下游捕收式磁介质、磁介质堆、间歇式磁选设备、立环高梯度磁选机和磁选矿的方法与流程

本发明属于选矿设备领域，尤其涉及一种磁介质、磁介质堆、磁选机以及磁选矿的方法。

背景技术：

弱磁性矿产资源主要有赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、钛铁矿、黑钨矿、锰矿及钽铌稀土矿等。这些弱磁性矿产原料在我国经济发展中发挥了重要作用。高梯度磁选是处理弱磁性矿物的常用方法，但由于分选过程中容易产生脉石矿物的机械夹杂，单一的高梯度磁选作业难以获得合格的弱磁性矿物精矿产品，生产中通常采用高梯度磁选进行粗选，所得粗精矿再进行浮选精选获得最终精矿产品，工艺流程复杂，浮选药剂消耗大，生产指标不稳定，且浮选药剂的使用容易产生污染。开发新型高效高梯度磁选方法，减少或者消除高梯度磁选过程中脉石矿物的机械夹杂，对弱磁性矿物的清洁高效利用具有重要意义。

立环脉动高梯度磁选设备是目前工业上应用最广泛的，虽然脉动流解决了磁介质堵塞的问题，但分选过程中脉石矿物的机械夹杂仍比较严重，且施加脉动流不利于细粒级弱磁性矿物的捕收，细粒级矿物的回收率较低。研究表明，立环脉动高梯度磁选设备分选过程中，脉石矿物的机械夹杂主要是由于给矿流对磁介质上磁性矿物累积区的直接冲击造成的。给矿流冲击磁性矿物累积区，大颗粒脉石矿物由于累积区的支撑作用滞留在累积区，小尺寸脉石矿物颗粒进入到磁性矿物之间的缝隙中而留在累积区，形成机械夹杂。提高给矿速度能够消除磁性颗粒在介质上游(介质迎着矿浆流的一面)的累积，磁性颗粒在介质的下游(背向矿浆流的一面)被捕获，可以避免机械夹杂，但会造成磁性矿物回收率的急剧下降，且生产上给矿流速难以调节，因此不能应用。如何采用可行有效的方法消除磁性颗粒在磁介质上游的累积，是减少或者消除高梯度磁选中脉石矿物机械夹杂的关键。

技术实现要素：

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，提供一种能够减小脉石矿物的机械夹杂的下游捕收式磁介质、磁介质堆、间歇式磁选设备、立环高梯度磁选机和磁选矿的方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种下游捕收式磁介质，所述磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部与导磁部，所述不导磁部与导磁部相互固接。导磁部采用导磁材料，导磁材料可为工程纯铁或者铁素体不锈钢等，不导磁部采用不导磁材料，不导磁材料可为马氏体不锈钢等。

上述下游捕收式磁介质中，优选的，所述磁介质呈柱状或环状，所述磁介质的横截面上，导磁部与不导磁部的面积比为(0.5-2)：1。磁介质的大小、形状可以根据需求改变，柱状时可为圆柱状或方柱状，环状时可为圆环状或方环状。

常规立环脉动高梯度磁选设备分选过程中，磁性矿物颗粒主要在磁介质的上游累积，少部分在磁介质下游累积，给矿流直接冲击磁性矿物累积区，因而机械夹杂较严重。本发明中通过磁介质设计来减少机械夹杂，其关键是消除磁性颗粒在磁介质上游的累积且强化磁性颗粒在磁介质下游的累积。以圆柱形磁介质为例，圆柱形磁介质沿给矿方向依次为不导磁部和导磁部，即圆柱形磁介质朝向给矿方向的一面为不导磁材料制作的不导磁部，采用此种结构的设计，给矿中的磁性颗粒与非磁性颗粒经过磁介质时，不导磁部没有磁力，不会捕收磁性颗粒，且由于不导磁部的引流作用，给矿基本全部从不导磁部经过而不是累积于不导磁部，不会出现常规磁介质中上游颗粒累积的情况，因而避免了给矿流对上游颗粒的累积区的直接冲击，可以有效减少分选过程中的机械夹杂。当给矿经过导磁部时，由于磁力作用，导磁部会主动捕收给矿中的磁性颗粒，而完成磁选过程。由于磁性颗粒在磁介质的下游累积，磁性颗粒所受支撑力只有磁力，其累积到一定量时即达饱和，不会发生常规磁介质上游捕收时(磁性颗粒除受到磁力外，还有磁介质的支撑作用)，颗粒不断累积导致流体通道堵塞的现象，因此可以去掉磁选机的脉动流，成本更低的同时，磁性矿物所受流体粘性力减小，有利于提高细粒级弱磁性矿物的回收率。

以圆柱形磁介质为例，图1是背景场强为0.5t时，下游部分磁介质磁化后的磁场分布图，由图1可以看出，半圆形柱磁介质磁化后，其圆弧部分的磁场分布与常规圆柱磁介质的磁场分布基本相同，即这部分磁场对磁性矿物的捕收作用不变。半圆柱磁介质的两个端部磁场虽然较大，但是作用范围很小，其上面加上不导磁的半圆后，由于不导磁部分的空间阻碍作用，这部分磁场对磁性颗粒的捕收作用很小。

采用本发明中的磁介质与采用常规磁介质(磁介质全为导磁性材料)磁选时捕集矿物颗粒的原理如图2所示。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种磁介质堆，包括上述的磁介质，所述磁介质平行间隔排布。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种间歇式磁选设备，包括磁场发生装置与一个上述的磁介质堆，所述磁介质的不导磁部设于导磁部上方，且导磁部与不导磁部的结合面垂直于磁场发生装置产生的背景磁场方向，给矿方向自上而下。

利用上述的间歇式磁选设备间歇磁选矿的方法，包括以下步骤：

s1：开启磁场发生装置，使磁场方向垂直向下；

s2：从磁介质堆的上方自上而下给矿，给矿从磁介质中落下，给矿中的磁性颗粒只在被磁化的导磁部处被捕收，非磁性颗粒直接漏出；

s3：当导磁部捕收的磁性颗粒达到一定量后，关闭磁场发生装置，将导磁部上捕收的磁性颗粒冲刷分离，收集分离出的磁性颗粒即完成间歇磁选矿过程。

上述磁选矿过程中，位于导磁部上方的不导磁部不会有矿物积累。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种立环高梯度磁选机，包括转环、磁场发生装置与给料系统，所述给料系统设于转环内部，所述立环高梯度磁选机还包括多个上述的磁介质堆，所述磁介质堆设置于转环上，且磁介质中的不导磁部朝向转环中心，转环最底端的磁介质堆中的导磁部与不导磁部的结合面垂直于背景磁场方向。

上述立环高梯度磁选机中，优选的，所述立环高梯度磁选机中不含有用于施加脉动流的脉动发生器。本发明的磁选矿方法能够有效减少堵塞现象，因而无需施加振动，可以去掉脉动发生器，成本更低的同时，有利于提高细粒级弱磁性矿物的捕收效率。

上述立环高梯度磁选机中，优选的，多个所述磁介质堆连续、均匀的分布于所述转环上。

利用上述的立环高梯度磁选机连续磁选矿的方法，包括以下步骤：

s1：开启磁场发生装置，使磁场方向垂直向下，并开启转环驱动装置带动转环转动；

s2：开启给料系统给转环最底端的磁介质堆中给矿，给矿从磁介质中落下，给矿中的磁性颗粒只在被磁化的导磁部处被捕收，非磁性颗粒直接漏出；

s3：将离开转环最底端的磁介质堆中导磁部捕收的磁性颗粒冲刷分离，并收集分离出的磁性颗粒，此磁介质堆转动到转环的最底端后继续进行下一次的捕收-分离工序，即完成连续磁选矿过程。

上述间歇磁选矿的方法与连续磁选矿的方法中，优选的，所述给矿为干式弱磁性矿物或湿式弱磁性矿物。

上述间歇磁选矿的方法与连续磁选矿的方法中，不仅可用于弱磁性矿物的湿式磁选，也可用于弱磁性矿物的干式磁选。在进行干式下游捕收高梯度磁选时，磁性颗粒在磁介质下游捕收，其累积到一定量也会达到饱和，能够有效减少堵塞现象，因而无需施加振动，有利于细粒弱磁性矿物的捕集，在弱磁性矿物的分选中可提高弱磁性矿物的回收率，在非金属矿的除铁中可有效降低非磁性产品的含铁量，提高其纯度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部与导磁部，消除磁性颗粒在磁介质上游的累积，使大部分或者全部磁性颗粒在磁介质下游累积，减少给矿流对磁性矿物累积区的直接冲击，从而减少或者消除机械夹杂，提高细粒弱磁性矿物的回收率，提高回收矿物的品位。

2、本发明的磁介质可以保留常规磁介质的形状与大小，可以直接适用于现有常规磁选机，无需对现在磁选机的结构进行改进即可直接使用，实际应用更加便捷。

3、本发明的磁选方法简单，易于操作。

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为背景场强为0.5t时下游部分磁介质磁化后的磁场分布图(左边为常规磁介质，右边为本发明中磁介质的半圆形导磁部分)。

图2为采用本发明中的磁介质与采用常规磁介质磁选矿时的原理图。

图3为实施例1中磁介质的结构示意图。

图4为实施例1中间歇式磁选设备的结构示意图。

图5为实施例1中立环高梯度磁选机部分结构示意图(图中仅示出转环、给料系统与磁介质堆)。

图6为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图7为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图8为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图9为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图10为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图11为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图12为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图13为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图14为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图15为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图16为实施例1中磁介质的另一种结构示意图。

图17为实施例2中磁介质的结构示意图。

图18为实施例2中间歇式磁选设备的结构示意图。

图例说明：

1、不导磁部；2、导磁部；3、磁场发生装置；4、转环；5、给料系统。

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、细致的描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

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、试剂、仪器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：

图3所示，本实施例的下游捕收式磁介质，磁介质沿矿浆流动方向依次设有不导磁部1与导磁部2，不导磁部1与导磁部2相互固接。本实施例中，磁介质为圆柱形，磁介质的横截面上，不导磁部1(面积为s1)与导磁部2(面积为s2)的面积大小相等。

本实施例的磁介质堆，包括多个上述的磁介质，磁介质平行间隔排布。本实施例中，磁介质的数量可以根据实际需求改变。

如图4所示，本实施例提供一种间歇式磁选设备，包括磁场发生装置3与一个上述磁介质堆，磁介质的不导磁部1设于导磁部2上方，且导磁部2与不导磁部1的结合面垂直于磁场发生装置3产生的背景磁场方向。

利用上述间歇式磁选设备可实现周期性磁选矿，选矿的方法包括以下步骤：

s1：开启磁场发生装置3，使磁场方向垂直向下；

s2：从磁介质堆的上方自上而下给矿，给矿从磁介质中落下，给矿中的磁性颗粒只在被磁化的导磁部2处被捕收，非磁性颗粒直接漏出；

s3：当导磁部2捕收的磁性颗粒达到一定量后，关闭磁场发生装置3，将导磁部2上捕收的磁性颗粒冲刷分离，收集分离出的磁性颗粒即完成间歇磁选矿过程。

如图5所示，本实施例的立环高梯度磁选机，包括转环4、磁场发生装置3与给料系统5，给料系统5设于转环4内部，立环高梯度磁选机还包括多个上述磁介质堆，磁介质堆连续、均匀的分布于转环4上，且磁介质中的不导磁部1朝向转环4中心，转环4最底端的磁介质堆中的导磁部2与不导磁部1的结合面垂直于背景磁场方向。本实施例中，立环高梯度磁选机中不含有用于施加脉动流的脉动发生器。

利用上述立环高梯度磁选机可实现连续性磁选矿，选矿的方法包括以下步骤：

s1：开启磁场发生装置3，使磁场方向垂直向下，并开启转环驱动装置带动转环4转动；

s2：开启给料系统5给转环4最底端的磁介质堆中给矿，给矿从磁介质中落下，给矿中的磁性颗粒只在被磁化的导磁部2处被捕收，非磁性颗粒直接漏出；

s3：将离开转环4最底端的磁介质堆中导磁部2捕收的磁性颗粒冲刷分离，并收集分离出的磁性颗粒，此磁介质堆转动到转环4的最底端后继续进行下一次的捕收-分离工序，即完成连续磁选矿过程。

本实施例中，上述间歇磁选矿的方法与连续磁选矿的方法中，给矿可为干式弱磁性矿物或湿式弱磁性矿物。

本实施例中，为了增加磁介质的作用效果，不导磁部1与导磁部2的形状还可以相应改变，具体的，不导磁部1的边缘为用于引流的平滑曲面结构或尖角结构，导磁部2要求其应能产生较大的磁场范围，以更多的捕收给矿中的磁介质。具体形式如图6-16所示。采用如图6-16中所示形状的磁介质，通过对不导磁部1与导磁部2的形状控制，其与不导磁部1与导磁部2的材质相配合，可以进一步强化磁介质的作用效果，进一步减小或消除机械夹杂。

实施例2：

本实施例中的下游捕收式磁介质，不导磁部1与导磁部2的形状、材质均可与实施例1中任一磁介质相同，不同之处在于磁介质为环状，如图17所示。

利用本实施例中的环状磁介质得到的磁介质堆、间歇式磁选设备(如图18所示)与立环高梯度磁选机的结构、利用其二者磁选矿的方法均与实施例1中相同。