[發(fā)明專利]一種優(yōu)化磁介質(zhì)排列組合的單元介質(zhì)分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210074235.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102600969A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳祿政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B03C1/025
• 分類號(hào): B03C1/025
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種優(yōu)化磁介質(zhì)（磁介質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高梯度磁分離過(guò)程的載體）排列組合的單元介質(zhì)分析法，可以明顯提高高梯度磁分離的效能，屬于從原料中提取或去除細(xì)粒弱磁性顆粒的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高梯度磁分離技術(shù)是分離細(xì)粒及微細(xì)粒弱磁性顆粒的最有效方法之一，廣泛應(yīng)用于礦業(yè)領(lǐng)域中赤鐵礦、鈦鐵礦、黑鎢礦等弱磁性礦物的分離，及環(huán)境工程等領(lǐng)域中弱磁性顆粒雜質(zhì)的分離。磁介質(zhì)作為高梯度磁分離過(guò)程的載體，介質(zhì)單絲的材料、大小、形狀及其排列組合等對(duì)磁介質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)分布和磁性顆粒的動(dòng)力學(xué)行為具有決定性影響，從而顯著影響高梯度磁分離的效能。由于磁介質(zhì)內(nèi)部的介質(zhì)單絲間存在磁場(chǎng)耦合作用導(dǎo)致磁場(chǎng)分布復(fù)雜，而當(dāng)前缺乏對(duì)磁介質(zhì)內(nèi)部磁性顆粒捕獲行為和規(guī)律進(jìn)行有效分析或測(cè)定的技術(shù)方法；這樣，人們?cè)谠O(shè)計(jì)磁介質(zhì)時(shí)，主要借簽“單絲磁力捕獲”理論（即，介質(zhì)單絲對(duì)磁性顆粒的磁力捕獲理論），結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在不造成磁介質(zhì)堵塞和現(xiàn)有加工工藝允許條件下，在磁介質(zhì)盒內(nèi)盡可能多地充填介質(zhì)絲，以確保其具有足夠大的吸附表面積；對(duì)介質(zhì)絲材料、大小、形狀及其排列組合和磁介質(zhì)厚度等的確定并無(wú)可靠的理論依據(jù)，無(wú)法確保高梯度磁分離過(guò)程的高效性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決基于物料特性科學(xué)選擇磁介質(zhì)的技術(shù)難題，提供一種優(yōu)化磁介質(zhì)排列組合的單元介質(zhì)分析法。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：將具有一定厚度的磁介質(zhì)堆看作多個(gè)薄層單元介質(zhì)模塊的有序組合，使模塊上介質(zhì)單絲對(duì)磁性顆粒的捕獲現(xiàn)象可視，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁介質(zhì)堆內(nèi)部磁性顆粒捕獲行為的有效定性分析和準(zhǔn)確定量測(cè)定。具體實(shí)施步驟如下：（如圖3所示）

（1）首先制作由介質(zhì)絲單層排列的單元介質(zhì)模塊（如圖1，以圓柱形棒介質(zhì)絲為例），其中每種單元介質(zhì)模塊的構(gòu)造不同；對(duì)每種單元介質(zhì)模塊，與之對(duì)應(yīng)一組能科學(xué)反映其排列特點(diǎn)的特征數(shù)字標(biāo)識(shí)，以便在分析過(guò)程中快速精確地識(shí)別模塊的排列特點(diǎn)，可大幅減少分析的工作量；

（2）根據(jù)特征數(shù)字標(biāo)識(shí)，從步驟（1）模塊中挑選部分單元介質(zhì)模塊進(jìn)行有序組合（不是全部模塊），通過(guò)磁介質(zhì)盒固定，形成不同排列組合的磁介質(zhì)堆；同樣，基于所用單元介質(zhì)模塊的特征數(shù)字標(biāo)識(shí)，對(duì)不同排列組合的磁介質(zhì)堆進(jìn)行科學(xué)的數(shù)字編號(hào)；（對(duì)每種磁介質(zhì)堆，對(duì)應(yīng)一組能科學(xué)反映其排列特點(diǎn)的數(shù)字編號(hào)，結(jié)合應(yīng)用高梯度磁分離試驗(yàn)的定性和定量分析結(jié)果，可以快速地精確界定最優(yōu)的排列組合。）

（3）將每種排列組合的磁介質(zhì)堆依次置于高梯度磁分離設(shè)備的分離區(qū)域，改變操作條件，進(jìn)行高梯度磁分離試驗(yàn)；一個(gè)分離試驗(yàn)完畢，取出磁介質(zhì)堆并拆除組合，對(duì)各個(gè)單元介質(zhì)模塊上介質(zhì)單絲的磁性顆粒捕獲物進(jìn)行定性分析；定性分析完后，將介質(zhì)單絲上的磁性顆粒捕獲物洗凈、脫水干燥后進(jìn)行定量測(cè)定；綜合比較定性分析和定量測(cè)定結(jié)果，選擇關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定獲得最優(yōu)分離效能的數(shù)字編號(hào)及與之對(duì)應(yīng)的最優(yōu)排列組合。

所述單元介質(zhì)模塊的介質(zhì)絲為導(dǎo)磁不銹鋼材料，其形狀、粗細(xì)、絲間距等根據(jù)實(shí)際情況確定。

所述磁介質(zhì)堆為由大量導(dǎo)磁不銹鋼棒、絲或網(wǎng)介質(zhì)規(guī)整排列組成的固定集合體，是實(shí)現(xiàn)高梯度磁選過(guò)程中磁力捕獲磁性顆粒的載體。

所述步驟（3）中改變的操作條件為磁場(chǎng)強(qiáng)度、給料濃度和給料速度中的任意一種或幾種。（根據(jù)選用高梯度磁分離設(shè)備不同，其操作條件的個(gè)數(shù)和調(diào)節(jié)范圍可以不同）

所述步驟（3）中定性分析包括對(duì)捕獲物進(jìn)行顯微攝像或/和掃描電鏡分析等（根據(jù)試驗(yàn)需要，可以任意選擇其中一種或幾種）；對(duì)單元介質(zhì)模塊上介質(zhì)單絲的磁性顆粒捕獲物的定量測(cè)定包括產(chǎn)率測(cè)定、磁性顆粒金屬品位分析、金屬回收率和分離效率計(jì)算中的任意一種或幾種（根據(jù)試驗(yàn)需要，可以選擇其中若干或全部指標(biāo)，如，有時(shí)要進(jìn)行金屬分布率計(jì)算，有時(shí)不需要，這取決于試驗(yàn)情況）。

本發(fā)明的顯著特點(diǎn)和積極效果：

1、可以用于高梯度磁分離技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提升其技術(shù)性能，如通過(guò)單元介質(zhì)分析法試驗(yàn)，選擇最佳的磁介質(zhì)堆厚度以減小磁系空氣隙，可以明顯提高高梯度磁分離設(shè)備的磁感應(yīng)強(qiáng)度，增強(qiáng)磁介質(zhì)對(duì)微細(xì)粒磁性顆粒的捕獲能力。

2、可以用于現(xiàn)已應(yīng)用高梯度磁分離技術(shù)的技術(shù)升級(jí)，如針對(duì)所處理物料的特點(diǎn)，應(yīng)用單元介質(zhì)分析法試驗(yàn)，選擇最佳磁介質(zhì)絲類型及排列組合，可明顯提高分離效能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種單層單元介質(zhì)模塊—圓柱形棒介質(zhì)單絲組合示意圖；

圖2為本發(fā)明的一個(gè)磁介質(zhì)堆示意圖；

圖3為實(shí)施本發(fā)明的工藝流程圖；

圖4為實(shí)施例中赤鐵礦高梯度磁分離流程圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1—一個(gè)單元介質(zhì)模塊。