛中烘干；

用碳钢手工电弧焊焊条将板状超纯铁素体不锈钢1、板状工业纯铁2沿着长度方向施焊形成焊缝3，宽度方向上不施焊，以便轧制时排出二者之间的气体，焊接方法为手工电弧焊。

将焊好的料坯放入加热炉，加热温度为1100℃，保温60min后，进行七道次轧制，首次压下率控制在30%，二道压下率控制在25%，三道压下率控制在20%，四道压下率控制在15%，五道压下率控制在10%，六道压下率控制在10%，七道压下率控制在8%，最终轧制出厚度规格为7.5mm的铁磁性复合板，其中超纯铁素体不锈钢的厚度轧制完后变成了2.8mm厚度的复层。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种平环高梯度强磁选机用复合聚磁介质的制备方法，由超纯铁素体不锈钢、工业纯铁复合而成，经表面脱脂、焊接、轧制、冷却工序制得，作为强磁选聚磁介质用复合板材料。此复合材料制备的齿状聚磁介质具有制造成本低、磁场梯度高，使用寿命长等优势，并在强磁选选别过程中提高金属回收率高，降低尾矿排放量。

技术研发人员：李具仓;白江虎;任娟红;马艳丽;唐东;刘显峰;王军伟
受保护的技术使用者：嘉峪关天源新材料有限责任公司
技术研发日：2017.04.27
技术公布日：2017.09.22