[實(shí)用新型]一種鼓筒形干式超導(dǎo)開梯度磁分離機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120286302.1
• 申請(qǐng)日: 2011-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN202238293U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段晚晴;黃慶;王豫;姜向東;董亮;嚴(yán)仲明;董翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B03C1/10
• 分類號(hào): B03C1/10
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超導(dǎo)磁分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于超導(dǎo)塊材的新型高效率的鼓筒形干式超導(dǎo)開梯度磁分離機(jī)。?

背景技術(shù)

磁分離技術(shù)是使用磁場(chǎng)分離磁性不同的物質(zhì)的技術(shù)，在選礦、水處理等方面有廣泛應(yīng)用。磁分離的原理是對(duì)被磁化了的顆粒外加不同位置磁場(chǎng)強(qiáng)度有所不同的磁場(chǎng)，使得顆粒兩極的磁場(chǎng)力不等，顆粒受到凈力作用而運(yùn)動(dòng)，也就達(dá)到了磁性物質(zhì)被分離的效果。磁化顆粒在磁場(chǎng)中受到的凈力、與顆粒產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度（非永磁顆粒與其磁化率相關(guān)）、顆粒體積、外磁場(chǎng)強(qiáng)度及其梯度有關(guān)。公式如下?

?

式中：?—磁場(chǎng)力

?????????—磁化強(qiáng)度

?????????—顆粒體積

????????—磁場(chǎng)強(qiáng)度

由此可見，提高磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)梯度可增大顆粒所受磁場(chǎng)力。磁化顆粒被分離要求磁場(chǎng)力大于流體拉力、摩擦力等力的合力。磁場(chǎng)強(qiáng)度越高、磁場(chǎng)梯度越大，較弱磁性物質(zhì)就越容易被分離，磁分離效果也就越好。

現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)磁分離技術(shù)要求的磁場(chǎng)梯度有兩種方法：一是高梯度磁分離，即先產(chǎn)生相對(duì)均勻的高磁場(chǎng)，再填充磁性介質(zhì)于此區(qū)域內(nèi)，磁性介質(zhì)附近磁場(chǎng)畸變形成高梯度磁場(chǎng)；二是開梯度磁分離，即不使用磁性介質(zhì)，直接產(chǎn)生一場(chǎng)強(qiáng)高、磁場(chǎng)梯度也較高的區(qū)域。高梯度磁分離系統(tǒng)的特點(diǎn)是處理量受空間小的限制；分選要求是濕式的；需專用自動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作避免堵塞；作用力程較短，即產(chǎn)生的磁力是短程的；但磁場(chǎng)梯度大，磁力密度大，易于分選細(xì)小、弱磁性物質(zhì)。開梯度磁分離系統(tǒng)可為干式亦可為濕式，多為干式；其作用力程較長(zhǎng)，磁場(chǎng)梯度、磁力密度較??；但處理量大、可連續(xù)工作、不易阻塞，適合大粒度顆粒的分選。開梯度磁分離裝置有不同類型，比如線形、偏移形、鼓筒形、對(duì)極形等。在干式磁分離中鼓筒形裝置效果好，可廣泛用于選礦，這里研究的就是這種磁分離裝置。?

鼓筒形磁分離裝置核心部分是圓柱形轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒圓柱面左右兩側(cè)，一側(cè)為磁性區(qū)，一側(cè)為非磁性區(qū)。當(dāng)待分選礦粉從上側(cè)下落后隨轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，非磁性或弱磁性物質(zhì)在轉(zhuǎn)筒中部直接下落，較強(qiáng)磁性物質(zhì)則被吸附在轉(zhuǎn)筒上，隨轉(zhuǎn)筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到非磁性區(qū)方才下落，這樣就實(shí)現(xiàn)了分選。?

磁分離技術(shù)按照磁場(chǎng)來(lái)源分為永磁和電磁兩種。永磁體能產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)較?。患予F心的常規(guī)電磁體產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)受到飽和磁化強(qiáng)度限制，很難超過2T；而不用鐵心的常規(guī)電磁體得到2T以上的高磁場(chǎng)需要非常大的電流，這樣就需用大量冷卻水冷卻以防止繞組因過熱融化，因而成本極高。而超導(dǎo)磁分離技術(shù)，因?yàn)槠浯艌?chǎng)來(lái)源無(wú)論是超導(dǎo)塊材還是超導(dǎo)帶材制作的超導(dǎo)磁體，本身都幾乎不消耗電能，只需維持低溫條件的成本就能獲得強(qiáng)磁場(chǎng)，不需鐵芯，更不存在水冷問題，是磁分離技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。超導(dǎo)磁分離技術(shù)根據(jù)使用超導(dǎo)材料不同，又分為低溫超導(dǎo)磁分離和高溫超導(dǎo)磁分離?，F(xiàn)在低溫超導(dǎo)技術(shù)相對(duì)成熟，但是低溫超導(dǎo)技術(shù)需要極低的環(huán)境溫度，而高溫超導(dǎo)材料在臨界溫度、臨界磁場(chǎng)、臨界電流密度等方面都具有低溫超導(dǎo)材料無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。?

根據(jù)劉樹貽編著，中南工業(yè)大學(xué)出版1994年2月社出版的《磁電選礦學(xué)》210至212頁(yè)的介紹，德國(guó)KDH公司為土耳其伊斯坦布爾菱鎂礦生產(chǎn)了一臺(tái)鼓筒形開梯度低溫超導(dǎo)磁分離機(jī)，可進(jìn)行干式磁選，用于分選弱磁性粗粒蛇紋石，分選區(qū)磁場(chǎng)大于3T，處理能力最高可達(dá)100t/h。?

上述裝置使用的材料是低溫超導(dǎo)線材，磁體需要在液氦溫區(qū)（4.2K）工作，制冷成本高。如前所述，開梯度磁分離也有磁場(chǎng)梯度相對(duì)較小的問題，這也會(huì)影響分離效率。?

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種新型的開梯度磁分離機(jī)，使之能克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。?

本實(shí)用新型的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。?

一種鼓筒形干式超導(dǎo)開梯度磁分離機(jī)，主要由中心恒磁源、可環(huán)繞中心恒磁源旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒、置于轉(zhuǎn)筒上方的礦粉漏斗和置于轉(zhuǎn)筒下方的非磁性物質(zhì)收集箱及磁性物質(zhì)收集箱構(gòu)成。所述中心恒磁源由一液氮溫區(qū)杜瓦瓶和貼合在杜瓦瓶?jī)?nèi)表面的高溫超導(dǎo)塊材貼塊組成的有磁區(qū)構(gòu)成。?