[发明专利]一种交叉排列棒介质高梯度磁选机控制参数自适应匹配方法

权利要求书

1.一种交叉排列棒介质高梯度磁选机控制参数自适应匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立棒介质组磁场二维简化模型，将磁场划分为多个相同的六边形单元进行分析；在六边形单元内用两组通过棒介质圆心点的偏心椭圆簇来拟合磁场力等值线，相邻棒介质中心线均为其中一椭圆的切线，中心点为切点，该椭圆与圆棒相交区域视为磁性颗粒最大捕集区域；

S2、计算模型中磁性颗粒的有效捕集区域内磁场力的分布；

S3、计算捕集椭圆的临界值，确定磁性单体颗粒的捕集区域，即确定捕集椭圆与X轴的交点；

S4、根据捕集椭圆的临界值，预测精矿分选指标，包括精矿回收率、产率及品位；

S5、调整高梯度磁选机的控制参数，包括矿浆浓度、流速和背景场强；分别计算和对比不同磁介质、矿浆浓度、流速、背景场强下的精矿的回收率、产率及品位，确定适宜于该精矿分选的高梯度磁选机的控制参数。

2.根据权利要求1所述的交叉排列棒介质高梯度磁选机控制参数自适应匹配方法，其特征在于，步骤S1中通过椭圆的偏心率对椭圆进行限定，其偏心率为：

其中，R为棒介质半径，L与d分别为平行和垂直于磁场方向上的介质间距。

3.根据权利要求1所述的交叉排列棒介质高梯度磁选机控制参数自适应匹配方法，其特征在于，步骤S2中通过配套软件实现基于角变化的磁场数值计算方法，进而对磁场力的分布进行计算。

4.根据权利要求2所述的交叉排列棒介质高梯度磁选机控制参数自适应匹配方法，其特征在于，步骤S2中计算磁场力分布的方法还包括：

当x＝±R时,则平行排列棒介质在x轴方向上磁场力获得最大值F_max，其值为：

当x＝±2(R+L)时,磁场力最小值F_min在相邻棒心连线的中点上，其值为：

当拟合椭圆长轴2a≤R时，磁场力为：

式中：m与x分别为六边形及拟合椭圆簇与x轴正方向的交点坐标；H₀为背景场强；

联合上述公式及近似椭圆簇，得到有效捕集区域内磁场力的近似分布示意图。

5.根据权利要求1所述的交叉排列棒介质高梯度磁选机控制参数自适应匹配方法，其特征在于，步骤S3中计算捕集椭圆的临界值，确定磁性单体颗粒的捕集区域的方法具体为：

S31、计算不同性质或粒级范围的磁性颗粒的平均粒径，将其假设为完全单体解离的磁性颗粒并视作是形状均一、半径一致的球体，用于分析单体颗粒在流体中运动会受到磁力、重力、流体阻力及其它不同力的影响；

S32、求解x轴正方向上的颗粒所受磁力，其计算公式为：

式中：m、ρ、d_p、χ₀分别为矿粒质量、密度、直径、比磁化系数；μ₀为载体的磁导率；H₀为背景场强；f_m为磁场力；

设矿粒为匀速运动，根据流体绕流理论获得聚磁介质周围矿浆的流度，颗粒所受曳力公式表述为：

F_d＝ψd_p²ρ_fv²

式中，Ψ为单颗粒阻力系数；d_p为矿粒直径；ρ_f为流体密度；v为颗粒流-体相对运动速度；

磁场力的数值计算中采用到网格，因此对于相同磁力线上任意点的磁速度用网格上的数值来进行计算，其初速度为0，Δf_m和Δs为节点上的磁场力及位移，则磁速度变化Δv为：

S33、计算x轴正方向上磁性颗粒磁力及流体阻力差值及二者合力的方向，当差值小于颗粒重力或合力方向偏离棒介质，则颗粒不能被捕集，由此确定磁性颗粒捕集的临界值，也即捕集椭圆与x轴的交点。