专利名称：永磁振动模块式磁选机的制作方法
技术领域：
本发明属于选矿技术领域，涉及一种用于细粒物料中磁性颗粒与非磁性颗粒的分 离装置，特别是涉及一种永磁振动模块式磁选机，该设备便于大型化，可用于燃煤脱硫、非 金属矿除杂提纯等领域。
背景技术：
目前，现有的永磁磁选机，磁系大都为单一布置，磁路设计形式繁琐，产生的磁感 应强度一般较低，仅适于对强磁性铁矿石的选取，难于对低品位铁矿石和弱磁性铁矿石进 行选取。同时，永磁磁选机设备选型过于复杂占用过大空间；在某些应用领域适用面窄；且 在物料分选过程中提供的动力源设备布置不合理等。现有的这些因素直接影响着选矿精度 和选矿效率，间接造成选矿厂经济效益的下滑；对于混于其中的弱磁性矿石无法选取，从而 形成尾矿流失，造成资源的浪费。中国专利CN86106686A公开了一种磁场强度为5000-9000奥斯特的永磁筒式中磁 磁选机，提出了将不同的永磁材料组合起来以提高有效磁场强度的思想。但这是一种开放 式磁选机，磁场力也不够高。美国专利4769130公开了一种高梯度永磁磁选机，在一对极性 相反的永磁体表面之间的间隙中设置一箱形选别室，选别室内装有选别介质。这种磁选机 解决了强弱不同的磁性材料选别问题。但是这种选机的生产能力小，机体重量大，机重比仅 大于0.5 (机重比为选机的台时生产能力Ql与选机自身重量Q2之比即Ql Q2>0.5)，而 且加工制造困难，消耗材料多。现行用于非金属矿产品加工中分离微细粒铁的机械装置有单辊、双辊、多辊，强、 中、弱磁场等多种型号的磁选机，除铁效率低，最高只能达到50%，体积大，耗能高。特别是 通用的双辊磁选机，采用双磁辊对开形式，选矿前物料不经干燥处理(降低绝对湿度)会出 现严重粘料，使机器无法运行。中国专利CN2269905Y公开的“永磁干式自动除铁磁选机”和CN2130111Y公开的 “微细物料干式提纯磁选机”，它们都为磁选的干式作业提供了可能。不过，由于前者是“粉 料在气隙磁场通道实现分选”，后者是通过“内筒摆动，使磁性及非磁性物质分离”，这就必 然造成它们在结构上的复杂性以及操作的繁琐度，因而影响了推广应用。然而，对弱磁性矿物例如锰矿、赤铁矿的磁分选中，多采用的是电磁感应辊式强磁 选机，电磁磁选机存在耗电高、易堵塞、成本高等问题；针对目前磁选机应用多而杂的情况， 寻求一种适合非金属矿固体废弃物除铁去杂且成本低、分选精度高、处理量大、不易堵塞的 永磁磁选设备已迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种可处理细粒 物料中磁性与非磁性物料分离的永磁振动模块式磁选机。该磁选机不仅兼有干湿法选矿的 优点，而且采用磁系模块化布置，分选空间为对极式高梯度磁选；同时具有结构简单、操作方便、适用性强等优点。可被用于燃煤脱硫、非金属矿除杂提纯等领域。本发明的目的可通过下述技术措施来实现本发明的永磁振动模块式磁选机包括机架，通过振动机构安装在机架上方的分选装置，所述分选装置包括分选腔、位于分选腔顶部的给料口、位于分选腔顶底部的出料口、 以及以与分选腔共轴线方式设置在分选腔内并竖直向下延伸至出料口处的至少一个聚磁 介质盒，在所述聚磁介质盒两侧各设置有一对可作同轴线相对水平位移运动的永磁磁钢。本发明所述振动机构包括安装在机架中间支撑架体上方的由振动源驱动的弹性 支撑件、以水平设置的方式与弹性支撑件相结合的中心为镂空结构的振动钢板，所述分选 装置以与振动钢板平面相垂直方式穿装在振动钢板的中心镂空结构中，并通过连接件与振 动钢板相固接。本发明所述两对可作相对水平位移运动的永磁磁钢分别与安装在机架边框上方 相应侧的水平液压缸的活塞杆端相结合，这一结构可在分选结束后，通过液压系统一水 平液压缸带动永磁磁钢在轴向方向方便、快捷的移出分选腔，使细粒磁性物料从聚磁介质 中脱落。此套液压系统可根据永磁磁系的设计相对应的增加或减少，避免不必要的浪费，使 得整套装置自动化程度大大提高。本发明所述永磁磁钢均为规格相同的矩形立方体结构，其材料采用高性能NdFeB 的永久磁钢作为强磁力源，且每两对永磁磁钢均以相对于聚磁介质盒的内侧面极性相对的 布置方式设置在分选腔内，构成对极式磁选空间；且每块永磁磁钢的外侧面采用串联磁系 设计，即每块永磁磁钢的内、外面同时可提供磁力源；同时，依此布置方式构建的多组分选 空间，极性分布为N-S-N-S排列。本发明所述永磁磁钢均是按照极性要求进行装配，即每块永磁磁钢一侧表面固定 在高导磁聚磁板上，高导磁聚磁板的高度略小于永磁磁钢的高度，使永磁磁钢从上端至下 端场强呈现梯次变化，并在永磁磁钢沿径向充磁方向的内表面提供磁场源N极，该磁场源N 极与相对设置的另一永磁磁钢内表面提供的磁场源S极形成闭合回路，提供分选空间。本 发明的这一结构设计可最大程度的减少漏磁现象。在磁系布置上，可构建多个串、并联分选 空间，增加该磁选机的适应性；对于分选物料所流经的磁场区域，在竖直方向上有所增大， 对于物料的分选能力相应的有所提高；同时，每块相连的永磁磁钢提供的背景场强也有所 不同，在竖直方向呈梯次变化，相应不同强弱程度的磁性物料进行分选。本发明所述聚磁介质盒采用无磁不锈钢材料制作而成，且聚磁介质盒在分选腔内 的高度应和每块永磁磁钢提供的高场强表面高度相等，其宽度应小于两对永磁磁钢相对应 表面之间的距离，且呈居中布置。所述聚磁介质盒内的聚磁介质被水平分布的强磁力线穿 透，产生较高的磁场梯度。永磁磁系和聚磁介质盒可根据分选要求适当的进行间隙调整，得 到满足分选要求的磁力分布线，获得满意分选指标。本发明所述振动源三相异步电动机提供振源，通过螺柱、压缩弹簧、振动钢板的紧 固连接带动振动钢板产生高频率的振动，进而带动和振动钢板上表面接触的固定板产生振 动，同时，所述分选装置在垂直穿过振动钢板中心的同时通过固定板焊接为一体，保证了分 选装置分选腔的小幅度振动，进而又满足了在分选腔前、后壁布置由液压缸驱动的永磁磁 钢所构造的分选空间内安装的聚磁介质盒形成运动状态，使得粉体物料在通过强磁选空间 时，非磁性物料由于自身重力和振动力能够完全脱落，磁性物料能够在导磁不锈钢板网上得到充分的吸附。该机结构合理、选分过程简单、效果好、耗电小、使用维护简便。本发明主要是通过磁系的模块式设计配套相应的液压系统，提高装置的自动化程度以及适用性，同时设计结构紧凑、布置合理的振动源使得物料在分选过程中通过振动力 能够彻底的得到分离，提高分选精度。本发明的有益效果如下(1)磁系通过N-S布置方式构建模块化设计，中间磁极两侧面均可作为磁力源而 得到利用，最大限度发挥了磁极的效能；(2)可根据分选要求增加多组磁系，构建多组串、并联分选空间，拓宽该磁选装置 的适用领域。同时，整套磁系布置处于一密闭的分选腔内，可屏蔽磁力线的外溢，减少磁通 量的损失，磁路设计合理。(3)通过合理的振动系统布置方式，增加物料受力状态，尽量使物料产生分散并运 动，减少干粉物料的机械夹杂，提高选分效果。(4)在获取磁性物料时，永磁磁钢可通过配套对应的液压系统在轴向方向方便的 退出、进入，易协调，提高了该装置的灵活、自动化程度，具有一定的工业应用价值。(5)设备便于大型化——横向增加可以增加处理量，纵向增加磁钢有利于磁精矿
的产率。
图1为本发明的整体框架图。图2为图1的侧视图。图3为图1的俯视图。图4A为模块永磁单元磁系设计图；图4B为永磁磁系串联设计图。图5A为永磁磁系两级并联设计图；图5B为A的俯视图；图5C为A的侧视图。图6A为永磁磁系多级并联单元图；图6B为永磁磁系多级串、并联图。图中序号1、主体机架；2、液压支撑机架；3、弹簧垫片；4、压缩弹簧；5、振动钢板； 6、锁紧螺帽；7、固定螺栓；8、固定板；9、聚磁板；10、永磁磁钢；11、给料口 ；12、密封垫；13、 分选腔；14、活塞杆；15、水平液压缸；16、螺柱；17、轴承座；18、连接键；19、振动源三相异 步电机；20、出料口 ；21、聚磁介质盒；22、径向充磁。
具体实施例方式本发明以下将结合实施例(附图)做进一步说明 如图1、2、3所示，本发明的永磁振动模块式磁选机包括机架2，通过振动机构安装 在机架2上方的分选装置，所述分选装置包括分选腔13、位于分选腔顶部的给料口 11、位于 分选腔顶底部的出料口 20、以及以与分选腔共轴线方式设置在分选腔内并竖直向下延伸至 出料口处的至少一个聚磁介质盒21，在所述聚磁介质盒21两侧各设置有一对可作同轴线 相对水平位移运动的永磁磁钢10。 本发明所述振动机构包括安装在机架2中间支撑架体上方的由振动源驱动的弹 性支撑件、以水平设置的方式与弹性支撑件相结合的中心为镂空结构的振动钢板5，所述分 选装置以与振动钢板平面相垂直方式穿装在振动钢板的中心镂空结构中，并通过连接件与振动钢板5相固接。本发明所述两对可作相对水平位移运动的永磁磁钢10分别与安装在机架2边框上方相应侧的水平液压缸的活塞杆端相结合。更具体讲水平液压缸15固定在机架2上，活 塞杆14的一端紧固在永磁磁钢10的中心，在工作时，通过水平液压缸15带动活塞杆14在 轴向方向上进行拉伸，其行程可满足大于永磁磁钢的15的宽度，使得在得到磁性物料时， 所述永磁磁钢10能够被完全移出磁场区域。永磁磁钢10的高度应小于分选腔13的高度， 其外表面应和分选腔13内壁有一定的间隔，满足抽拉时的可移动性。这一结构可在分选结 束后，通过液压系统——水平液压缸带动永磁磁钢在轴向方向方便、快捷的移出分选腔，使 细粒磁性物料从聚磁介质中脱落。此套液压系统可根据永磁磁系的设计相对应的增加或减 少，避免不必要的浪费，使得整套装置自动化程度大大提高。本发明所述聚磁介质盒21采用无磁不锈钢材料制作而成，且聚磁介质盒在分选 腔内的高度应和每块永磁磁钢提供的高场强表面高度相等，其宽度应小于两对永磁磁钢相 对应表面之间的距离，且呈居中布置。所述聚磁介质盒内的聚磁介质被水平分布的强磁力 线穿透，产生较高的磁场梯度。永磁磁系和聚磁介质盒可根据分选要求适当的进行间隙调 整，得到满足分选要求的磁力分布线，获得满意分选指标。本发明所述振动源主要通过分选主体结构架接在中心镂空的振动钢板5上，由焊 接在振动钢板5下端的振动源三相异步电动机19提供振源，而振动钢板5通过螺柱16、压 缩弹簧4连接并由锁紧螺母6锁紧固定在一起，将保证振动钢板5振动的同时，带动分选装 置振动；所述分选装置焊接在固定板8上，固定板8又通过固定螺栓7固定于振动钢板5表 面，满足振动钢板5振动的同时一级一级将振动力传递至聚磁介质盒21，使得从给料口 11 中给入分选腔13中的聚磁介质盒21中的物料充分分散，提高分选效率。在整体振动的同 时，永磁磁钢10由水平液压缸15固定在轴向方向上移动，不随整体进行振动。从保证了分 选装置分选腔的小幅度振动，进而又满足了在分选腔前、后壁布置由液压缸驱动的永磁磁 钢所构造的分选空间内安装的聚磁介质盒形成运动状态，使得粉体物料在通过强磁选空间 时，非磁性物料由于自身重力和振动力能够完全脱落，磁性物料能够在导磁不锈钢板网上 得到充分的吸附。该机结构合理、选分过程简单、效果好、耗电小、使用维护简便。如图1、2、、3、4A所示，本发明所述本发明所述永磁磁钢10均为规格相同的矩形立 方体结构，其材料采用高性能NdFeB的永久磁钢作为强磁力源，且每两对永磁磁钢均以相 对于聚磁介质盒21的内侧面极性相对的布置方式设置在分选腔内，构成对极式磁选空间； 且每块永磁磁钢的外侧面采用串联磁系设计，即每块永磁磁钢的内、外面同时可提供磁力 源；同时，依此布置方式构建的多组分选空间，极性分布为N-S-N-S排列。本发明所述永磁磁钢10均是按照极性要求进行装配，即每块永磁磁钢一侧表面 固定在高导磁聚磁板9上，高导磁聚磁板9的高度略小于永磁磁钢10的高度，使永磁磁钢 10从上端至下端场强呈现梯次变化，并在永磁磁钢10沿径向充磁方向的内表面提供磁场 源N极，该磁场源N极与相对设置的另一永磁磁钢内表面提供的磁场源S极形成闭合回路， 提供分选空间。本发明的这一结构设计可最大程度的减少漏磁现象。在磁系布置上，可构 建多个串、并联分选空间，增加该磁选机的适应性；对于分选物料所流经的磁场区域，在竖 直方向上有所增大，对于物料的分选能力相应的有所提高；同时，每块相连的永磁磁钢提供 的背景场强也有所不同，在竖直方向呈梯次变化，相应不同强弱程度的磁性物料进行分选。整套磁系布置都位于分选腔13内，磁路设计紧凑，其分选腔13内壁可屏蔽磁力线，减少磁 通量的损失。本发明永磁磁系布置为模块式设计，可依据分选指标，调整磁钢数量进而确定磁 选空间组数。如图4B所示，为永磁磁系串联设计图，可将ni对磁极串联起来的磁极系形成 h个工作区。此时，将永磁磁钢10的双面都固定高导磁聚磁板9，并同时提供磁场源；其相 应的再和另组磁钢呈极性对应，提供多组闭合分选空间，中间夹以聚磁介质盒进行分选。串 联设计时，分选腔13可以依据磁选空间组数进行设计，其首末两组磁钢的外表面都和分选 腔13的内壁呈一定距离而固定。如图5A、5B、5C所示，为永磁磁系两级并联设计图。可将两组永磁磁钢10沿竖直 方向排列，并且以N-S-N-S极性进行组合，上下布置的永磁磁钢10的内表面提供背景场强 不同，沿竖直方向有着梯次场强强弱分布，可依次针对分选物料的磁性强弱进行分选，使得 分选效率有所提高；同时，所述聚磁介质盒21可以依磁钢并联的高度进行适当调整。如图6B所示，可将如图4B所示多级串联磁路以n3个磁极并联起来，形成n2*n3个 磁极所组成的并联串联永磁磁路。在串并联过程中，所述分选腔的容积大小可根据磁极数 量具体确定。本发明永磁振动模块式磁选机实现连续式作业过程简单，具体步骤如下(1)开启控制柜上的电源，检查开关是否正常；确定不同粒度级待选式样，准备选 分试验。(2)打开电源使振动源三相异步电动机19稳恒在某低频下，将某一粒度级式样缓 慢、均勻地从给料漏斗11给料(自重给料)，使物料以低速度流经并经由分选腔13内的聚 磁介质盒21，在强磁场分选空间，磁性物料被吸附于聚磁介质盒21内的聚磁介质上，非磁 性物料则通过磁选空间，通过复合力(自身重力和振动力)经出料口 20排出进入指定接料 容器；待送料结束，保持电机19以同样的振动频率工作1分钟左右，待排出物料几乎为零时 (表明非磁性物料和磁性物料已经得到分离)，将接料器移出工作区，从而获得试验用粒度 级的非磁性物料。(3)打开电机控制按钮，所提供的动力源将永磁磁钢10移出工作区域，加大振动 电机19的振动频率并稳恒一段时间，磁性物料在振动源的强烈震动下在无磁区开始从聚 磁介质上脱落，通过复合力(自身重力和振动力)经出料口 20排出进入指定接料容器；从 而获得试验用粒度级的磁性物料。(4)减小电机频率于初始值通过水平液压缸15将永磁磁钢10重新移至原来位置， 对一次分选得到的磁性物料进行多次精选，可提高精矿的品味。本发明永磁振动模块式磁选机的装配须采用合理的装配工艺才能实现。本发明永磁振动模块式磁选机对细粒物料，尤其是燃煤脱硫、非金属矿除铁提杂 有着工艺可靠、设备简易、自动化程度高、适用性强的优点，由于永磁磁系为模块式设计并 配套相应的液压系统，具有一定的工业应用前景。
权利要求
一种永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述磁选机包括机架(2)，通过振动机构安装在机架(2)上方的分选装置，所述分选装置包括分选腔(13)、位于分选腔顶部的给料口(11)、位于分选腔顶底部的出料口(20)、以及以与分选腔共轴线方式设置在分选腔内并竖直向下延伸至出料口处的至少一个聚磁介质盒(21)，在所述聚磁介质盒(21)两侧各设置有一对可作同轴线相对水平位移运动的永磁磁钢(10)。
2.根据权利要求1所述的永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述振动机构包括安 装在机架(2)中间支撑架体上方的由振动源驱动的弹性支撑件、以水平设置的方式与弹性 支撑件相结合的中心为镂空结构的振动钢板(5)，所述分选装置以与振动钢板平面相垂直 方式穿装在振动钢板的中心镂空结构中，并通过连接件与振动钢板(5)相固接。
3.根据权利要求1所述的永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述两对可作相对水 平位移运动的永磁磁钢(10)分别与安装在机架(2)边框上方相应侧的水平液压缸的活塞 杆端相结合。
4.根据权利要求1或3所述的永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述永磁磁钢 (10)均为规格相同的矩形立方体结构，其材料采用高性能NdFeB的永久磁钢作为强磁力 源，且每两对永磁磁钢均以相对于聚磁介质盒(21)的内侧面极性相对的布置方式设置在 分选腔内，构成对极式磁选空间；且每块永磁磁钢的外侧面采用串联磁系设计，即每块永磁 磁钢的内、外面同时可提供磁力源；同时，依此布置方式构建的多组分选空间，极性分布为 N-S-N-S 排列。
5.根据权利要求4所述的永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述永磁磁钢(10)均 是按照极性要求进行装配，即每块永磁磁钢一侧表面固定在高导磁聚磁板(9)上，高导磁 聚磁板(9)的高度略小于永磁磁钢(10)的高度，使永磁磁钢(10)从上端至下端场强呈现 梯次变化，并在永磁磁钢(10)沿径向充磁方向的内表面提供磁场源N极，该磁场源N极与 相对设置的另一永磁磁钢内表面提供的磁场源S极形成闭合回路，提供分选空间。
6.根据权利要求1所述的永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述聚磁介质盒(21) 采用无磁不锈钢材料制作而成，且聚磁介质盒在分选腔内的高度应和每块永磁磁钢提供的 高场强表面高度相等，其宽度应小于两对永磁磁钢相对应表面之间的距离，且呈居中布置。
全文摘要
一种永磁振动模块式磁选机，其特征在于所述磁选机包括机架(2)，通过振动机构安装在机架(2)上方的分选装置，所述分选装置包括分选腔(13)、位于分选腔顶部的给料口(11)、位于分选腔顶底部的出料口(20)、以及以与分选腔共轴线方式设置在分选腔内并竖直向下延伸至出料口处的至少一个聚磁介质盒(21)，在所述聚磁介质盒(21)两侧各设置有一对可作同轴线相对水平位移运动的永磁磁钢(10)。
文档编号B03C1/031GK101823020SQ20101014715
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者史长亮, 吴彬, 廖建国, 李勇军, 焦红光, 鲁富山 申请人:河南理工大学