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立环脉动高梯度磁选机的应用

发布时间:2020-01-13   作者:鼎工机械

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  1.1磁性物质的来源及影响
   在陶瓷原料的制备过程中,由于原料本身含有的铁矿物和机械设备的磨损,往往会混入少量细铁粉。这些含铁矿经高温熔烧后细颗粒一般呈黄色斑点,而粗颗粒却呈黑色斑点,严重影响制品的外观质量,对电瓷来说,还会降低其电气性能。因此,除去陶瓷原料中的含铁杂质,对陶瓷生产非常重要。
  1.2磁选过程的作用
   磁选机的作用主要表现在以下几个方面:
  (1) 除去铁矿物颗粒和机械设备磨损引入的金属;
   (2) 提高陶瓷原料的质量、纯度;
   (3) 提高陶瓷制品的外观质量;
   (4) 增强电瓷制品的绝缘性能;
   (5) 提升陶瓷制品在国际竞争中的档次。
  
  2 磁选机的工作原理及国内外概况
  2.1磁选机的工作原理
   含铁物质具有一定的可磁化性,在磁场中,这种物质受到磁化后被磁极吸住,其余非磁性物质不受磁场的影响而顺利离开,从而将两种性质不同的物质分离开来。
   利用磁选方法分离含铁物质的必要条件是磁力。磁力的大小既与磁场强度和磁场梯度有关,与物质的可磁化性有关。
  2.2国外磁选机概况
   国外常用的磁选机有干式和湿式两种。一般来说粘土类原料常用湿式磁选机,石英、长石类则可选用干式或湿式磁选机。据资料报道,湿式磁选机的整体磁选效果比干式磁选机好。所以湿式磁选机在国外陶瓷行业得到了广泛的使用。磁场强度在7000~22000奥斯特(Oe)之间。国外常用的磁选机的参数如表1所示。
   国外磁选机在日用陶瓷、电磁及特种陶瓷方面要求较高,一般磁场强度在12000~20000 Oe之间,绝大多数为湿式磁选机。磁选机的发展趋势是:(1) 研究利用超导材料;(2) 提高线圈内的电流密度;(3) 优选磁选机的磁系。
  
  3 提高磁选效率的措施
  3.1提高磁场强度和增大磁场梯度
   如果将一磁性颗粒放入不均匀磁场中,其所受的磁力为:
   F=α×V×H×(dH/dn) =k×H×(dH/dn)(1)
   其中:F—磁力(dyn/g);
   K—磁化系数,k=α×V(cm3/g);
   H—磁场强度(Oe);
   dH/dn—磁场梯度(Oe/cm)。
   由(1)上式可知,提高磁选效率,可以增大磁力F,磁力增大,磁性杂质颗粒易被吸出。其中k是磁性杂质颗粒的固有特性,无法改变。可以增大H×dH/dn值,来增大F值。
  3.1.1增大磁场强度的方法
   在湿式螺旋管磁选机中,磁动势公式如下:
   I×W=Σ(H×L)(2)
   其中:I——螺旋管线圈内电流;
   W——螺旋管线圈总匝数;
   Σ(H×L)——各组螺旋管的串联总和;
   H——磁场强度;
   L——磁路长度。
   由(2)式知,要增大磁场强度H,就必须增大线圈电流I,或者增加线圈匝数W,或者缩短磁路长度。一般来说,在线圈截面积不变的情况下,电流不能过大,过大会导致线圈烧坏,一般是增加线圈周围的水冷却通道,以增加电流密度。另外,当增加线圈匝数时,螺旋管尺寸就会增大,磁路长度增加。说明线圈电流I、线圈匝数W和磁路长度L之间互相制约,只有合理设计和优选参数调节范围,才能获得最大的磁场强度。
  3.1.2增大磁场梯度的方法
   对于均匀磁场,磁场梯度为零,磁力F就为零,不能进行磁选。因此,必须增大磁场的不均匀性。通常,增大dH/dn的方法是在磁极和磁路中安放高导磁率的介质,并将其制造成具有锐棱尖角的圆板、筛网或各种形状的栅板,在各层磁性栅板上dH/dn值较大,使磁选的效果达到最佳。
  3.2缩短磁路长度
   对于磁选机来说,当增加线圈匝数时,螺旋管和磁选机的尺寸以及磁路长度都随着增加。由磁动势公式(2)可知,当线圈电流I、线圈匝数W不变的情况下,磁路长度L增大,磁场强度H将减小,磁选的效果会下降。所以需缩短磁路长度L,使磁场强度H增大。说明线圈电流I,线圈匝数W,磁路长度L是相互矛盾的,必须通过优化磁选机的尺寸参数,才能获得最大的磁场强度H,使磁选效果最佳。
  3.3优化螺旋管尺寸
   要增强磁选效果,就必须增大磁场强度H,方法是:
   (1) 增大螺旋管线圈内的工作电流。一般来说,磁选机的螺旋管直径增大,螺旋管内线圈的直径、过流面积、工作电流都随着增大;
   (2) 增加螺旋管线圈匝数;
   (3) 缩短磁路长度;
   (4)磁选机的磁系采用优质铁氧体材料或与稀土磁钢复合制成,减小磁阻。
  
  4 磁选机的选型及使用
  
  4.1磁选机的工艺选型
   针对不同的应用场合,磁选机的选型不同。从生产工艺上分为:干法磁选工艺、湿法磁选工艺;从陶瓷种类上分为:日用高档瓷和普通瓷的磁选机、特种陶瓷及工业瓷的磁选机、电瓷类陶瓷的磁选机。
  4.2满足原料精选要求
   磁选机是原料精选和制备过程中的一个重要设备,它对除去含铁杂质发挥着巨大作用,为使磁选机处于最佳工作状态,选型时要充分考虑以下条件:
   (1) 原料泥浆含水率及粘度;
   (2) 原料泥浆处理量;
   (3) 铁、钛杂质应低于指定的指标;
   (4) 除铁次数。
  4.3 磁选机的使用要求
   磁选机在使用过程中要严格按照说明书中的要求,来进行安装、调试、使用及维护保养。为了保证磁选机的可靠运行,应注意以下几点要求:
   (1) 严格保证电压值符合使用要求;
   (2) 严格保证料浆含水率及流速符合要求;
   (3) 多次除铁或多级串联使用时,应将磁场强度低的安装在前面,磁场强度高的串联在后面,并要求通过量相同;
   (4) 应经常停机取出栅片冲洗,每次间隔1~2h为宜。 

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