磁选机毕业设计开题报告

磁选机磁选机 毕业设计开题报告毕业设计开题报告 哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨工程大学机电工程学院 课题目的与意义课题目的与意义： 为了解决简化重介质选煤新工艺对磁选回收系统提出的新要求， 开发出新型磁选 机， 解决微细物料的高效回收和大颗粒物料的堵塞问题，进行了新型磁选机结构参数 的研究。 随着采煤机械化程度的提高以及煤炭采掘量的不断增长， 各煤矿开采的高灰分煤 在总产量中所占的比例也随着增高，随着经济的发展，人们对煤炭的质量要求也日益 增高。因此，进一步发展选选煤工业，用优质燃料满足国民经济需要是煤炭工业面临 的重大任务之一。 重介质选煤，工艺简单、生产费用低，是当今处理难选煤的最好方法。目前，我 国重介质选煤厂处理能力所占的选煤比重远不能适应选煤工业的发展， 原因之一是细 粒磁性介质的回收及再生技术进步甚微。加速对细粒磁性介质回收设备和工艺的研 究， 减少工艺中磁性介质的技术损失，是使有效的选煤方法尽快转化为经济成果的关 键。 这就提出了对磁选机的新高要求。 近年来国内研究现状和发展趋势近年来国内研究现状和发展趋势： 目前，工业上应用的磁选机形式多样，品种繁多。磁选机用途广泛，主要用于分 选各类物料，起到提高品位、净化物料、回收利用等作用。磁选机按磁源方式分类可 分为电磁磁选机、永磁磁选机以及电永磁结合的磁选机，按分选介质可分为干选、湿 选两大类，按磁感应强度课分为弱磁场磁选机、中磁场磁选机和强磁场磁选机（包括 高梯度磁选机） ，按磁场类型可分为恒定磁场磁选机、交变磁场磁选机、脉动磁场磁 选机、旋转磁场磁选机，按给料粒度分细粒磁选机和粗粒磁选机，按分选主机形式分 为带式、筒式、辊式、环式、圆锥式和盘式，按磁性矿粒被选出方式可分为吸住式磁 选机， 吸出式磁选机，按磁性产品与给入的被选物料流的相对运动方向可分为顺流型 磁选机、逆流型磁选机、半逆流型磁选机和交叉式磁选机，按磁性矿粒在磁场中的行 为特征可分为有磁翻作用的磁选机和无磁翻作用的磁选机等。 还有有其它一些分类方 式， 但一般最常见的是按磁场强度和结构特征来分类。各种磁选机处理一定特性的物 料有其独特的特点。 因而充分了解各种磁选机的特点和应用范围，选择合适的磁选机 处理相应的物料显得非常重要，将对处理后的效果起决定性的作用。 现有主要磁选机型号： 1干式弱磁场磁选机 1. 1 永磁磁力滚筒（磁滑轮） 它的主要部分是一个回转的锶铁氧体多极磁系，磁系极数为偶数，磁系的极性一般 采用圆周方向 NS 交替排列；也有沿圆周为同一极性沿轴向为多段交替排列极性，磁 系外面圆筒用不导磁不锈钢等材料制作，磁系包角为 360，磁系和圆筒固定在同一 根轴上随轴转动。 永磁磁力滚筒与带式输送机配合使用，既可单独装成永磁带式磁选机，也可代替带 式输送机头部的传动滚筒，在输送物料的同时起分选作用。 其特点是结构简单、工作可靠、节能省电，表筒面磁感应强度 150 mT 左右。 1.2 CTG 型永磁筒式磁选机 其主要型式有单筒、 双筒两种型式， 其选箱型式有两产品、 三产品， 有磁系固定式、 有旋转磁场式；其入选允许湿度为 2左右，选箱密封，在选箱的顶部装有管道和除 尘器相连，使选箱在负压状态下工作。其特点是极数多、极距小。主要用于细粒极强 磁性矿石的干选。它和干式自磨机组成的干选流程具备工艺简单、设备数量少、占地 面积小、节水、投资少和成本低等优点，尤其适合干旱缺水和寒冷地区使用。 这种磁选机也适用于从粉状物料中剔除磁性杂质和提纯磁性材料。在冶金、粉末冶 金、化工、水泥、陶瓷和粮食等部门，以及处理烟灰、矿渣等物料方面得到日益广泛 的应用，但这种磁选机处理细粒浸染贫磁铁矿石时很难获取品位高的铁精矿。 1 .3 电磁磁力滚筒 它采用旋转式直流电磁铁， 主要用在带式输送机系统中代替主动轮，可自动分离输 送带上非磁性物料中夹杂的铁磁性物质，其绕组有铜芯、铝芯两种，极性沿轴向交替 排列，在料层较厚时它与悬挂式除铁器配套使用，亦能达到较理想的除尽率，并具有 连续工作的特点。 1. 4 内筒式永磁磁选机 它主要由进料装置、磁系、刮板、接料槽、托轮、传动装置及机架组成。其特点是： 采用薄壁筒体、永磁磁系，物料在筒体内作螺旋式摆动，连续工作。该机适用于非金 属矿物除去铁磁性物质，也可用于锰钢和镍等矿物的分选。 1.5 RCTG 型中磁场永磁滚筒 该滚筒外形同永磁磁力滑轮，但磁系包角一般在 135左右，常用极数为 4-6 极， 呈 N、S 变替排列，沿轴向为同一极性，磁系固定不动，圆筒旋转，筒表面磁感应强 度可达 280 - 650 mT，可用于输送线上铁磁性杂质的清除，也可用于贫磁铁矿石的预 选。 1 .6 干式大块磁选机 该机结构基本同中磁场永磁滚筒，特点：其筒表厚度达 10-20 mm，采用大极距， 磁场作用深度较大， 两端轴径较粗， 传递功率可达 160KW， 筒表面磁感应强度 330-520 mT、磁系包角 135-170，可用于输送机倾角17场合，筒径最大达 1500 mm， 主要用于磁铁矿选厂预选抛除矿石中品位较低的废石，节约能源，处理能力大。 1.7 RCYG 管道干式磁选机 该机特点在于极距大，极数小，磁包角在 210左右，既可与输送管道相接，又可 与带式输送机或振动给料设备相配套形成完整的工艺流程。其结构紧凑，机架视其情 况配置。可用于提纯磁性物料或从颗粒非磁性物料中剔除磁性杂质、钢渣、高炉瓦斯 灰及电厂粉渣灰中铁磁性物质的回收，适用于冶金、耐火材料、玻璃、化工及水泥等 行业。 2 湿式弱磁场磁选机 目前我国磁铁矿选矿用的湿式弱磁场磁选机一般都是永磁筒式磁选机， 电磁筒式磁 选机只在个别需要调整磁场强度的情况下才使用。 永磁筒式磁选机广泛用于磁铁矿分 选、磁选厂磁性加重剂回收以及强磁选矿预选等，它主要由磁系、圆筒、分选槽以及 给料、排料、溢流装置和传动装置及机架组成。磁系布置、分选槽型式和磁极数量对 分选结果有决定性的影响。 2.1 永磁筒式磁选机 该机槽体结构主要有：半逆流式、顺流式、逆流式。其适宜的分选粒度依次为 -0.5mm 、-0.6mm、-2mm，可根据矿石性质和选矿工艺流程选用合适的槽体。根据 筒径大小，磁极一般为 4-7 极，极性沿周边方向交替、沿轴向为同一极性，圆筒用来 吸附和运送磁性颗粒并防止矿浆浸入磁系，圆筒及端盖用非磁性耐腐蚀材料制造，分 选槽一般用奥氏体不锈钢制造， 磁系用锶铁氧体和钕铁硼组成复合磁系，磁场要求不 高时， 也可采用全铁氧体或钡铁氧体组成的磁系。极个别也有采用全稀土永磁材料组 成磁系，其选别筒表磁感应强度可达 500-700mT，主要用于分选假象、半假象矿物以 及非金属矿物，如石英砂等除铁提纯。永磁湿式筒式磁选机磁系包角一般在 120左 右，磁系固定不动。 为了简化生产流程，减少单筒磁选机的台数，现多筒永磁磁选机已被广泛应用，已有 双筒、三简及四筒磁选机，可在一个磁选机上完成粗选、精选和扫选等多种作业。 2. 2 BK 系列磁选机 该机又称湿式多力场分选筒式磁选机，有多种类型，均有其特定用途。如 BKY 型 磁选机专用于细碎或自磨机排矿的较粗糙的预选抛尾；BKC 型碰选机专用于磨矿后 第一段的粗选富集，抛除尽可能多的尾矿，尽量提高粗精矿品位；BKJ 型磁选机专用 于磁铁矿精选；BKW型磁选机专用于尾矿粗选；BKF 型磁选机专川于磁铁矿反浮 选工艺中对浮选泡沫的浓缩和回收。 BK 系列磁选机结构特点是：给矿区可形成较高矿浆液面和大分选室；可将矿 浆给到分选槽的较低磁场区域或较高磁场区；分选区有漂洗水裴置；有后部溢流 及底部和前部尾流通道。 2.3 筒式多梯度磁选机 多梯度磁选机是早弱磁场磁碰选机上，采用感应磁介质（铁球或铁环、铁链、铁 棒）提高磁场强度和磁场梯度，主要有圆筒式、带式、沟槽式三种结构。该机主要用 于强磁性和弱磁性铁矿物的混合湿式分选，在分选比磁化系数小于 300010-3cm/g 的半假象和假象铁矿时亦具有良好的分选效果。其特点为结构简单，圆筒转速低，选 别性能良好，磁系包角较大约 170，与普通磁选机相比该机选别带长，可获得较高 的三向磁场和磁场梯度，处理量提高 50%左右，尾矿品位低 1 - 2。缺点是筒面 磨损和噪声较大，有时会造成尾矿堵塞。 2.4 圆盘磁选机 由若干磁性圆盘组成，主要用于从原矿中回收磁性矿物，故又称原矿回收机。盘 表面磁场强度 150 mT 左右，圆盘数量有 8 片、12 片 2 种。其特点是：占地面积小， 工作面积大(608-7.2 )，处理能力大，入选粒度 0.07-1mm、圆盘直径 1-2m、给矿浓 度 8-20，适合处理尾矿。 2 .5 立式脉冲振动磁场磁选机 该机是一种弱磁场电磁式磁重选矿设备，用于磁铁矿、钒钛磁铁矿等强磁性矿物 的分选提纯，尤其适用于精选。该机采用特殊装置产生脉冲振荡磁场，使磁性矿物既 能充分分散，又可充分团聚，利用旋转上升水流来排除非磁性物及连生体，实现磁性 物与非磁性脉石及连生体的剥离， 从而得到高品位的磁性精矿。其特点是给矿浓度范 围大，可以从 25 -70，磁场强度 0-32 kA/ m。该机可用于降低磁性精矿中硅、硫 等杂质含量，生产超级铁精矿，也可以作脱磁或脱水浓缩。 2. 6 湿式永磁旋转磁场磁选机 该机特点是：磁系旋转，包角为 360，筒体、磁系卸料部分各自拥有自己的传 动系统，可以相互以不同速度向相反的方向转动。这种磁系不能自行卸掉精矿，卸料 由感应卸矿辊完成， 磁极极间隙充填磁块以提高磁场强度和作用深度，槽体为半逆流 式。 在槽体的精矿排出端装有冲洗水管以提高精矿品位。该机磁场力比一般的磁场永 磁筒式磁选机大，磁场作用深度也较大，再加上半逆流槽体，因而尾矿品位也较低。 该机缺点是水耗、电耗较大。该机适合矫顽力大的磁铁矿，尤其是焙烧磁铁矿，磁团 聚现象严重， 采用该机磁滚翻次数增加数十倍，使夹杂在磁团里面的脉石可以不断被 甩出，能够获得较高品位的精矿。 2. 7 磁重复台磁选机 该机特点是将磁选和重选两者结合起来，达到提高选分铁精矿品位的效果，可通过 调整场强、 带速和倾角来满足各种品位及产要求， 实用性较广。 其磁系采用永磁材料， 敞开式给矿，给矿量大。磁力脱泥槽（磁力脱水槽） ，磁团聚重选机（简称磁聚机） 、 复合闪烁磁场精选机（电磁聚机） 、磁选柱和磁力水力旋流器，磁力尖缩溜槽等也属 于此类设备，也可用来作为过滤前的浓缩设备，其结构型式主要有：永磁磁力脱泥 槽，分为底部磁系磁力脱泥槽和顶部磁系磁力脱泥槽；电磁磁力脱泥槽。磁聚机特 点：单机处理能力强，选别效果选别精度较好。磁选柱是一种电磁式弱磁场磁重选矿 机，磁力为主，重力为辅，节能效果明显。 2 .8 磁场筛选机 该机分选原理与传统磁选机不同， 它不是靠磁场直接吸引而是在非常弱的接近均勺 的磁场中， 利用单体铁矿物与连生体的磁性差异，使磁铁矿单体矿物实现有效团聚后 增大了与连生体的尺寸差、密度差，再利用安装在磁场中的专用筛机进行分选。该机 可广泛用于不同类型、不同粒度的磁铁矿、钒钛磁铁矿及焙烧磁铁矿的精选。特点： 能耗低，安装使用方便，维护费用低，寿命长，可代替磁选工艺中的三段精选及磁力 脱水槽、简化工艺。精矿排矿浓度高达 65-75，它比普通磁选机更能有效地分离 脉石及连生体，使精矿品位得到提高。 2 .9 CMC 系列永磁脉动磁选机 该磁选机卧式布置，是在永磁筒式磁选机基础上加以改进，增加了磁脉动装置，通 过利用磁场脉动减小或消除强磁性矿物中脉石及贫连生体的夹杂物。 从而有效提高精 矿品位，磁感应强度较低，圆筒表面一般为 60-180mT，脉动频率可达 90-180 次/min， 该机主要用于磁铁矿的精选，它比普通筒式磁选机精矿品位可提高 2-3，处理能 力可达 300m/h。 2.10 带式磁选机 该机主要有两种型式：带式电磁磁选机，特点为电磁系，磁系包角 270，下面 给矿，无磁翻作用，圆筒内充填变压器油用来改善导热和防止线圈受潮，圆筒转速较 慢为 5 r/min，绕圆筒的胶带以慢速转动，磁性产品被胶带排出受到良好的脱水作用， 磁性产品浓度可达 65-70，主要用于回收重介质选矿和选煤中的强磁性重介质的 回收和利用；带式永磁磁选机，分选区表面磁场可达 600-850mT，该机利用磁力和 重力相结合的原理，扩大了永磁磁选机选别弱磁性矿物的应用范围，特点：采用薄壁 材料紧贴磁系表面，提高了分选区表面的磁感应强度，采用多极数，小极距，在分选 过程中经过多次磁滚翻，从而提高了精矿品位，重力与磁力方向一致，可以更好地回 收磁性矿物，回收率高，给矿量大，给矿粒度上限可达 20 mm，结构简单，操作方便， 可广泛用于假象磁铁矿、 钛铁矿等弱磁性矿物的分选，也可用于干式分选非磁性物料 的除铁。 3 干式强磁场磁选机 在我国使用较长时间的干式强磁场磁选机主要用于选黑钨矿、铌钽铁矿、钛矿及 其他稀有金属。包括： 3 .1 干式强磁场盘式磁选机； 3.2 干式强磁场辊式磁选机； 3.3 CGDR 型干式电磁双辊强磁场磁选机（又称电磁对极强磁磁选机） ； 3.4 干式强磁场对辊磁选机（又称干式强磁场双辊磁选机） ； 3.5 三辊磁选机； 3.6 干式电磁感应环式强磁选机； 3.7 DPMS 圆筒型干式永磁强磁选机 ； 3 .8 细粉振动式双液冷磁选机； 4 湿式强磁磁选机 4.1CS 型湿式电磁感应辊式强磁选机； 4.2 SHP 型湿式强磁选机； 4.3 SQC 型、SZC 型湿式平环强、中磁场磁选机； 4.4CHDE 型湿式双平环强磁场磁选机； 4.5 湿式双立环式强磁场磁选机； 4.6 LPC 型湿式立盘强磁场磁选机 ； 4.7 YCG 型永磁辊式强磁选机； 4.8 DPMS 系列圆筒型湿式永磁强磁选机； 5 高梯度磁选机（HGMS） 5.1 周期性高梯度磁选机； 5.2 平环式高梯度磁选机； 5.3 电磁立环脉动式高梯度磁选机； 5.4 CHAD 型高梯度磁选机； 5.5Crimm 系列电磁高梯度强磁选机； 5.6YG-15 型永磁立环高梯度磁选机； 5.7 SSS-l、II 型湿式双频双立环高梯度磁选机； 5.8 带式高梯度磁选机； 6 超导磁选机 超导磁选机是把超导电技术上的超导磁体移植到强磁选机上，以代替普通磁体， 从而可产生很高的磁场强度。其最主要的特点是磁场强度可达 6-10T，而其它磁选机 磁场强度一般不超过 2T；其次，超导磁选机非常节能，很小的功率就可以获得很强 的磁场，其重量轻，体积小，稳定性好，均匀度高，唯一的能耗是系统中保持超导温 度所需的能量。 6.1 低梯度（或称开梯度）超导磁选机； 6.2 高梯度超导磁选机，该机主要为罐式。 磁选机行业发展趋势，概括起来主要有以下几个方面： 1 创立自己的品牌，拥有自主核心知识产权 现国内磁选机生产厂家有数百家之多，生产的品种繁多，但研制力量分散，大量 研究属于重复研究，研究水平不高，基本上是在国外引进机型上做些改进，或在其它 国内机型上进行一些调整。 真正具有原创性和核心自主知识产权的廖廖无几，基础工 作薄弱，尤其是理论研究不多，与当前世界先进水平尚有一定的差距。经过长期的实 践与市场竞争，现磁选机厂家深切地认识到，跟在别人后面搞模仿是没有出路的，只 有拥有自已的核心知识产权，才有市场竞争力，只有拥有自己的品牌，企业才能长盛 不衰。因此，各厂家越来越注重科技创新，注重专利的保护。 2 走产学研之路，让科研成果真正开花结果 国内现有多家专门从事磁选研究工作的研究院与大专院校， 积累了相当多的经验 与资料， 对国内外的磁选设备行业的动态有着较好的信息渠道。企业如能得到政府科 技政策的支持与鼓励，走产学研之路，将市场与科研结合起来，可以最大限度地发挥 研究单位的特长，与企业的制造能力结台起来，尽快地将科研成果 3 兼并重组、做 大做强 随着金融风暴的影响和市场大浪淘沙的结果，势必在磁选行业会出现兼并重组， 这就使强者越强，并且减少重复研究与重复投资，使得研究力量更为集中，有利于新 产品的研发与创新。 4 保护资源、保护环境、节约能源 随着国家现代化的推进， 资源的充分利用与再生利用越来越得到重视，磁选机的 研发方向之一就是怎样解决中国贫矿、连生矿体的综合利用，以及尾矿的再生利用， 在选矿设备设计制造使用过程中考虑如何进一步保护环境，节约能源。随着永磁材料 的发展，弱磁选机的磁系正逐渐永磁化，强磁选机、高梯度磁选机也已出现永磁化或 电磁结合，以节约能源，提高磁选机性能，同时矿石利用率得到提高，有效地保护了 环境。 5 向大型化、大处理量方向发展 筒式磁选机外型尺寸达1500mm4000mm； 立环脉动式高梯度磁选机立环直径 已选、达 3200 mm，正准备研制4000 的磁选机；平环式磁选机转环直径达 l0m；强 磁选机转盘达 3.35 m；TDG 大块磁选机筒径已达 1500mm，磁选机单位时间处理量 也越来越大，最多已达 1800t/h。 6 向高梯场、高梯度方向发展 随着新的强磁永磁材料的出现和超导材料的突破以及新的聚磁技术的创新， 现磁 选机性能得到了显著的提高，磁感应强度、磁场梯度大幅提高，超导式磁选机在不久 的将来必定得到更广泛的应用。超导材料的发展，单位处理量所耗能源不断下降，同 时矿产利用率得到提高，有效地保护了环境。此外，为了扩大磁选机的应用领域，使 那些目前被认为是“非磁性的物料”变为磁性物料（在高场强下磁化，可大大增加磁 性） ，超导磁选则是关键技术之一，应是今后重要的研究方向。 7 新材料、新磁系研制 研究新的高性能磁性材料与超导材料，研制开发新型磁系结构和新型聚磁介质、 新型冷却方式，关系到磁场强度、漏磁、能耗等技术参数优劣，影响分选指标的好坏 及稳定。新聚磁介质的材质、形状、相对尺寸、放置方式、填充率特性及匹配程度等 都有进一步的研究空间。 8 新工艺、新方法的研制 研制永磁磁选机新的加工制作方法与磁系装配方法以提高磁性能， 解决磁介质堵 塞的新工艺方法，以及其它各种磁选机加工制作新工艺，减少生产成本，提高劳动生 产率。 9 采用磁絮凝分选 在分选工艺中，进一步研究如何产生有效的磁絮凝（磁团聚） ，降低介质阻力， 从而改善分选条件，解决微细粒磁性矿物难选和流失的难题。 10 研究磁种分选法 研究用物理或物理化学的方法人为地提高非磁性（或弱磁性）和抗磁性物质的磁 性，在一定化学条件下 (PH、分散剂及活性剂等)，对物料进行调整，添加磁性种子 使磁种有选择地粘附于目的矿物或脉石上，从而使非磁性的物质具有磁性，或者弱磁 性矿物的磁性变强，进而可以用磁选的方法，将目的矿物分离。 11 研究磁流体分选法 磁流体分选法分为 2 种： ；磁流体动力分选法，该法是在磁场与电场联合作用 下，以强电介质溶液为分选介质，根据矿物之间密度、比磁化系数及电导率等的差异 而使不同矿物分离的一种方法；磁流体静力分选法，该法是在非均匀磁场作用下， 以顺磁系性液体或铁磁性胶体悬浮液（水基液或有机溶液）作分选介质，按比重（密 度）和磁性的差异进行分离的一种选矿方法。 磁选机发展前景广阔，坚持引进国外先进技术、消化吸收，坚持创新，采用现代 没计方法，提高设计制造工艺水平，不断提高产品性能与可靠性，缩短开发周期，提 高产品性价比，适应加入 WTO 带来的国际竞争，国内磁选机行业的明天会更好。 设计方案设计方案： 根据课题要求， 由于所用场合为重介质选煤工艺流程，所以拟定所选磁选机类型 为湿式永磁筒式磁选机。 湿式永磁筒式磁选机工作原理： 矿浆经给矿箱流入槽体后， 在给矿喷水管的水流