高梯度强磁场水平复合聚磁辊制造技术

一种高梯度强磁场水平复合聚磁辊，包括磁辊芯轴及其上的磁扼辊筒，磁扼辊筒上开设有轴向平行排列的、用于固定双燕尾形永磁条的一级燕尾槽；双燕尾形永磁条由上、下燕尾形部分组合而成，下燕尾形部分嵌置在一级燕尾槽中，上燕尾形部分伸出一级燕尾槽外，相邻上燕尾形部分之间形成二级燕尾槽，二级燕尾槽中嵌置有单燕尾形永磁条；单、双燕尾形永磁条的磁极位于其燕尾形截面的两侧，且单燕尾形永磁条的磁极极性与其两边相邻双燕尾形永磁条的磁极极性相同。本发明专利技术可充分发挥磁系组合中所有磁力峰值的作用效果，有效提高选矿品位和收率，且结构简单、加工容易、安全可靠、寿命长，既适于普通磁选机，更适于超大直径聚磁辊的磁选机，可使选矿能力倍增。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用永磁体磁源对弱磁性金属矿粉进行分选或对非 金属矿粉进行排杂提纯的干式或湿式磁选机，具体地指一种用于上 述磁选机的高梯度强磁场水平复合聚磁辊。
技术介绍
目前，永磁选矿设备因具有耗能少、成本低、操作方便、应用 范围宽等优点，已广泛应用于矿产冶金、化工、环保等领域。近十 年来，随着稀土铷铁硼高磁能级材料的不断提升，使得很多弱磁性 材料进入了磁选范畴。在各种干式或湿式磁选机中，磁辊的磁源材 料能级和激磁技术进步所体现的高磁能级和高梯度，是目前磁选技 术瞄准的重点研究方向。公知的永磁高梯度强磁场聚磁辊，包括芯轴和安装在芯轴上的 柱状磁辊主体，后者在磁系组合中主要应用高剩磁高矫顽力铷铁硼 材料为磁源。为了提高磁辊的磁能级和梯度、增强其对弱磁性矿物 的分选能力，普遍采用与芯轴同轴心、且沿芯轴轴向挨个并列布置 的圆形磁片或扇形磁片进行组合，相邻圆形磁片或扇形磁片所对应 的磁极极性相同，圆形磁片或扇形磁片间夹有高导磁激磁材料，由 此聚合成轴向排列的聚磁辊。由于该结构聚磁辊的磁力线在其工作 面上沿轴向呈正弦分布、沿圆周方向呈等值分布，每一磁片的边端 磁场最高，而中间磁场为零，其磁场梯度受边端效应和对选料作用 距离的影响较大，在磁选过程中与正向垂直下料的粉体接触时，无 论采用顺流还是逆流方式磁选，其磁力峰值都不可能均衡地对所有 选料的每一单体产生一致影响。实验数据表明上述聚磁辊的磁力 峰值有效利用率低于50%，这样在选矿作业中很容易产生漏选，降低 收率和品位。为了解决上述问题，科研人员试图通过变更圆形磁片或扇形磁 片组合体的相关设计参数来改善其磁选能力。但如果通过减小圆形 磁片或扇形磁片组合体与外激磁体之间的距离来增加磁辊的磁能 级，显然会影响磁选的产量；如果通过减小圆形磁片或扇形磁片的 厚度来减少磁力峰值与所选矿粉的平均距离，又会受到磁性材料脆 性大、不容易加工成型的限制。从另一方面看，圆形磁片或扇形磁片的轴向组合结构在生产大 直径高梯度强磁场(2特斯拉以上)聚磁辊时将带来许多困难不仅 面积较大的磁材在压铸时压强降低，会使磁材密度不够，影响其磁能级；而且当圆形磁片或扇形磁片的直经超过400mm时，其外溢的 磁力也会显著下降，导致其磁选能力无法同步增大。第三，圆形磁片或扇形磁片在轴向组合时，相邻磁片之间的固 定完全靠有机粘接材料作用，在粘接材料老化和强大的内应力作用 下，磁片容易脱落，导致其使用寿命大幅下降。第四，圆形磁片或扇形磁片在粘接过程中，因受磁力的排斥作 用较大而难以控制，手工操作磁片粘接定位时，除手部易受伤外， 各个磁片组合的表面也很难平整，须进行外圆精加工，但磁体材料 又受居里温度的限制，不可车铣加工，只能用大型磨床磨削，不但 高精度大尺寸的外圆磨削设备很难寻求，而且磨削速度十分缓慢， 导致加工效率低下、生产成本高昂。所以，目前国内直经超过300mm 且磁能级达到2特斯拉以上的聚磁辊并不多见。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种可充分发挥所有磁条的磁力峰值 作用效果、有效提高磁选产品品位和收率、且结构简单、加工容易、 安全可靠、工作寿命长、适于超大直径制作的高梯度强磁场水平复 合聚磁辊。为实现上述目的，本专利技术所设计的高梯度强磁场水平复合聚磁 辊，包括磁辊芯轴，所述磁辊芯轴的外面同轴心套装有磁扼辊筒， 所述磁扼辊筒的外圆筒壁面上均匀开设有一圈轴向平行排列的、用于固定双燕尾形永磁条的一级燕尾槽。所述双燕尾形永磁条由在横 截面上呈现两个燕尾形状相对布置并连为一体的上燕尾形部分和下 燕尾形部分组合而成，所述下燕尾形部分嵌置在与其形状相匹配的 一级燕尾槽中，所述上燕尾形部分伸出一级燕尾槽之外，所述相邻 上燕尾形部分之间形成二级燕尾槽，所述二级燕尾槽中嵌置有与其 形状相匹配的单燕尾形永磁条。所述双燕尾形永磁条和单燕尾形永 磁条的磁极从横截面上看位于其燕尾形截面两侧，且单燕尾形永磁 条的磁极极性与其两边相邻的双燕尾形永磁条的磁极极性相同。所 述磁扼辊筒的两端通过一对嵌装在磁辊芯轴上的法兰盘与磁辊芯轴 连为一体，所述双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条也被封装锁固在 该对法兰盘之间。进一步地，所述双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条均由若干个 结构相同的小段磁块沿轴向首尾衔接而成，各小段磁块既可拆分开 来又可组合在一起。由于小段磁块的加工受磁性材料脆性的影响有 限，容易高压压铸加工成型，从而使磁块的密度增加、磁能级增大。 这样，不仅可以灵活适应制作不同直径和不同轴向长度的聚磁辊、 特别是大尺寸聚磁辊的需要，而且可以相应减少小段磁块的厚度来 縮短磁力峰值对选料的作用距离，确保其磁选能力更为强大。更进一步地，所述双燕尾形永磁条的燕尾形截面两侧设置有与 其形状对应的激磁磁靴。激磁磁靴可以由高导磁片材如铁片等制作 而成，其装配后被磁力牢靠地吸附在双燕尾形永磁条和单燕尾形永 磁条之间，不仅具有公知的激磁增磁作用，而且具有锁固、支撑和 保护脆性的双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条的作用，使其运转更 加稳定、安全、可靠。本专利技术聚磁辊的磁力线在其工作面上沿轴向呈等值分布、沿圆 周方向呈正弦分布，每一磁条的边端磁场最高而中间磁场为零。其 工作原理是这样的用磁选机选矿时，安装在磁选机上的聚磁辊不 停地旋转，轴向平行布置的双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条在磁 扼辊筒外周空间所形成的边端最高磁力线也不间断地发生位置变化，通过旋转的时间差，有效弥补了与垂直下料的被选矿粉的位置 差，经过聚磁辊上轴向分布的磁力峰值线的扫射，可使所有被选矿 粉毫无遗漏地受到每一根磁条两侧最大磁力线的轮番作用，只要达 到磁条最高磁力峰值线范围内的所有低比磁化率粉体，都将被其吸 附选出。与传统的圆形磁片或扇形磁片组合式聚磁辊相比，本专利技术的优 点主要体现在如下几个方面其一，所设计的双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条组合磁系的 磁力线沿轴向等值分布、沿圆周方向周期性变化，可充分发挥聚磁 辊磁力线峰值的作用，提高所选精矿品位、增大收率、减少漏选， 显著增强对弱磁性金属矿粉及非金属矿粉的排杂提纯分选能力。其二，所设计的双燕尾形永磁条牢靠地嵌置在磁扼辊筒上的一级燕尾槽中，所设计的单燕尾形永磁条又牢靠地嵌置在相邻双燕尾形永磁条所形成的二级燕尾槽中，其结构简单、连接稳定、安装方便、定位精确，可避免因粘接材料老化、或者磁辊内强大应力所产生的磁条脱落，增加聚磁辊的安全性和可靠性，延长聚磁辊的使用 中人寿口卩o其三，所设计的双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条还可以由若 干个小段磁块组合构成。在保证加工精度的前提下，小段磁块无须 后期磨削加工，可以选择充磁前先进行表面镀镍或不锈钢耐腐蚀保 护处理的方案，这样磁块的寿命更长，不仅降低了成本，还可縮短 组装时间，更有利于机械化批量生产和快速自动化装配聚磁辊，也 减少了强磁场给安装人员可能造成的机械和辐射伤害。其四，所设计的双燕尾形永磁条和单燕尾形永磁条的尺寸参数 小型化后，可以生产出磁材密度更大、磁能级更高的磁条，进而可为超大直径高梯度强磁场(2特斯拉以上)聚磁辊的加工组合提供技 术支持，成倍提高磁选机的产能，降低生产成本，使许多原来难选 的稀有金属矿物、低品位矿石和尾矿得到有效利用。其五，在传统圆形磁片或扇形磁片组合磁系中，因受劳伦茨定律限制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高梯度强磁场水平复合聚磁辊，包括磁辊芯轴（１），其特征在于：　所述磁辊芯轴（１）的外面同轴心套装有磁扼辊筒（３），所述磁扼辊筒（３）的外圆筒壁面上均匀开设有一圈轴向平行排列的、用于固定双燕尾形永磁条（５）的一级燕尾槽（３ａ）；所述双燕尾形永磁条（５）由在横截面上呈现两个燕尾形状相对布置并连为一体的上燕尾形部分（５ｂ）和下燕尾形部分（５ａ）组合而成，所述下燕尾形部分（５ａ）嵌置在与其形状相匹配的一级燕尾槽（３ａ）中，所述上燕尾形部分（５ｂ）伸出一级燕尾槽（３ａ）之外，所述相邻上燕尾形部分（５ｂ）之间形成二级燕尾槽（３ｂ），所述二级燕尾槽（３ｂ）中嵌置有与其形状相匹配的单燕尾形永磁条（６）；　所述双燕尾形永磁条（５）和单燕尾形永磁条（６）的磁极从横截面上看位于其燕尾形截面两侧，且单燕尾形永磁条（６）的磁极极性与其两边相邻的双燕尾形永磁条（５）的磁极极性相同；　所述磁扼辊筒（３）的两端通过一对嵌装在磁辊芯轴（１）上的法兰盘（４）与磁辊芯轴（１）连为一体，所述双燕尾形永磁条（５）和单燕尾形永磁条（６）也被封装锁固在该对法兰盘（４）之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志强，
申请(专利权)人：潘志强，黄永红，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]