[实用新型]利用磁力强化磁铁矿水力旋流分级装置

说明书

技术领域

本实用新型属于磁铁矿旋流水力分级技术领域，具体涉及一种利用磁力强化磁铁矿水力旋流分级的方法及装置。

背景技术

水力旋流器作为一种处理能力优越的分级设备已经广泛的用于选矿、化工、石油等领域。水力旋流器由切向的进料口给入矿浆，高速矿浆在旋流器内部形成高速旋转的流场，矿浆中密度高、颗粒大的组分在旋转流场产生的离心力作用下集中在旋转流的外侧，并逐步向底流推进并从底流口排出，这样就形成了轴向指向底流口的外旋流；水力旋流器底流的排量有限，从而在旋流器内部形成返流，返流在外旋流的带动下形成强制涡，被密度高、颗粒大组分占去旋流外围空间的密度低、颗粒小的组分在此集中，最终从溢流管排出，形成轴向指向溢流口的内旋流。内旋流与外旋流同时作用达到两产品分离的目的，但由于水力旋流器是利用颗粒的等沉现象对颗粒群进行分离，这就造成了高密度细颗粒与低密度粗颗粒相互混杂，对于水力旋流器来说就是存在底流夹杂细颗粒的现象，另外旋流器内部高强度紊流造成的细颗粒错配的不可逆现象也是造成水力旋流器底流夹细的重要原因。在铁矿的磨矿分级环节中，旋流器这一特性就会造成已经单体解离了的铁矿颗粒由于密度大而进入沉砂，继续返回磨机磨矿，造成过磨。

针对这些问题，国外曾经做过研究：新西兰的弗里克（Fricker）研制了一种溢流排出型磁力水力旋流器，利用径向梯度磁场使旋流器内部磁性颗粒受到径向磁力从而达到磁性颗粒向溢流富集的目的，公告号CN103056049B的发明专利公开了一种溢流排出型磁力水力旋流器，其对弗里克的磁力水力旋流器进行改进，但由于中心溢流管或者导磁棒依然作为磁极使用，其表面磁场力局部过强会造成大量微细粒磁性物料吸附从而影响分级效果，再者，这两种溢流排出型磁力水力旋流器，虽然磁场稳定但由于是内置式磁场，当设备大型化之后磁场作用效果就变得不佳，若强行提高励磁线圈技术参数会造成中心溢流管或导磁棒的吸附作用更大从而影响溢流排料。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种原理上将水力旋流器分级、梯度磁场分选相结合，并且在旋流分级区域不存在磁场局部过强的利用磁力强化磁铁矿水力旋流分级的方法与装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种利用磁力强化磁铁矿水力旋流分级装置，包括水力分级旋流器主体和励磁线圈组，其特征在于水力分级旋流器溢流管组件、旋流器入料段、旋流器锥段、旋流器底流口四部分由非导磁材料制成，旋流器溢流管组件与旋流器入料段上端、旋流器入料段下端与旋流器锥段上端、旋流器锥段下端与旋流器底流口分别通过法兰同轴相连，励磁线圈组套设在水力分级旋流器上，励磁线圈组由至少3个直径相同的励磁线圈同轴堆叠而成，各励磁线圈磁通自上而下逐渐变小。

本实用新型所述的励磁线圈组套设在水力分级旋流器入料段至底流口间，励磁线圈磁通自入料段至底流口间逐渐变小，使矿浆内磁铁矿单体颗粒在水力分级旋流器内受到轴向向上的磁力作用。

本实用新型工作时，磁铁矿矿浆经旋流器入料段沿切向进入旋流器内部，在旋流入料区逐步分散分层：粗颗粒以及密度较大的细颗粒逐渐向外圈集中，细颗粒以及密度较小的大颗粒被挤到了内圈，矿浆逐步向下螺旋式推进，并开始受到励磁线圈组激发的梯度磁场作用，由于矿浆内磁铁矿单体颗粒受到轴向向上的磁力作用，在外旋流区内矿浆内部磁铁矿单体颗粒的含量自上而下逐渐降低，由梯度磁场分选过矿浆在旋流器锥段的下部浓缩，并经旋流器底流口排出，随着旋流分级过程的逐步推进，逐渐积聚在外旋流区上半部分的磁铁矿单体颗粒越过零速包络面而进入内旋流区，并随着轴向上升的中心液流从溢流排出，在外旋流区和内旋流区之间存在一个过渡区，在这个区域矿浆浓度相对底流浓度较低，内部矿物颗粒还能发生颗粒间位置交换，由于梯度磁场的作用矿浆进一步纯化，磁铁矿单体颗粒进入内旋流区，其他颗粒从底流口排出，在内旋流区，磁场的作用使得磁铁矿单体颗粒能够更加快速地从溢流排出。

本实用新型将不导磁的水力旋流器主体置于励磁线圈组内部，当励磁线圈的多个励磁线圈通电时，由于自上而下磁通逐渐变小，使得线圈组内部形成梯度磁场，旋流器内部的磁铁矿单体颗粒在水力分级的同时受到轴向向上的磁力作用，由于磁力的作用，能够降低外旋流中磁铁矿单体颗粒进入底流的概率，提高磁铁矿单体颗粒通过内旋流进入溢流的速率。