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《中南大学》 2010年
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斜环永磁高梯度磁选机的研制及应用

米夏夏  
【摘要】: 高梯度磁选是上世纪六十年代末在美国发展起来的一项磁选新技术,为解决品位低、粒度细、磁性弱矿石的选矿,开辟了新的途径。随着高梯度磁选理论和设备不断发展,它的应用已突破了磁选的传统对象,进入医学界和生物界等领域。 目前高梯度磁选机的分选环就配置方式而言,主要为平环和立环配置,在这类高梯度磁选机中,矿粒的重力在分选过程中均为竞争力。随着稀土永磁材料的发展和节能的需要,使磁选设备倾向于永磁化。本文研制了一台斜环永磁高梯度磁选机,该机主要特征如下: ①该磁选机的分选环倾斜配置且倾斜度在0-90°、转速在0-20r/min范围内可调。分选环的这些特点,在分选过程中可改变矿浆流体力学和重力的作用,重力在磁选中起到了一定的分选力效果。 ②该磁选机磁系为永磁半闭合磁路磁系,磁包角为125°;铁轭固定磁体并起导磁作用,减少漏磁,使磁力线主要集中在分选区。 ③该磁选机的转筒的传动采取齿轮变速电机和刚性凸缘联轴器传动;倾斜角度的调节装置是利用电动推杆的伸缩来实现。 斜环磁选机的分选过程中,微细粒矿粒所受的力有磁力、流体推动力、重力、颗粒之间的相互作用力(静电力和范德华力)等。分选力主要是磁力和重力垂直于斜面的分力,竞争力主要是流体推动力和重力平行于斜面的分力;颗粒之间的相互作用力在颗粒极微细(2μm)的情况下才显著。 以赤铁矿与石英分离为例,计算在不同粒径和倾斜角度下各种作用力的大小,分析矿粒被捕获的方式和条件。赤铁矿可捕收粒级随倾角的减小而降低,增大转环转速、增长聚磁介质长度和减小流膜厚度均有利于对矿粒的捕获。 该磁选机处理某铁矿强磁选尾矿,其中TFe含量为17.92%,主要以赤褐铁矿和菱铁矿等弱磁性矿物存在,调节的参数是该磁选机特有的倾斜角度(5-45°)和斜环转速(4~20r/min)。磁选精矿的品位随着倾斜角度的增加而升高,随着斜环转速的增大而降低;回收率随着倾斜角度的增加而降低,而斜环转速存在一个最佳值,此时回收率最高。磁选一次精矿品位可达33.18%,回收率为41.60%。因此,斜环磁选机在处理强磁尾矿时是具有一定的实际效果的。 由此可见,斜环永磁高梯度磁选机的试验效果与设计原理是一致的,故该磁选机的设计是合理的。 利用ANSYS有限元分析软件对斜环磁选机磁系和聚磁介质进行了有限元分析,能比较直观地了解磁系和聚磁介质的磁场特性,针对不同形状和大小的聚磁介质的磁场特性也进行了比较分析。所以,可以通过有限元模拟分析,对磁选机的磁系和聚磁介质来进行优化设计,降低设备研发成本。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD457

【引证文献】
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