[发明专利]高梯度强磁场水平聚磁辊

说明书

技术领域

本发明涉及利用永磁体磁源对对弱磁性金属矿粉进行分选或对非金属矿粉进行排杂提纯的干式或湿式磁选机，具体涉及一种高梯度强磁场水平聚磁辊。

背景技术

目前，永磁选矿设备因具有耗能少、成本低、操作方便、应用范围宽等优点，己广泛应用于矿产冶金、化工、环保等领域。近十年来，随着稀土铷铁棚高磁能级材料的不断提升，使得很多弱磁性材料进入了磁选范畴。在各种干式或湿式磁选机中，磁辑的磁源材料能级和激磁技术进步所体现的高磁能级和高梯度，是目前磁选技术瞄准的重点研究方向。

现有的永磁高梯度强磁场聚磁辊，包括芯轴和安装在芯轴上的柱状磁辊主体，后者在磁系组合中主要应用高剩磁高矫顽力铷铁棚材料为磁源。为了提高磁辊的磁能级和梯度、增强其对弱磁性矿物的分选能力，普遍采用与芯轴同轴心、且沿芯轴轴向挨个并列布置的同形磁片或扇形磁片进行组合，相邻圆形磁片或扇形磁片所对应的磁极极性相同，圆形磁片或扇形磁片间夹有高导磁激磁材料，由此聚合成轴向排列的聚磁辊。由于该结构聚磁辊的磁力线在其工作面上沿轴向呈正弦分布、沿圆周方向呈等值分布，每一磁片的边端磁场最高，而中间磁场为零，其磁场梯度受边端效应和对选料作用距离的影响较大，在磁选过程中与正向垂直下料的粉体接触时，无论采用顺流还是逆流方式磁选，其磁力峰值都不可能均衡地对所有选料的每一单体产生一致影响。实验数据表明：上述聚磁辊的磁力峰值有效利用率低于50%，这样在选矿作业中很容易产生漏选，降低收率和品位。

为了解决上述问题，科研人员试图通过变更圆形磁片或扇形磁片组合体的相关设计参数来改善其磁选能力。但如果通过减小圆形磁片或扇形磁片组合体与外激磁体之间的距离来增加磁辑的磁能级，显然会影响磁选的产量：如果通过减小圆形磁片或扇形磁片的厚度来减少磁力峰值与所选矿粉的平均距离，又会受到磁性材料脆性大、不容易加工成型的限制。

从另一方面看，圆形磁片或扇形磁片的轴向组合结构在生产大直径高梯度强磁场。特斯拉以上聚磁辊时将带来许多困难：不仅面积较大的磁材在压铸时压强降低，会使磁材密度不够，影响其磁能级；而且当圆形磁片或扇形磁片的直经超过400mm时，其外溢的磁力也会显著下降，导致其磁选能力无法同步增大。

此外，圆形磁片或扇形磁片在轴向组合时，相邻磁片之间的固定完全靠有机粘接材料作用，在粘接材料老化和强大的内应力作用下，磁片容易脱落，导致其使用寿命大幅下降。

而且，圆形磁片或扇形磁片在粘接过程中，因受磁力的排斥作用较大而难以控制，手工操作磁片粘接定位时，除手部易受伤外，各个磁片组合的表面也很难平整，须进行外圆精加工，但磁体材料又受居里温度的限制，不可车快加工，只能用大型磨床磨削，不但高精度大尺寸的外圆磨削设备很难寻求，而且磨削速度十分缓慢，导致加工效率低下、生产成本高昂。所以，目前国内直经超过300mm且磁能级达到2特斯拉以上的聚磁辊并不多见。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种在保证充分发挥所有磁条的磁力峰值作用效果、有效提高磁选产品品位和收率的基础上，简化制造工艺，减少易损坏零件的数量，结构上更加紧凑可靠的高梯度强磁场水平聚磁辊。

为实现上述目的，本发明设计的高梯度强磁场水平聚磁辊，包括磁辊心轴，所述磁辊心轴上同轴心套装有一个或多个第一激磁铁套筒，以及磁辊心轴上同轴心套装有一个或多个第二激磁铁套筒，所述第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒顺次交替轴向连接，所述第二激磁铁套筒的端部设有凸轴，所述凸轴插接于第一激磁铁套筒内的空腔中，所述第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒的外壁面上均设有一圈沿轴向排列的激磁鳍片，相邻两个激磁鳍片之间形成U形卡隼，每个U形卡隼中设置有永磁条，激磁鳍片与永磁条的数量相等且为偶数，相邻的两个永磁条的极性相反，所述永磁条的横截面呈扇形，所述永磁条远离轴心的外表面与激磁鳍片远离轴心的外表面平齐，所述第一激磁铁套筒的两端设置有将永磁条端部封装固定的法兰盘。

在上述技术方案中，所述激磁鳍片的根部两侧均设有膨大凸起，所述永磁条的根部设有与膨大凸起相对应的凹槽。

在上述技术方案中，所述永磁条由结构相同磁极相反的两段或多段磁块沿轴向首尾衔接而成，磁块的数量为偶数。

在上述技术方案中，所述第一激磁铁套筒与其外壁面上的激磁鳍片，以及第二激磁铁套筒与其外壁面上的激磁鳍片均通过切削工艺整体加工而成。