专利名称：具有匀强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁筒笼式高梯度磁选机，尤其是涉及一种含有悬挂聚磁介质的筒笼及其驱动机构、磁系及磁场调节装置、槽体及脉动机构、机架等构成的具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，主要用于弱磁性细颗粒矿物的湿式磁性分离。
背景技术：
我国铁矿石资源经过多年的开采利用，目前优质磁铁矿石已近枯竭，而其它铁矿资源，如赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、镜铁矿等由于选别难度大，成本高，开采利用率不高。目前选别若磁性铁矿物的成熟的工艺有重选-强磁选-浮选，焙烧-磁选等工艺。特别是强磁选-浮选是应用最为广泛的工艺。强磁选在红矿选别中主要作用是提前抛出大量合格尾矿特别是细泥，减少浮选矿量，为浮选作业创造良好的工作条件。因此，对强磁选设备的要求为场强高(常用场强范围为400 1000毫特斯拉)；处理量大(与磨机配套，最好大于 100吨/小时)，结构简单可靠，故障率低。目前行业中成熟的细颗粒矿物强磁选设备均为电磁设备，如shp仿琼斯磁选机， sLon电磁高梯度磁选机等，这些设备为电磁设备，不但种类少，能耗高而且价格昂贵，处理量低，严重影响了红矿的开发利用。目前已出现的永磁高梯度磁选机均为sLon电磁脉动高梯度磁选机和铁轮式磁选机的模仿改型，而sLon电磁脉动高梯度磁选机的机械结构受制于激磁线圈结构和电磁磁路设计局限，其有效工作投影面积无法沿轴向延展，为加大设备处理能力只能在转环直径上扩张，放大转环直径导致了设备吨位和体积都放大，但并未带来处理能力同比的放大，造成材料和运行成本以及厂房容积低效率的放大使用。与电磁脉动高梯度磁选机相比，永磁模仿型高梯度磁选机虽具有能耗低的优点，但则继承了 sLon电磁脉动高梯度磁选机的基本结构，在磁场强度无法完全覆盖电磁场强的同时，又限制了处理能力的扩展。而铁轮式磁选机结构特点是多个工作窄环组合而成，磁系组沿轴向对对相伴构成工作区背景磁场，这种结构永磁磁组过于分散，无法形成有效的勻强磁场区域，特别是不能构建在水介质中进行物料磁性分离的理想分选环境。中国专利ZL200820042299公开了一种永磁高梯度磁选机，它包括立式配置的分选环及其驱动机构、永磁磁系、非磁性矿物排矿箱等部件，非磁性矿物排矿箱中配置脉冲机构。永磁磁系为上下两部分组成，包围分选环形成闭式聚磁磁系，分选环内的分选介质产生高磁场梯度。下磁系内还设有矿浆通道。与市场上出售的电磁脉动高梯度磁选机相比，该永磁高梯度磁选机具有节约能源的优点，但也存在着其它永磁模仿型高梯度磁选机固有的缺陷。
发明内容本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供易于大型化、便于设计制造、能耗低、磁场分布合理、具有勻强背景磁场工作区、在有限吨位和容积条件下获得较大的处理能力和稳定的分选指标的一种具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，该永磁筒笼式高梯度磁选机还具有理想的“给矿、出精矿、排尾矿”构成完整磁分离过程。为达到上述目的，本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机采用以下技术方案本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机包括分选筒体及其驱动机构、磁系及磁场调节机构、精矿冲洗装置、机架、装在机架上的槽体、与槽体相联的脉动机构，精矿冲洗装置装于分选筒体的上部。其特点是所述的分选筒体为筒笼，筒笼为回转体，筒笼内装有聚磁介质；筒笼的两端部通过轴承支撑在中空支撑轴上，轴承装在机架上；所述的磁系由上部磁系、下部磁系相对应构成，上部磁系、下部磁系的磁极排列皆为宫格结构，共同构成永磁宫格结构勻强磁场磁系，上部磁系安装在筒笼内腔悬挂在中空支撑轴上，下部磁系安装在筒笼外部；所述的中空支撑轴为非回转体，中空支撑轴的一端为轴心给矿端口，中空支撑轴的中部设有阻隔板，中空支撑轴阻隔板的靠近给矿端口一侧开有分选给矿口，另一侧上部为精矿给入口，中空支撑轴的另一端为精矿排矿端口。所述上部磁系沿中空支撑轴的轴向按设定的磁极宽和磁极间隔，以不同极性相间交替排列，并通过磁轭联接悬挂在中空支撑轴上；所述下部磁系沿中空支撑轴的轴向按设定的磁极宽和磁极间隔，以不同极性相间交替并与宫格结构上部相同的极性序列排列，并通过磁轭联接架设在机架上的槽体的内部。上部磁系、下部磁系的磁极采用高磁能积永磁磁材，以宫格结构排列面面异极性相对，在相对的空间形成勻强磁场工作区，均设为非回转体，组成本实用新型高梯度磁选机背景磁场工作磁路。上部磁系、下部磁系的构造磁组沿轴向以两行、两列或两行、多列的宫格结构排布为宜。所述的聚磁介质为开放式，筒笼及其安装于其中的开放式聚磁介质由驱动机构带动作为磁性物料捕收器在槽体内永磁宫格结构勻强磁场工作区域和槽体上部无磁卸料区域作周期回转。所述聚磁介质悬挂安装于筒笼中。工作时矿物从中空支撑轴构成的轴心给矿端口给入到永磁宫格结构勻强磁场工作区域的矿浆液中，磁性物被由驱动机构带动的装有聚磁介质的筒笼吸附，在永磁宫格结构勻强磁场工作区回转运行途中经脉动机构的辅助作用反复悬浮、磁聚拢达到充分磁性分离，随后回转到上部无磁区域被精矿冲洗装置的卸矿水冲淋到中空支撑轴的精矿给入口， 从中空支撑轴另一端的精矿排矿端口排出；非磁性物则穿过装有聚磁介质的筒笼和下部磁系排出完成完整的磁分离作业。本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机采用以上技术方案后，具有以下优点(1)设计二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼结构，载荷分布及机械强度构造合理，机械结构便于放大特别是沿轴向放大设计制造，而悬挂聚磁介质的筒笼在勻强磁场中作为磁性捕收器，它的大型化直接带来磁性捕收器捕收量的增加和矿浆通道的放大，为整体设备放大处理能力提供了有利条件。[0017](2)悬挂在筒笼中的开放式聚磁介质组在运动迎水面以导磁介质体开放式直面矿浆流体，直接在运动中吸附捕获矿浆中的磁性颗粒，非磁性颗粒则穿过聚磁介质排布间隙而不被带出，精确地将分选作业结果简化为精矿和尾矿二种产品，而不需出现中间产品。(3)设计中空支撑轴构成的轴心给矿及排矿方式，将原矿给入和精矿排出在二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼轴心内腔完成，为实现二点端部支撑悬挂聚磁介质筒笼的简支结构提供必要条件。(4)设计永磁宫格结构勻强磁场磁系，可以在构造勻强背景磁场工作区时磁路造型避开与回转部件的机械干涉，既保全了高梯度磁选机必备的勻强背景磁场工作区，又使得作为磁性捕收器的悬挂聚磁介质筒笼得以施行二点端部支撑这一稳定可靠也便于放大的机械运动结构设计。(5) 二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼结构和永磁宫格结构勻强磁场磁系组合配置，辅以中空支撑轴构成的轴心给矿及排矿方式，并设置脉动机构，使矿物在永磁宫格结构勻强磁场工作区的回转运行途中，矿浆液对挂聚磁介质筒笼吸附的磁性物进行反复冲涮，有效减少非磁性物的机械夹杂，并将不同粒度的矿物分散到悬挂聚磁介质筒笼的各个径向层面，既充分利用了有限的永磁宫格结构勻强磁场工作区域的容积，又避免了矿物颗粒在综合力场中相互挤扎形成的通道堵塞和介质板结现象生成，直到运行到无磁卸矿区顺利排出，以理想的“给矿、出精矿、排尾矿”构成完整磁分离过程。实现在有限吨位和容积条件下获得较大的处理能力和稳定的分选指标，特别是便于设计制造出传统高梯度磁选机无法达到处理能力规模。(6)采用高剩磁、高矫顽力钕铁硼磁材组成磁系，充分利用其高剩磁、高内禀矫顽力性能配合宫格结构勻强磁场设计构成勻强背景磁场，因无需电力激磁，既简化了高梯度磁选机的组成结构，又起到选矿厂磁选作业节能降耗作用。(7)本实用新型可以在场强范围为200 800毫特斯拉区间使用时替代电磁高梯度磁选机，降低选矿成本及能耗，并且在设备吨位处理量方面具有更大优势，为全球化的节能低碳行动提供一种有效的可选途径。
图1为具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机主剖结构简图；图2为具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机左剖结构简图；图3为具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机采用的永磁宫格结构勻强磁场磁系结构左剖简图。附图标记说明1-驱动机构；2-分选筒体，即筒笼；3-中空支撑轴；4-开放式聚磁介质组；5-机架；6-磁场调节机构；7-精矿冲洗装置；8-磁系；9-槽体；10-脉动机构；11-永磁宫格结构勻强磁场磁系工作区；12-轴心给矿端口 ； 13-精矿排矿端口 ； 14-精矿给入口。
具体实施方式
为更好地描述本实用新型，
以下结合附图对本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机作进一步详细说明。[0029]由图1所示本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机主剖结构简图及图2所示的左剖结构简图并结合图3看出，本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机包括分选筒体2及其驱动机构1、磁系8及磁场调节机构 6、精矿冲洗装置7、机架5、装在机架5上的槽体9、与槽体9相联的脉动机构10，精矿冲洗装置7装于分选筒体2的上部。所述的分选筒体2为筒笼，即在分选筒体2筒表面开有若干矩形通孔，矩形通孔沿筒圆周和轴向有序排列。开放式聚磁介质组4采用螺栓连接悬挂在所述分选筒体2筒表面的矩形通孔中；整体构成刚性回转体，在磁选设备的工作磁场区内充当物料磁分离过程中的磁性颗粒的捕收器和运送载体。筒笼的两端部通过轴承支撑在中空支撑轴3上，轴承装在机架5上；所述的磁系8由上部磁系、下部磁系相对应构成，上部磁系、下部磁系的磁极排列皆为宫格结构，共同构成永磁宫格结构勻强磁场磁系，上部磁系安装在筒笼内腔悬挂在中空支撑轴3上，下部磁系安装在筒笼外部；所述的中空支撑轴3为非回转体，中空支撑轴 3的一端为轴心给矿端口 12，中空支撑轴3的中部设有阻隔板，中空支撑轴阻隔板的靠近给矿端口 12—侧开有分选给矿口，另一侧上部为精矿给入口 14，中空支撑轴3的另一端为精矿排矿端口 13。工作时矿物从中空支撑轴3的轴心给矿端口 12给入到永磁宫格结构勻强磁场工作区11的矿浆液中，磁性物被由驱动机构1带动的二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼2 吸附，在永磁宫格结构勻强磁场工作区11回转运行途中经脉动机构10的辅助作用反复悬浮分散、磁聚拢达到充分磁性分离，随后回转到上部无磁区域被精矿冲洗装置7的卸矿水冲淋到中空支撑轴3的精矿给入口 14、经精矿排矿端口 13排出，非磁性物则穿过二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼2和永磁宫格结构勻强磁场磁系8组合中的下部磁系经槽体9 排出，完成完整的磁分离作业。在图1所示的本实用新型具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机主剖结构简图和图3永磁宫格结构勻强磁场磁系结构左剖简图中，所述永磁宫格结构勻强磁场磁系8特点是其上部磁系、下部磁系的构造磁组沿轴向以两行、两列或两行、多列的宫格结构排布，其中上部磁系安装在二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼2的内腔，沿轴向按设定的磁极宽和磁极间隔，以不同极性相间交替排列，并通过磁轭联接悬挂在中空支撑轴上；下部磁系安装在二点端部支撑、悬挂聚磁介质的筒笼2的外部，沿轴向按设定的磁极宽和磁极间隔，以不同极性相间交替并与宫格结构上部相同的极性序列排列，通过磁轭联接架设在机架5上槽体9的内部；内、外磁极采用高剩磁、高矫顽力永磁磁材，以宫格结构面面相对，在相面对的空间形成永磁宫格结构勻强磁场磁系工作区11，均设为非回转体，组成本实用新型高梯度磁选机背景磁场工作磁路。其作用在于使处在勻强磁场工作区11范围内的筒笼2上的开放式聚磁介质4产生较高的感应磁场强度和感应磁场梯度，在运动中捕获磁性颗粒，成为矿物磁性分离的主体。
权利要求1.一种具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，包括分选筒体( 及其驱动机构(1)、磁系(8)及磁场调节机构(6)、精矿冲洗装置(7)、机架(5)、装在机架(5)上的槽体(9)、与槽体(9)相联的脉动机构(10)，精矿冲洗装置(7)装于分选筒体O)的上部，其特征在于所述的分选筒体( 为筒笼，筒笼为回转体，筒笼内装有聚磁介质；筒笼的两端部通过轴承支撑在中空支撑轴( 上，轴承装在机架( 上；所述的磁系(8)由上部磁系、下部磁系相对应构成，上部磁系、下部磁系的磁极排列皆为宫格结构，共同构成永磁宫格结构勻强磁场磁系，上部磁系安装在筒笼内腔悬挂在中空支撑轴(3)上，下部磁系安装在筒笼外部；所述的中空支撑轴C3)为非回转体，中空支撑轴C3)的一端为轴心给矿端口(12)，中空支撑轴(3)的中部设有阻隔板，中空支撑轴阻隔板的靠近给矿端口(12) —侧开有分选给矿口，另一侧上部为精矿给入口(14)，中空支撑轴(3)的另一端为精矿排矿端口(13)。
2.如权利要求1所述的具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，其特征在于所述上部磁系沿中空支撑轴(3)的轴向按设定的磁极宽和磁极间隔，以不同极性相间交替排列，并通过磁轭联接悬挂在中空支撑轴(3)上；所述下部磁系沿中空支撑轴的轴向按设定的磁极宽和磁极间隔，以不同极性相间交替并与宫格结构上部相同的极性序列排列，并通过磁轭联接架设在机架( 上的槽体(9)的内部。
3.如权利要求1或2所述的具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，其特征在于所述的上部磁系、下部磁系的磁极采用高磁能积永磁磁材，以宫格结构排列面面异性相对，在相对的空间形成勻强磁场工作区，均设为非回转体，组成背景磁场工作磁路。
4.如权利要求3所述的具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，其特征在于上部磁系、下部磁系的构造磁组沿轴向以两行、两列或两行、多列的宫格结构排布。
5.如权利要求4所述的具有勻强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，其特征在于所述聚磁介质(4)悬挂安装于筒笼中。
专利摘要本实用新型公开了一种具有匀强背景磁场工作区的永磁筒笼式高梯度磁选机，分选筒体(2)为筒笼，筒笼为回转体，筒笼内装有聚磁介质(4)；筒笼的两端部通过轴承支撑在中空支撑轴(3)上；磁系(8)由上部磁系、下部磁系相对应构成永磁宫格结构匀强磁场磁系，上部磁系安装在筒笼内腔悬挂在中空支撑轴(3)上，下部磁系安装在筒笼外部；中空支撑轴(3)为非回转体，中空支撑轴(3)的一端为轴心给矿端口(12)，中空支撑轴(3)的中部设有阻隔板，中空支撑轴阻隔板的靠近给矿端口12一侧开有分选给矿口，另一侧上部为精矿给入口(14)，中空支撑轴(3)的另一端为精矿排矿端口(13)。本实用新型易于大型化、便于设计制造、能耗低、磁场分布合理、具有匀强背景磁场工作区、在有限吨位和容积条件下获得较大的处理能力和稳定的分选指标。
文档编号B03C1/033GK201959861SQ20102068090
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者刘兵, 叶琴, 张俊, 方芳, 李彪, 李群辉, 杨书春, 汤复华, 王亮, 王晓峰, 童子月, 邹忠良, 高瑶 申请人:马鞍山市天工科技有限公司