专利名称：一种处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的永磁分离设备，特别是涉及一种处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊。
背景技术：
目前，国内各行业中的对粉状物料的除铁提纯问题，提出越来越高的要求，要求提高除铁效率和降低设备的造价及运行费用。目前，各行业的应用的大量的干式或湿式除铁装置，大多为电磁式，少量的为永磁式，这些除铁装置的主要问题是1、除工作磁感应强度在1500高斯的弱磁场磁选机和工作磁感应强度在4000高斯的中磁场磁选机多为永磁式之外，强磁场磁选机大多为电磁方式，因此，设备结构复杂，需要配备专门的整流电源，而且能耗高。设备故障率高，运行费用高；2、所用的永磁除铁设备除强磁感应强度低之外，而且磁场梯度gradH也很低，一般1000高斯/厘米都很难达到。根据冶金工业出版社《选矿手册》第三卷第三分册《磁选原理》一节介绍在磁选设备中作用在磁性物上的磁力F的表示为F＝X.V.HgradH式中X为被处理物料的磁化率。对于弱磁性物来说磁化率X一般都很低。V为被处理物料的体积，对于细粉物料，尤其是超细粉物料，V一般都很小，按我国国标GB2477-83基本粒群尺寸范围，将低于240目的物料命名为微粉。并以大写字母W命名。颗粒平均尺寸为10微米命名为W10，这种微粉一般也被称为超细粉，由于超细粉的粒子尺寸很小，因此体积V也很小，要想提高磁选效率唯一的选择就是提高磁选设备工作磁场H和磁场梯度gradH。对于电激磁设备来说，要想提高磁场都要设计与使用各种各样形式的气隙(gap)，只有在气隙空间之中才能把磁场提上去。但电磁结构一留有气隙(gap)，就很难把磁场梯度做上去，在湿法磁选设备上引入齿板和钢毛介质来提高磁场梯度，形成所谓的湿式高梯度磁选机，但对于干式磁选设备就几乎没有办法。永磁式磁选机开磁系设计引入钕铁硼稀土永磁体之后，最高的磁场做到了6000高斯，但加入排斥极之后磁场梯度也只达到了1000高斯/厘米，再向上做极为困难。永磁磁选设备为提高工作磁场也象电磁设备一样引入了气隙(gap)，虽然对极或对辊式永磁磁选机可以把磁感应强度提高到8000高斯左右，但磁场梯度就很难做上去了。
3、对于上述的磁选设备只能够用于处理含有游离铁或含有四氧化三铁这样强磁物料，但对于含有三氧化二铁这样弱磁性杂质，尤其是粒子直径在微粉状态的超细粉的除缺提纯作业几乎是无能为力的。
技术内容本实用新型目的在于克服背景技术中的不足而提供一种处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊。这种强磁力辊充分利用现有的稀土永磁(钕铁硼稀土永磁和钐钴稀土永磁)的高磁能积和高内禀矫顽力的技术特点。充分利用永磁排斥状态聚磁技术，采用开放磁系设计，不设置气隙，把磁选机磁力辊的表面的工作磁感应强度达到20000高斯(2特斯拉)而磁场梯度达到10000高斯/厘米级。这在永磁磁选设备的设计上是重大进步。高磁感应强度结合高磁场梯度才能对磁性物料有大的磁力施加，是处理弱磁性超细粉末物料的技术基础，使过去不能完成的祛除弱磁性物的超细粉提纯作业成为可能。以本磁选机强磁力辊为核心可以设计成干式带式磁选机，干式筒式磁选机和过去没有过的筒式高梯度湿式磁选机。
本实用新型的技术方案是一种处理弱磁性超细粉物料的磁选机强磁力辊，由无磁芯轴、无磁螺纹端盖、环型导磁轭片和环型稀土永磁强磁体等部分所组成，其特征在于环型导磁轭片与环型稀土永磁强磁体相间交错排布，无磁芯轴从两种环中心孔中穿过，两端由无磁螺纹端盖所夹紧固定。
其中，所述的环型稀土永磁强磁体的材料为各种牌号的钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体和1∶5及2∶17型钐钴(Sm-Co)稀土永磁体。
所述的环型稀土永磁体形状为一个完整独立的环型磁体和在其圆周方向上由多个磁瓦片粘和拼接成一个完整的环型，每个拼接磁环的单元磁瓦角度为5度～180度。
所述的环型稀土永磁体的轴向厚度尺寸在2mm～100mm之间。
所述的环型导磁轭片的材料为电工纯铁，铁钴钒(FeCoV)合金或低碳钢等材料。
所述的环型导磁轭片的尺寸外径与环型稀土永磁强磁体的外径相等，而轴向厚度为0.5～20mm。
所述的每一个环型导磁轭片两边的环型稀土永磁强磁体磁化方向都是相反的，即排斥状态聚磁组合。
所述的无磁芯轴和无磁螺纹端盖的材料为不锈钢，黄铜或无磁钢。
本实用型的优点在于1、利用稀土永磁强磁体做磁场源，节约激磁能耗，工作磁感应强度高达2T，磁路结构简化，开放磁路磁系，适应处理的物料的粒度很宽，尤其适宜超细粉物料的除缺提纯作业。维修方便，运行费用低；2、没有气隙(gap)，工作过程不存在磁路堵塞问题。利用排斥状态聚磁技术，因此，磁场梯度很大，创造了永磁式磁选机的最高记录，因而对超细粉中弱磁性的粒子的磁力作用非常有效；3、把本强磁力辊与超薄带设计结合起来就形成了，干式带式磁选机。与不锈钢筒皮结合起来，处理好卸磁性物的技巧就形成了筒式干式磁选机。在湿选，与不锈钢筒皮结合起来，处理好卸除磁性物技巧，就形成了筒式高梯度磁选机，这是本实用新型的一个主要优点。
图1为处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊的结构示意图。
图2为环型稀土永磁强磁体的结构示意图。
其中，1、无磁芯轴；2、无磁螺纹端盖；3、环型导磁轭片；4、环型稀土永磁强磁体；5、环型稀土永磁体强磁体的拼接单元瓦型磁片。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型由三个部分所组成，分别是(一)磁场源部分由环型稀土永磁强磁体所组成。(二)磁通通路部分由环型导磁轭片所组成；(三)安装紧固部分由无磁芯轴和无磁螺纹端盖所组成。
其中，磁场源部份由数个或数十个环型稀土永磁强磁体组成。这些环型稀土永磁强磁体的材料选择，一般与磁力辊的工作磁感应强度的要求和使用的工作环境的温度条件有关系。工作磁感应强度要求高则稀土永磁强磁体的最大磁能积要求也高，常温条件下使用或100℃以下条件使用一般应用高内禀矫顽力钕铁硼稀土永磁材料，即材料的内禀矫顽力大于17000奥斯特，在120℃-250℃条件下使用一般应用钐钴稀土永磁材料，材料牌号为SmCo5(SmPr)Co5或钐钴217型稀土永磁材料。材料的轴向尺寸选择一般与强磁力辊的工作磁感应强度也有一定的关系。对于磁感应强度较高时，一般磁环的轴向尺寸设计大一些，即稀土永磁磁环轴向厚度/导磁轭片轴向厚度这个值一般要比较大一些。本实用新型根据不同的应用实践确定环型稀土永磁强磁体的轴向尺寸选择在2mm～100mm之间。
磁通路部分由数个或数十个环型导磁轭片所组成。这些环型导磁轭片是磁场源部分的环型稀土永磁强磁体的发出的磁通量的通道。以在辊的表面形成实际有用的高的磁感应强度值和高的磁场梯度值，在整个强磁力辊轴向长度上的每一个环型轭片的两边的两环稀土永磁强磁体的磁化方向是相反的。也就是说对于任意一个环型导磁轭片来说，两边的环型稀土永磁强磁体都是同一极性相斥状态把环型导磁轭片夹在中间，排斥状态聚磁技术使两边环型稀土永磁强磁体发出的磁通都被迫从环型轭片的外圆周面″挤″出，从而形成强磁力辊的工作磁感应强度与磁场梯度。这一点是本实用新型技术的核心所在。环型导磁轭片的材料根据不同的工作磁感应强度的要求和成本的要求可分别应用电工纯铁，铁钴钒合金和低碳钢板。对于这三种材料的饱和磁化强度和导磁率而言，铁钴钒合金(Fe48Co50V2)最为合适，但这种材质在国内生产厂家甚少，价格昂贵，加工费用极高。在环型轭片轴向尺寸在5～20mm左右时，可以考虑使用电工纯铁，该材料导磁较高，但饱和磁化强度低于铁钴钒合金。中档要求的磁力辊产品可应用此类材料，但加工费也较高。低碳钢的导磁率低于电工纯铁，但饱和磁化强度与电工纯铁相近，但由于其能在市场上得到薄板，因此相对成本较低，因此在中低性能要求的强磁力辊采用此种材料。如前所述，环型导磁轭片的轴向尺寸选择与强磁力辊设计参数有关。与磁环厚度/轴向厚度，这个比值有关，本实用新型选取的环型导磁轭片的轴向厚度尺寸在0.5～20mm之间。
安装紧固部分由无磁芯轴和无磁螺纹端盖等组成。整个强磁力辊的全部磁场源的磁体是在一个系统的排斥状态下工作。如果没有一个强有力的安装紧固系统。系统就可能崩散破坏，只有通过无磁芯轴和无磁螺纹端盖才能使排斥状态聚磁技术实现成为可能。所需要强调的是″无磁″两个字，如果芯轴导磁就在系统内部形成芯轴短路漏磁，整个排斥状态聚磁就破坏掉了。螺纹端盖导磁也破坏和损失两端部分磁场。因此本实用新型选择的无磁材料为不锈钢，一般为1Ct18Ni9Ti，黄铜和无磁钢来做这两部分材料。
如图1所示，本实用新型由无磁芯轴1、无磁螺纹端盖2、环型导磁轭片3和环型稀土永磁强磁体4所组成，其特征在于环型导磁轭片3与环型稀土永磁强磁体4相间交错排布，无磁芯轴1从两种环中心孔中穿过，两端由无磁螺纹端盖2所夹紧固定。
其中，所述的环型稀土永磁强磁体4的材料为各种牌号的钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体和15及217型钐钴(Sm-Co)稀土永磁体。
所述的环型稀土永磁体4形状为一个完整独立的环型磁体和在其圆周方向上由多个磁瓦片粘和拼接成一个完整的环型，每个拼接磁环的单元磁瓦角度为5度～180度。
所述的环型稀土永磁体4的轴向厚度尺寸在2mm～100mm之间。
所述的环型导磁轭片3的材料为电工纯铁，铁钴钒(FeCoV)合金或低碳钢等材料。
所述的环型导磁轭片3的尺寸外径与环型稀土永磁强磁体4的外径相等，而轴向厚度为0.5～20mm。
所述的每一个环型导磁轭片3两边的环型稀土永磁强磁体4磁化方向都是相反的，即排斥状态聚磁组合。
所述的无磁芯轴1和无磁螺纹端盖2的材料为不锈钢，黄铜或无磁钢。
图2为环型稀土永磁强磁体4的结构示意图。
其中，图2(a)为完整独立的磁环，这种整环结构由于受到目前稀土永磁产品生产工艺条件的限制，一般只能在φ100mm以内采用，一般对大于100mm直径的稀土永磁环就只有采用拼接方式，如图2(b)。本实用新型对拼接环型稀土永磁强磁体的平瓦型磁体的圆心角的角度选择5°～180°。
权利要求1.一种处理弱磁性超细粉物料的磁选机强磁力辊，由无磁芯轴(1)，无磁螺纹端盖(2)环型导磁轭片(3)和环型稀土永磁强磁体(4)等部分所组成，其特征在于环型导磁轭片与环型稀土永磁强磁体相间交错排布，无磁芯轴从两种环中心孔中穿过，两端由无磁螺纹端盖所夹紧固定。
2.根据权利要求1所述的处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的环型稀土永磁强磁体(4)的材料为各种牌号的钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体和1∶5及2∶17型钐钴(Sm-Co)稀土永磁体。
3.根据权利要求1和2所述的处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的环型稀土永磁体(4)形状为一个完整独立的环型磁体和在其圆周方向上由多个磁瓦片粘和拼接成一个完整的环型，每个拼接磁环的单元磁瓦角度为5度～180度。
4.根据权利要求1、2和3所述的处理弱磁体超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的环型稀土永磁体(4)的轴向厚度尺寸在2mm～100mm之间。
5.根据权利要求1所述的处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的环型导磁轭片(3)的材料为电工纯铁，铁钴钒(FeCoV)合金或低碳钢等材料。
6.根据权利要求1或5所述的处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的环型导磁轭片(3)的尺寸外径与环型稀土永磁强磁体的外径相等，而轴向厚度为0.5～20mm。
7.根据权利要求1所述的处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的每一个环型导磁轭片(3)两边的环型稀土永磁强磁体(4)磁化方向都是相反的，即排斥状态聚磁组合。
8.根据权利要求1所述的处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊，其特征在于所述的无磁芯轴(1)和无磁螺纹端盖(2)的材料为不锈钢，黄铜或无磁钢。
专利摘要本实用新型涉及一种处理弱磁性超细粉末物料的磁选机强磁力辊。该磁选机强磁力辊工作磁感应强度(B值)可达10000－20000高斯，磁感应强度梯度(gradB)可达100000高斯/厘米。超过目前已见报导的永磁式磁选机的最上限指标。本实用新型采用开放气隙磁路设计，由稀土永磁强磁环和高导磁材料轭片，按照永磁排斥状态聚磁原理所组成。用此强磁力辊为核心，可以构成干式带式磁选机，干式筒式磁选机和湿式筒式高梯度磁选机。本实用新型可以用于低磁化率(弱磁性)的金属矿的富集，尤其是有色金属矿的富集，非金属矿和各种含有弱磁性杂质的物料的提纯，尤其适宜处理粒度为30～100微米，弱磁性物含量为3000～20000毫克/升的超细物料的提纯作业。
文档编号B03C1/00GK2522172SQ02203090
公开日2002年11月27日 申请日期2002年2月9日 优先权日2002年2月9日
发明者顾春来, 郑卫平, 祖军, 赵岚 申请人:北京欣博通石油化工设备有限公司