一种平环高梯度磁选机用复合磁系的制作方法

本发明涉及平环高梯度磁选分离设备技术领域，尤其涉及一种平环高梯度磁选机用复合磁系。

背景技术：

高梯度磁分离(hgms)技术是选别微细粒弱磁性物料的主要方法之一。随着生产发展的需要和科技的进步，国内外研发了各种各样的高梯度磁选设备，主要包括平环式高梯度磁选机和立环式高梯度磁选机。

平环式高梯度磁选机具有结构简单、单位环体面积处理能力大的优点，早期的多采用刚毛作为聚磁介质，由于给矿方向与排矿方向一致，容易导致磁介质堵塞，一定程度上限制了平环式高梯度磁选机的应用。立环高梯度磁选机具有转环立式旋转、反冲精矿、并配有脉动机构，具有富集比大、分选效率高、磁介质不易堵塞等优点。由于其转环结构仅有约30％用于弱磁性矿物的选别，存在转环利用率低、单位环体面积处理能力小等问题。以上高梯度磁选机的励磁方式均为电磁场，存在激磁功率大、能耗高的问题。

随着磁性材料性能的逐渐提高，cn201644210u公开了一种永磁高梯度磁选机，背景磁感应强度可达0.75t，降低了高梯度磁选机的能耗；但是，存在背景磁感应不可调整、磁感应强度低、磁场有效作用深度浅、处理能力低等问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种平环高梯度磁选机用复合磁系，增加高梯度磁选机单位环体面积的处理能力，降低高梯度磁选机的能耗，可以满足高梯度磁选机分选弱磁性矿物的背景磁感应强度要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种平环高梯度磁选机用复合磁系，包括圆周向分布的多个永磁磁极与电磁磁极；永磁磁极与电磁磁极的数量为偶数，永磁磁极与电磁磁极圆周向位置相同，且一一相对，一一相对的永磁磁极与电磁磁极极性相同，相邻的两个永磁磁极极性相反，相邻的两个电磁磁极极性相反；所述永磁磁极外部设置可绕自身轴线旋转的筒体，聚磁介质固定在筒体的圆周方向，并随筒体转动。

所述永磁磁极圆周方向长度为340～680mm，径向宽度为108～104mm，轴向高度为130～260mm。

所述永磁磁极采用铁氧体或钕铁硼永磁材料制作。

所述铁氧体的剩磁br≥380mt，矫顽力hc≥270ka/m、最大磁能积(bh)max≥27kj/m³；钕铁硼永磁材料br≥1.25t，矫顽力hc≥925ka/m、最大磁能积(bh)max≥318.5kj/m³。

所述多个永磁磁极沿圆周方向固接在底板上，底板通过筋板固接在轴套上，轴套固定在高梯度磁选机的主轴上；多个永磁磁极、底板、筋板与轴套构成永磁磁极组。

所述底板采用电工纯铁材料制作。

所述电磁磁极由铁芯和通电螺旋线圈组成，通电螺旋线圈为u型，铁芯的尺寸与永磁磁极的尺寸相同。

所述铁芯采用电工纯铁材料制作；所述通电螺旋线圈的导线为内径呈长方形孔的紫铜，单个磁极的螺旋线圈匝数为104～156匝。

极性相同的所述永磁磁极和电磁磁极产生的磁通量相互挤压，在高梯度磁选机的聚磁介质中产生磁感应强度更高的磁化磁场；永磁磁极组背向电磁磁极头方向的产生的磁力线沿圆形筒体内的导磁底板汇集至相邻极性相反的永磁磁极组，而电磁磁极头相反方向的磁力线则沿铁芯汇集至u型通电螺旋线圈的另外一个极头，从而构成磁力线的闭路循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明极性相同的所述永磁磁极和电磁磁极产生的磁通量相互挤压，在高梯度磁选机的聚磁介质中产生磁感应强度更高的磁化磁场；永磁磁极组背向电磁磁极头方向的产生的磁力线沿圆形筒体内的导磁底板汇集至相邻极性相反的永磁磁极组，而电磁磁极头相反方向的磁力线则沿铁芯汇集至u型通电螺旋线圈的另外一个极头，从而构成磁力线的闭路循环。

本发明将永磁磁系和电磁磁系相结合，与传统的单一电磁磁系或者永磁磁系相比，既充分利用了永磁磁系能耗低、平环高梯度磁选机单位处理能力大等优点，又克服了永磁磁系产生的背景磁感应强度低、不易调整等缺点，可有效降低高梯度磁选技术能耗高的问题。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图；

图2是本发明永磁磁系结构示意图；

图3是本发明电磁磁系结构示意图；

图4是本发明原理图。

图中：1-永磁磁极2-底板3-支撑筋板4-轴套5-筒体6-聚磁介质7-螺旋线圈8-铁芯9-圆周方向长度10-径向宽度11-轴向高度

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-3所示，一种平环高梯度磁选机用复合磁系，包括圆周向均匀分布的2、4或6个永磁磁极1与电磁磁极。永磁磁极1与电磁磁极圆周向位置相同，且一一相对，一一相对的永磁磁极1与电磁磁极极性相同，相邻的两个永磁磁极1极性相反，相邻的两个电磁磁极极性相反。

如图2所示，永磁磁极1圆周方向长度为340～680mm，径向宽度为108～104mm，轴向高度为130～260mm。永磁磁极1采用铁氧体或钕铁硼永磁材料制作。铁氧体的剩磁br≥380mt，矫顽力hc≥270ka/m、最大磁能积(bh)max≥27kj/m³；钕铁硼永磁材料br≥1.25t，矫顽力hc≥925ka/m、最大磁能积(bh)max≥318.5kj/m³。

2、4或6个永磁磁极1沿圆周方向固接在底板2的外壁上，底板2采用电工纯铁材料制作，底板2通过筋板3固接在轴套4上，轴套4固定在高梯度磁选机的主轴上；2、4或6个永磁磁极1、底板2、筋板3与轴套4构成永磁磁极组。

如图3所示，电磁磁极由铁芯8和通电螺旋线圈7组成，通电螺旋线圈7为u型，铁芯8的尺寸与永磁磁极1的尺寸相同。铁芯8采用电工纯铁材料制作。通电螺旋线圈7的导线为内径呈长方形孔的紫铜，单个磁极的螺旋线圈匝数为104～156匝。螺旋线圈7的冷却方式为油冷或者风冷。

如图1所示，

永磁磁极组外部设置可绕自身轴线旋转的圆形筒体5，高梯度磁选机的聚磁介质6通过不锈钢螺栓固定在筒体5的圆周方向，并能够随着筒体5转动。沿轴线方向设有2组永磁磁极组。

如图4所示，永磁磁极组和电磁磁系极头之间产生挤压磁场，背景磁感应强度可达1.0～1.5t。以挤压磁极为n极为例，产生的磁力线聚集在高梯度磁选机的聚磁介质6中产生更高的磁感应强度，从而起到分选弱磁性矿物的效果。永磁磁极组背向电磁磁极头方向的s极的磁力线沿圆筒内的导磁底板汇集至相邻极性相反的磁极组，而电磁磁极头相反方向的磁力线则沿铁芯汇集至u型通电螺旋线圈的另外一个极头，从而构成磁力线的闭路循环。

实施例：

以永磁磁极在圆筒表面产生的磁感应强度为0.75t为例，选择y30bh铁氧体和n42钕铁硼永磁材料，导磁材料为dt4电工纯铁，磁块尺寸为65mm×85mm×18mm。永磁磁极径向宽度为90mm，由一层铁氧体和四层钕铁硼构成；永磁磁极轴向设置三组磁块，轴向高度为195mm；永磁磁极圆周方向设置六组磁块，圆周方向长度为510mm。以电磁磁系产生的背景磁感应强度为1.0t为例，螺旋导线选用内径呈长方形孔的紫铜导线，截面尺寸为26mm×22mm×5mm，最小电流密度为4a/mm²，匝数为104，径向8匝，轴向13匝。由上述方案构成的复合磁系能够在平环高梯度磁选机的分选区域产生的背景磁感应强度0.75～1.5t，完全满足分选弱磁性矿物的需要。

本发明极性相同的永磁磁极1和电磁磁极产生的磁通量相互挤压，在高梯度磁选机的聚磁介质6中产生磁感应强度更高的磁化磁场；永磁磁极组背向电磁磁极头方向的产生的磁力线沿圆形筒体内的导磁底板汇集至相邻极性相反的永磁磁极组，而电磁磁极头相反方向的磁力线则沿铁芯汇集至u型通电螺旋线圈的另外一个极头，从而构成磁力线的闭路循环。

本发明将永磁磁系和电磁磁系相结合，与传统的单一电磁磁系或者永磁磁系相比，既充分利用了永磁磁系能耗低、平环高梯度磁选机单位处理能力大等优点，又克服了永磁磁系产生的背景磁感应强度低、不易调整等缺点，可有效降低高梯度磁选技术能耗高的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。