一种连续稳定的磁脉冲预处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种连续稳定的磁脉冲预处理装置及方法，该装置主要由总电源、变压器、整流器、直流电源、过压保护器、限流电阻、电压表、均压电阻、电容Ⅰ和电容Ⅱ、电流表、多个磁脉冲处理器、IGBT智能斩波模块Ⅰ和IGBT智能斩波模块Ⅱ、控制驱动模块组成，所述的总电源与变压器相连接，整流器一端与变压器相连接，一端与过压保护器相连接，两组均压电阻分别接在两组电容Ⅰ和电容Ⅱ两端，磁脉冲处理器接在两组电容和两个IGBT智能斩波模块之间。两组电容与磁脉冲处理器、两个IGBT智能斩波模块共同组成了两个振荡回路。本发明专利技术与现有技术相比的优点是：能够有效地提供一种连续稳定高频交变磁场，具有功耗低，助磨效果显著的特点。

A Continuous and Stable Magnetic Pulse Pretreatment Device and Method

The invention relates to a continuous and stable magnetic pulse pretreatment device and method, which mainly consists of a total power supply, transformer, rectifier, DC power supply, overvoltage protector, current limiting resistance, voltmeter, voltage equalizing resistance, capacitance I and capacitance II, ammeter, multiple magnetic pulse processors, IGBT intelligent chopper module I and IGBT intelligent chopper module II, and control driving module. The total power supply is connected with the transformer, one end of the rectifier is connected with the transformer, and the other end is connected with the overvoltage protector. Two groups of equalizing resistors are connected to two groups of capacitors I and II, respectively. The magnetic pulse processor is connected between two groups of capacitors and two IGBT intelligent chopper modules. Two sets of capacitors, magnetic pulse processor and two IGBT intelligent chopper modules together constitute two oscillation circuits. Compared with the prior art, the invention has the advantages of effectively providing a continuous stable high frequency alternating magnetic field, low power consumption and remarkable grinding aid effect.

【技术实现步骤摘要】
一种连续稳定的磁脉冲预处理装置及方法
本专利技术属于矿物加工
，具体涉及一种连续稳定的磁脉冲预处理装置及方法。
技术介绍
我国铁矿石总产量虽然大，但总体呈现“贫、细、杂”的特点，即铁矿石品位低、有用矿物嵌布粒度细、矿石组成成分复杂，难选铁矿石所占比例较高，为资源的高效开发利用带来诸多困难。一般用于粉磨作业的能耗占世界总能耗的5%，但在选厂破磨车间，用于矿石加工中碎矿与磨矿作业的能耗又占这一总能耗的60%。因此，开发利用高效节能选矿新技术和新装备，优化选矿工艺流程，对提高磨矿效率和分选指标具有重要意义。围绕提高铁矿石磨矿效率和分选指标的目标，从磨矿优化（磨矿条件优化、磨矿介质优化、添加助磨剂、改善入磨物料性质以及改进磨机设备）、改善工艺条件和流程、开发新的药剂制度等角度出发，国内众多专家学者做了大量的相关研究工作，然而节能降耗和提高单体解离度的效果依然不明显。究其原因可能是矿石在磨矿作业中容易发生过磨或穿晶解离现象，因此，在磨矿作业中如何提高沿矿物晶粒边界“选择性解离”的概率，使有用矿物充分解离，提高有用矿物单体解离度，为选别工艺创造有利条件，对提高铁矿石的磨矿效率和分选指标具有重要的现实意义。为了提高铁矿石的“选择性解离”的概率和单体解离度，国内外学者开发了新的助磨设备和方法，如液电效应、电热照射及利用其它能源的助磨方法，磁脉冲预处理技术便是其中之一，磁脉冲设备产生的高频交变的电磁场力在矿石内部不同矿物的结合界面上产生周期性拉伸、压缩、剪切、折弯、扭转等作用，使不同矿物结合界面上产生裂纹并扩展为裂缝，也会降低矿石的强度和改善矿物解离特性，提高有用矿物单体解离度，从而改善矿石的磨矿效果和分选效果。针对磁脉冲预处理矿石技术，国内外同行也做了相关的研究，如俄罗斯中央有色金属和贵金属地质勘探科学研究所开发的磁脉冲技术，但其采用的是电容充电，瞬间放电产生高电压组成的L-C震荡电路，激发高频交变磁场，导致存在无磁区，即在电容充电时，震荡回路中没有电流，在此时间内，没有震荡磁场；还有其峰值磁场也不稳定，电流在衰减过程中，峰值磁场也会随之减小，对预处理结果产生不利影响，其基本电路如图1所示。此外，其使用的矿浆通道材质耐磨性能较差，耐磨性能往往会影响整个设备使用寿命。
技术实现思路
针对目前磁脉冲预处理装置存在无磁区和峰值磁场衰减的缺点，本专利技术的目的是提供一种连续稳定的磁脉冲预处理装置及方法，提高有用矿物单体解离度，进而提高磨矿效率，达到提高后续分选作业铁精矿技术指标的效果。本专利技术提供的一种连续稳定的磁脉冲预处理装置，其特征在于，该装置主要由总电源、变压器、整流器、直流电源、过压保护器、限流电阻、电压表、均压电阻、电容Ⅰ和电容Ⅱ、电流表、磁脉冲处理器、IGBT智能斩波模块Ⅰ和IGBT智能斩波模块Ⅱ以及控制驱动模块组成，所述的总电源与变压器相连接，整流器一端与变压器相连接，一端与过压保护器相连接，两组均压电阻分别接在两组电容Ⅰ和电容Ⅱ两端，磁脉冲处理器接在两组电容和两个IGBT智能斩波模块之间，两组电容、磁脉冲处理器和两个IGBT智能斩波模块共同组成了两个振荡回路。进一步的，所述的磁脉冲处理器由耐磨管道和耐磨管道外侧的中空圆线圈构成。进一步的，所述的耐磨管道采用超高分子量聚乙烯高耐磨材质制成。本专利技术的一种采用连续稳定的磁脉冲预处理装置的方法，其特征在于，包括如下步骤进行：（1）将磁脉冲处理器与现场的矿浆管道进行法兰连接；（2）开启总电源，总电源1输入电压为380V（50Hz）；（3）设定物料经受磁脉冲预处理所需的时间，其时间范围为0～10s，然后据此设定需要开启磁脉冲预处理装置的台数；（4）通过变压器2和控制驱动模块14来调节磁场强度的强弱和磁脉冲频率大小，变压器可调范围为140~220V，磁脉冲频率范围为0～300Hz；产生的磁场强度范围为0～79.62kA/m，调节至所需磁场强度和磁脉冲频率；（5）开启设备开关4，磁脉冲预处理装置开始工作；（6）两个IGBT智能斩波模块Ⅰ和IGBT智能斩波模块Ⅱ作为两个振荡电路的开关控制元件，上一阶段：IGBT智能斩波模块Ⅰ13-1在1ns～1000ns时间范围内可实现启动，促使电容Ⅰ9-1放电，与此同时，IGBT智能斩波模块Ⅱ13-2在1ns～1000ns时间范围内关断，促使电容Ⅱ9-2开始充电，下一阶段：IGBT智能斩波模块Ⅰ13-1在1ns～1000ns时间范围内可实现关断，促使电容Ⅰ9-1充电，与此同时，IGBT智能斩波模块Ⅱ13-2在1ns～1000ns时间范围内启动，促使电容Ⅱ9-2开始放电，上下两阶段产生的电流方向相反，且电流方向改变的频率即IGBT智能斩波模块交替启动和关断的频率由控制驱动模块14控制。（7）控制驱动模块14可控制小于300Hz的高频交变的磁脉冲，最终产生连续高频交变的磁脉冲，使得通过矿浆通道11的矿浆受到不同方向反复的交变作用力。本专利技术利用矿石中不同矿物的电磁性和机械性差异，通过磁脉冲发生器对铁矿石施加磁脉冲，高频交变的电磁场力在矿石内部不同矿物的结合界面上产生周期性拉伸、压缩、剪切、折弯、扭转等作用，使不同矿物结合界面上产生裂纹并扩展为裂缝，进而降低矿石的强度和改善矿物解离特性，从而改善矿石的磨矿效果和分选效果。本专利技术与现有技术相比的优点是：针对国内外磁脉冲预处理装置工作过程中存在无磁区和磁场衰减的缺点，具有以下创新和优势：（1）区别于国内外目前采用的，在电容充电过程中由于线路中无电流而形成的“无磁区”的不连续脉冲磁场的装置，本专利技术提供一种连续高频交变磁场，具有功耗低，助磨效果显著；（2）区别于国内外目前采用的可控硅开关控制元件，关断时间只能达到毫秒级水平，不能形成稳定的磁场。控制电路中采用IGPT智能斩波模块作为振荡电路的开关控制元件，其关断时间可达纳秒级，两组IGPT智能斩波模块、对应的两组电容和磁脉冲处理器（线圈）共同组成了能够产生连续稳定高频交变电流的震荡回路，以形成连续稳定的高频交变磁场。（3）矿浆通道由超高分子量聚乙烯高耐磨材质制成，其耐磨性能明显优异于玻璃钢和其他材质，极大的提高了矿浆管道的寿命。附图说明图1为原磁脉冲预处理装置的原理图。图2为本专利技术的磁脉冲预处理装置的原理图。图3为本专利技术磁脉冲预处理装置与现场矿浆管道连接的示意图。图4为采用SSX-550扫描电子显微镜观察磁脉冲预处理前对矿样微观结构的影响的标准样全貌图。图5为采用SSX-550扫描电子显微镜观察磁脉冲预处理前对矿样微观结构的影响的标准样局部缝隙图。图6为采用SSX-550扫描电子显微镜观察磁脉冲预处理后对矿样微观结构的影响的标准样全貌图。图7为采用SSX-550扫描电子显微镜观察磁脉冲预处理后对矿样微观结构的影响的标准样局部缝隙图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图2所示：本专利技术的一种连续稳定的磁脉冲预处理装置，其特征在于，该装置主要由总电源1、变压器2、整流器3、直流电源4、过压保护器5、限流电阻6、电压表7、均压电阻8、电容Ⅰ9-1和电容Ⅱ9-2、电流表10、磁脉冲处理器12、IGBT智能斩波模块Ⅰ13-1和IGBT智能斩波模块Ⅱ13-2、控制驱动模块14组成，所述的总电源1与变压器2相连接，整流器3一端与变压器2相连接，一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续稳定的磁脉冲预处理装置，其特征在于，该装置主要由总电源、变压器、整流器、直流电源、过压保护器、限流电阻、电压表、均压电阻、电容Ⅰ和电容Ⅱ、电流表、多个磁脉冲处理器、IGBT智能斩波模块Ⅰ和IGBT智能斩波模块Ⅱ、控制驱动模块组成，所述的总电源与变压器相连接，整流器一端与变压器相连接，一端与过压保护器相连接，两组均压电阻分别接在两组电容Ⅰ和电容Ⅱ两端，磁脉冲处理器接在两组电容和两个IGBT智能斩波模块之间，两组电容与磁脉冲处理器、两个IGBT智能斩波模块共同组成了两个振荡回路。

【技术特征摘要】
1.一种连续稳定的磁脉冲预处理装置，其特征在于，该装置主要由总电源、变压器、整流器、直流电源、过压保护器、限流电阻、电压表、均压电阻、电容Ⅰ和电容Ⅱ、电流表、多个磁脉冲处理器、IGBT智能斩波模块Ⅰ和IGBT智能斩波模块Ⅱ、控制驱动模块组成，所述的总电源与变压器相连接，整流器一端与变压器相连接，一端与过压保护器相连接，两组均压电阻分别接在两组电容Ⅰ和电容Ⅱ两端，磁脉冲处理器接在两组电容和两个IGBT智能斩波模块之间，两组电容与磁脉冲处理器、两个IGBT智能斩波模块共同组成了两个振荡回路。2.根据权利要求1所述的连续稳定的磁脉冲预处理装置，其特征在于，所述的磁脉冲处理器由耐磨管道和设置在耐磨管道外侧的中空圆线圈构成。3.根据权利要求1所述的连续磁场和磁场稳定的磁脉冲预处理装置，其特征在于，所述的耐磨管道采用超高分子量聚乙烯高耐磨材质制成。4.一种采用连续稳定的磁脉冲预处理装置的方法，其特征在于，将磁脉冲预处理装置通过法兰安装在现场矿浆管道上，包括下列步骤：（1）开启总电源，总电源1输入电压为380V，频率为50赫兹；（2）设定物料经受磁脉冲预处理所需的时间，其时间范围为0～10s，然后据此...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖壮，齐双飞，
申请(专利权)人：鞍钢集团矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21