永磁滚筒式磁选机的分析和设计(1)

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1、万方数据第32卷增刊华北电力大学学报v01．32，sup．!!Q!堡!!旦墨2竺婴型竺!塑竺!坐g些翌璺垦!墼!堕!塑!!!旦堡!!!苎!笪里箜：：!塑!永磁滚筒式磁选机的分析和设计韩伟，杨庆新，陈中剑，颜威利(河北工业大学，天津300130)摘要：对永磁滚筒式磁选机的各个影响因素进行了详细分析，以有限元法为基础对磁选机磁场进行计算，给出不同磁系结构对磁场特性的影响。关键词：永磁；滚筒式磁选机；磁系设计中图分类号：TMl44；TD457文献标识码：A引言磁选是在不均匀磁场中利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法

2、。磁选法广泛地应用于黑色金属矿石的选别，有色和稀有金属矿石的精选，重介质选矿中介质的回收，从非金属矿物原料中除去含铁杂质，排出铁物保护破碎机和其他设备，从冶炼产生的钢渣中回收废钢以及从生产和生活污水中除去污染物等。磁选机是广泛用于冶金及其它行业，如选矿、清除杂质等的磁力机械，也可作为回收重介质的专用设备。由于筒式磁选机具有经营费用低、运行稳定可靠、适合现场生产等优点，因此，在磁选中占据着不可替代的地位。磁路是磁选机的主要部分，对磁选机的性能起决定性作用。磁选机一般采用开放型磁系。本文研究磁选机磁系各参数的设计并进行性能分析。主要

3、目的是在总结国内外磁选机的设计和使用经验的基础上，结合选矿厂磁选生产的实际要求，借鉴有关研究单位对传统磁选机改造所取得的经验和成果，对磁选机磁路部分进行分析和设计，确定所用永磁材料的规格、尺寸，合理配置不同的永磁材料，优化磁路结构，确定磁场的特性参数，提高磁选机性能，节省原材料，降低成本。1磁系分析与设计对磁选机结构的分析是设计的前提。磁选机的主要部分是磁系。磁系的高度、宽度、半径和极数，相邻磁极的磁位差，极距，极面宽和极隙宽的比值，磁极和磁极端面的形状，以及磁极端面到其排列中心的距离等对磁场特性都有不小的影响。1．1磁选机的结

4、构永磁筒式磁选机具有结构简单，工作可靠，节省电耗，适合现场等优点，所以被广泛应用【2J。本文确定的磁选机结构如图1所示。磁路部分采用五极磁系，每个磁极由铁氧体和钕铁硼永磁块粘结而成，用螺钉穿过磁块中心孔固定在磁导板上，磁导板经支架固定在筒体的轴上，磁系固定，筒体旋转。磁极的极性沿圆周交替排列，沿轴向极性相同。套在磁系外面的是不锈钢非导磁材料制成的滚筒，采用非导磁材料是为了避免磁力线不能透过筒体进入选分区，而与简体形成磁短路。槽体靠近磁系的部位也应采用非导磁材料，其余可用普通钢板或硬质塑料板。图l磁选机结构图初步确定磁选机相关参数

5、为：筒子内径1040IIl】m，半径520I】m，筒壁厚6砌m，气隙约3mm。筒转速20．8r／r【lin。筒壁外表面距槽体距离25mm，可调整。采用下面给矿方式。磁极板使用A，低碳钢，厚度20mm，筒壁使用太原产非导磁不锈钢。永磁材料使用铁氧体(Y30H．1)，钕铁硼(N35)，磁极高127nun，宽170mm，5个磁极。每个磁极由长85mm宽65mm，高不等的小磁块粘结而成。整个筒长3100mm，由11组65×4的磁极块构成。磁系偏角10。～150。1．2磁力分析利用磁性物质颗粒磁化时所获得的位能得出回收磁性矿粒所需磁力的计

6、算公式。为了保证把被选分的矿石中的磁性强的矿粒和磁性弱的矿粒分开，必须满足以下条件：万方数据增刊韩伟等：永磁滚筒式磁选机的分析和设计63^磁>乏厂机>五磁式中．厂1磁为作用在磁性强的矿粒上的磁力；．尼磁为作用在磁性弱的矿粒上的磁力；∑厂机为与磁力方向相反的所有机械力的合力。．厂磁>，机保证了磁性矿粒被吸到磁极上，在分离磁性差别较大的易选矿石时，能够顺利地分出磁性部分，但在分离磁性差异小的难选矿石时，如要获得高质量的磁性部分，就需要很好地调整各种磁性矿粒的磁力和机械力关系，使之能有选择性地分离，才能得到良好的效果。在通常情况下，准

7、确计算出∑厂机值是比较困难的，多是根据磁选机的类型并结合实践(包括实验)来估算出∑厂机值。1．3磁系设计要设计出性能优良的磁选机，对磁路进行数值分析是必要的，这里采用有限元法对磁选机磁路进行仿真分析和设计，首先计算出各种磁系结构下磁选机的磁场分布情况，然后对磁路进行分析设计。通过仿真计算磁选机磁系的各个参数、不同磁系排列对磁场产生的不同作用，确定不同磁系结构和参数的优点与不足，在此基础上进行改进，通过改变永磁材料的布局，改变磁极高度，在磁极隙间增加辅助磁极等措施，使磁场分布由不规则到基本接近均匀，同时节省了永磁材料，降低了生产成

8、本。新型的永磁体磁系的设计必须遵循下述的原则‘11：(1)磁选机工作区的磁通密度绝对值应尽可能高；(2)磁力的径向分量尽可能大，而切向分量尽可能减小；(3)保证磁场有足够的作用深度；(4)在满足上述条件情况下，多极可以提高精矿品味。磁选设备的磁系按磁极的配置方式