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磁选机的磁选理论研究分析

返回列表来源:鼎工原创 抄袭必究 发布日期 2018-10-13 浏览:

   
    我国黑色金属资源普遍具有贫、细、杂的特点,为了提高我国黒色金属矿石的利用效率,近几年来,科研工作者针对黑色金属如铁、铬、锰回收利用难点,进行了大量的理论研究、设备研制和工艺试验等科研工作,很大程度上促进了磁电选矿工艺和装备的发展。
颗粒在磁选设备中的受力分析研究是磁选理论研究中的重要内容之一,从磁流体Ber—nonuli方程、应力张量方程和牛顿定律出发,应用楔形磁极建立竖直向上的磁浮力,构建出非磁性矿粒在磁流体静力分选中动力学模型。从分析感应辊分选间隙磁场特性入手,分别求解出磁场强度H和磁场梯度grad H函数曲线,通过对矿粒的受力分析求解出脱离角与辊体转速ω和矿粒比磁化系数χo的关系,建立了单颗粒弱磁性矿物运动轨迹数学模型。
随着计算机性能的提高和仿真技术的发展,通过使用大型有限元分析软件,对特定磁场进行仿真计算和可视化分析,为磁选机的结构优化和设计制造提供参考依据,已经成为磁选研究中的主要内容。模拟辊式磁选机单环磁系、四级拼接磁系(无轭铁)、八级拼接磁系(有/无轭铁)的磁力线及磁感应强度分布情况,得出各磁系磁场沿磁辊表面周向变化趋势及磁感应强度与分选行程变化函数关系;考察了单元磁性颗粒在受力平衡条件下,其密度同比磁化率的比值与各磁系磁感应强度函数关系,综合分析得出不同磁系类型下矿物的分选标准。利用ANSYS软件模拟了不同的磁介质排列组合方式下磁介质周围的磁场特征。另外,还对高梯度磁选机磁介质饱和磁化强度对磁介质聚磁性能的影响进行研究。利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法对高梯度磁选机内部的流场进行分析,观察料浆在不同结构内部的流场,对尾料箱和精料管的结构进行改进设计,为立环磁选机的内部结构优化设计提供理论依据。
磁介质是高梯度磁选机的主要组成部分,对产生高磁场梯度的聚磁介质的研究是磁选领域的主要研究内容之一。为探究新设计的一种异形聚磁介质在高梯度强磁选机分选实践中的效果,进行了等间隙等丝径圆棒介质与异形介质、等间隙不同丝径圆棒介质和等间隙不同丝径异形介质的对比分选试验,并对等间隙等丝径圆棒介质和异形介质的选别精矿进行了粒度分析、结果表明:异形介质的高梯度强磁选机对细粒铁矿物的回收能力更强,具有降低目的矿物回收粒度下限的效果。
    采用CFD技术对湿式高梯度磁选机的分选过程进行仿真研究,对磁性颗粒在磁介质中的捕获概率进行了预测,预测结果和实验室试验结果基本吻合。对高梯度磁选机磁场方向对分选性能的影响进行研究,对水平磁系和垂直磁系高梯度磁选机的分选性能进行比较,结果表明:垂直磁系高梯度磁选机磁漏较小,在相同能耗下能够产生更强的磁场强度,因此,能够提高磁性颗粒的回收效率。对超声波技术在湿式弱磁磁选机中的应用进行研究,研究结果表明超声波能够有效地深人到物料层,但不会明显影响到颗粒运动速度,随着物料浓度的升高,超声波在物料层中的作用深度降低。采用有限元分析方法对用于水处理的超导磁选机磁场进行仿真分析,比较了在高背景场强下(大于6T),放置或不放置磁介质时,磁性颗粒受到的磁力差异,并对磁场分布进行了2-D和3-D仿真计算和研究。对磁性颗粒在干式磁辊分选机的分选行为和运动轨迹进行研究,结果表明:除了颗粒尺寸、颗粒的比磁化系数、磁辊转速和场强外,颗粒的形状也是影响其被捕获的主要因素。


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