[发明专利]一种分离不同非磁性金属的涡流分选装置

说明书

本发明保护一种分离不同非磁性金属的涡流分选装置，包括：机架、料仓、给料螺旋杆、匀料盘、磁力联轴器、Halbach磁辊、电动机、分隔板和集料槽；料仓固定在机架顶部，料仓内部设置给料螺旋杆，给料螺旋杆与匀料盘紧固在一起，给料螺旋杆下端连接磁力联轴器，磁力联轴器的另一端与Halbach磁辊的动力轴相连接，动力轴连接电动机输出轴；分隔板设在机架内部的分选区域内，位于Halbach磁辊外侧，分选装置设置至少2个集料槽，分别设置在分隔板两侧；Halbach磁辊上全部或部分永磁体磁块以二维Halbach阵列方式布置；所述二维Halbach阵列由多个一维Halbach阵列平行或相交布置。该装置可实现小粒径非磁性金属混合物的绿色、高效分选。

技术领域

本发明属于固体废弃物的回收处理技术领域，具体涉及一种分离不同非磁性金属的涡流分选装置。

背景技术

合理地回收固体废弃物对资源的可持续利用和环境保护都至关重要。此外，回收固体废弃物中金属组分也可以节省大量能源，如再生铝的能耗仅为原铝生产能耗的5％，因此可以大幅减小温室气体的排放。

在回收过程中，固体废弃物通常先经由拆解、破碎、分级等工艺过程，然后由磁选机选出其中的铁磁性金属，再由涡电流分选实现非磁性金属与非金属间的分离。非磁性金属混合物后续经过光学类分选或重力类分选技术实现不同非磁性金属(如铜、铝)间的分离，分选出来的非磁性金属再经过熔炼等工序转化成再生金属原料。其中非磁性金属混合物的分选通常由X射线分选机、激光诱导击穿光谱分选机完成，但是这类光学分选设备价格较为昂贵，且仅适用于粒径大于10～20mm的物料。粒径较小的物料由重介质分选等重力类分选技术处理，但常用的重介质分选的分选效率较低(一般低于90％)，且生产成本也较高。因此，亟需研发一种替代性的技术来实现小粒径非磁性金属间的分选。

涡电流分选的分选机理主要基于物料间的导电性差异，因此一些研究也关注涡电流分选在非磁性金属间的分选应用。如论文《立式涡流分选性能的影响因素分析》(周宗强，东北大学)中通过分选试验对比了立式转鼓型涡流分选机和传统的带式(卧式)转鼓型涡流分选机，发现立式转鼓型涡流分选机更适用于非磁性金属间的分选，但是由于物料下落时没有紧贴磁辊表面，且磁辊表面附近的磁场衰减较快，因此立式转鼓型涡流分选机中非磁性金属物料的偏斥距离较小。涡流分选技术主要依靠非磁性金属颗粒受到的涡流力，而涡流力随着颗粒尺寸的减小急剧下降，但是会随着磁场强度、梯度、频率的增加而增加。因此，在处理粒径较小的物料时需提高磁辊表面的磁感应强度、梯度及其交变频率。此外，涡电流分选技术的新构造对磁辊磁场的径向有效作用深度也有了更高的要求，如上述的立式转鼓型涡流分选机需要更大的磁场径向有效作用深度来解决物料下落时不紧贴辊面的问题。

现有的涡电流分选机磁辊上的磁体在周向方向上以N、S极交替(即S-N-S-N)的方式布置，且磁化方向为径向，故被称为径向阵列(Radial Array)。这种磁系配置下磁辊表面的磁感应强度较低，且径向有效作用深度较小。为此，市场上常见的带式转鼓型涡流分选机往往只能采用厚度较小的传送带来尽量减小物料与磁辊表面的距离，从而使颗粒物料受到更大的涡流力，但是这又造成了传送带易损坏失效的问题，生产过程中需要频繁的更换传送带，因而制约了涡流分选的生产效率和小粒径颗粒物料的分选效率。为了扩大涡流分选机的可分选粒径范围，实际生产中的涡流分选机还常常采用非均匀的径向阵列，即NS、NNSS的径向阵列布置各占一半。然而这种非均匀的布置也会增加涡流力的波动性，导致非磁性金属物料的落点分布更加分散，因此该磁系应用于非磁性金属间的分选时，无法获得理想的分选效果。此外，为使磁辊表面附近形成更高的场强，并提高永磁体的利用效率，传统的径向阵列背面需设置一定厚度的铁芯(背铁)起导磁作用，这增加了磁辊的重量，对磁辊的动力学性能有负面影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种分离不同非磁性金属的涡电流分选装置，从而实现小粒径非磁性金属混合物的绿色、高效分选。