[发明专利]超导磁选分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁选分离装置，特别是一种可用于选矿的超导磁选分离装置。

背景技术

自从1937年弗朗兹发明选矿用的磁分离装置以来，磁分离选矿技术得到了重大发展。特别是超导磁选分离装置投入矿山业应用30多年来，超导技术与磁分离技术不断发展，相互渗透，相互融合和促进，使磁分离技术应用范围越来越广。磁分离选矿技术的快速发展是基于以几种原因：

1、磁分离选矿工艺是一种物理分选方法，与化学方法相比，磁分离技术工艺简单，对环境无污染，符合环保要求。

2、从世界范围来看，含铁量高的富矿越来越少，大量贫矿和尾矿等待回收利用，磁分离可发挥巨大作用。

3、随着超导技术的发展，超导技术从实验室走向了应用领域并与磁分离技术结合，超导磁分离磁体使用超导线，电阻为零，运行功率低，大大节约能源。

磁性颗粒在磁场变化的空间中受到磁力的作用，磁力的大小可表示为：

F_m＝KVH^dH/_dx

其中：K-颗粒的磁化系数

V-颗粒的体积

H-磁场强度

dH/dx-磁场梯度

在同一磁场中，不同磁性的物质受力不一样，取决于颗粒的磁化系数。磁性不同的物质在磁场梯度一侧偏置的距离不一样，从而达到分离的目的。

在过滤式磁分离装置中，磁性颗粒被捕获的基本条件是磁力F_m大于重力F_g和流体粘性阻力F_D。然而，由上式可以看出，对于特定的磁分离装置由于其磁场强度是固定的，所以能够通过磁选分离的颗粒的体积-即分选范围也是一定的。现有常导高梯度磁选机背景磁场近于1T，能够分选的铁颗粒基本在50μm以上。

我国富铁矿资源少，红铁矿和赤铁矿资源多，约占总资源60％以上。而30μm以下的细颗粒矿石，利用现有的常导磁选机不能分离，其后果是一方面大量的资源得不到利用，另一方面造成很大的环境问题。

另外，我国氧化铝产业年生产能力经近3000万吨。通常铝土矿原料中含有较多的铁，提取氧化铝以后留下的残渣被称为赤泥(由于含氧化铁而呈红色，故称赤泥)。赤泥中含铁按重量百分比计通常约达20-30％，有时高达50％左右。由于工艺的需要，铝土矿一般要磨的很细，一半以上的颗粒在20μm以下。因此利用常规的磁分离机也难以分离，造成赤泥中的铁矿资源因不能得到合理利用而浪费。

而超导磁体具有更高的磁场强度，一般可以达到3-5T，理论上可分选的铁颗粒粒径为10μm左右磁化系数5×10^-2～5×10^-6cm³/g的小颗粒弱磁性物体。

Outokumpu技术有限公司生产的工业强磁场过滤高梯度磁分离机，主要用于高岭土的提纯和增白，其采用的是螺线管超导磁体、在其室温孔内采用往复罐的处理系统，往复罐内装有钢毛。由于采用往复罐式，间断进料和出料，因此属于间歇生产方式，间歇生产的缺点是生产效率低、操作复杂。另外这种磁分离机要采用钢毛，钢毛之间的间隙很容易堵塞，这也使得分离机的处理量变低。所以，虽然这种超导磁分离机用于高岭土中微量铁磁性材料的除杂能够取得不错的效果，但用于从贫体矿中选铁矿和用于赤泥中提取铁矿石时，则由于这些材料中铁含量高，所以分离出来的铁矿石量较大，而使得钢毛堵塞更快，运行时间太短，效率太低，所以这种分离机难以应用于铁矿分选。

而水平平面转盘或垂直转盘方式的磁分离机，虽然可以实现连续生产，采用转盘则不能应用螺线管超导磁体，通常为永磁铁或常导磁铁，磁场强度和梯度较低，因而对于弱磁性颗粒和微细颗粒矿物难以分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型结构的超导磁选分离装置，这种磁分离装置兼具有超导磁分离机的磁场强度高能够用于弱磁性颗粒和微细颗粒分离的优点，也可以进行连续生产，因而生产效率高。

本发明的超导磁选分离装置，一种超导磁选分离装置，包括螺线管式超导磁体，其特征在于还包括主驱动轮和从动轮，环形闭合的分选链绕在主驱动轮和从动轮上，分选链由一节节相互铰接的链节构成，分选链上排列有多个导磁性材料构成的导磁棒，导磁棒之间留有间隙，且分选链中有一部分穿过所述超导磁体的室温孔，还有一部分位于超导磁体外部。