專利名稱：鐵磁流體靜力分選機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精選有用礦物領(lǐng)域，更具體地說是屬于鐵磁流體靜力分選機。
本發(fā)明可以在有色冶金企業(yè)中成功地用于分離再用原料里密度不同的非磁性有色金屬。
本發(fā)明也可在礦業(yè)加工工業(yè)中用于礦石的精選。
顯然，目前在世界范圍內(nèi)，可供開采的有色金屬礦石中的有用成分日益下降，而對有色金屬的需要量在日益增加，這樣就要求擴大對含有各種成分有色金屬廢料，電機工業(yè)和電纜工業(yè)的廢料的利用量。然而因為在世界上缺少產(chǎn)業(yè)界生產(chǎn)的分離設(shè)備，而使這種廢料中稀有的有色金屬不能充分地重復(fù)利用。
日本和美國的一些公司在對鐵磁流體靜力分選機的試驗樣機上根據(jù)密度的不同來分離粉碎的有色金屬廢料的研制方面取得了一定的進展。
日本“日立”公司在試驗的鐵磁流體靜力分選機上完成了汽車廢料中鋁、鋅和銅的分離，該樣機包括一個充滿鐵磁性液體的容器，該液體是由煤油、彌散相-被油酸膜包圍著的尺寸為100埃的磁體顆粒所組成，該樣機還包括一個電磁鐵系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的磁隙中要裝所述的容器，容器由一個輸送尺寸為6-25毫米汽車廢料的裝置來供給原料。
該分選機不能保證有效地從廢料中分離鋁。只能分離出廢料中所含鋁的80%，廢料中所含鋁的20%是和銅及鋅組成混合物分離出來。
美國礦產(chǎn)委員會研制出了從燃燒后的工業(yè)和生活廢料的機械混合物中分離有色金屬的鐵磁流體靜力分選樣機。
該分選機包括一個配置在磁系統(tǒng)的磁極與磁極之間且充滿鐵磁性液體的容器，該液體是為含有7-12%油酸添加劑的煤油中的磁懸浮體，磁系統(tǒng)的磁極相對水平面加工有一個斜坡。這樣就能保證鐵磁流體液面沿著混合物分離出的顆粒排出的方向傾斜，該分選機還包括一個固定在容器上的供給待分選機械混合物的裝置和一個使機械混合物已分選顆粒排出的裝置。
在該分選機中使機械混合物分離出58.5%的鋁，14.8%的鋅，19.7%的銅以及鉛、錫和二氧化硅。該分選機不能保證鋁的有效分離，在所得到的鋁中混有5.5%的銅和10.7%的鉛。由于對這樣的不合標(biāo)準的產(chǎn)品還要進行進一步的分選而增加消耗，結(jié)果就會使成本提高。
在蘇聯(lián)研制并成批生產(chǎn)了鐵磁流體靜力分選機，該分選機用于快速分析非磁性礦石，研究其可富集性和含礦物的成分。這些分選機的運行實踐表明了其快速分析的精度是高的。分選機在循環(huán)的方式下工作，并且有高的生產(chǎn)率(50公斤/小時)。
一種能將機械混合的有色金屬廢料分離的鐵磁流體靜力分選機已是公知的，其中待分離的有色金屬顆粒的密度可以相近，例如黃銅和銅(見蘇聯(lián)專利782870A)。
該公知的分選機包括帶有兩個磁極的磁系統(tǒng)，它的側(cè)面建立了一個強度隨磁隙的高度和寬度方向可以改變的磁場。還包括一個裝在下面的充有鐵磁性液體的容器。磁場強度的變化規(guī)律是沿著磁隙的高度方向從磁極下部的最大值到磁極上部達到最小值，而沿著磁隙寬度方向從磁極附近的最大值到磁隙的縱軸達到最小值。容器的側(cè)壁是由非磁性材料薄板制成的，且固定在磁極上，容器的底作為分離產(chǎn)品的貯槽。磁極系統(tǒng)在輕的顆粒運動方向有一個斜度。為了把機械混合物供給到分選機鐵磁性液體液面上，具有一個與加料槽相連接且固定在磁極上的給料裝置。給料裝置建立了一個沿著磁力線方向布置的機械混合物的加料區(qū)域。
在沿著容器縱軸方向和鐵磁性液體液面的上方固定一個輔助磁極。由于輔助磁極產(chǎn)生的磁場和磁極系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場的相互作用，在磁隙間的鐵磁性液體表面變成凹陷的形狀。由于采用了輔助磁極，成功地使在磁隙內(nèi)的磁場強度梯度恒定區(qū)擴大。在每個磁極的下部沿著磁隙的縱軸方向裝有一個磁蓋板，該蓋板保證了沿著磁隙的縱軸方向的磁場強度的梯度恒定。在分離產(chǎn)品的貯槽中裝有一個以防止機械混合物分離后的顆粒又互相摻在一起的垂直隔板。由于保證了沿著磁隙的縱軸方向的磁場強度梯度恒定，在上述結(jié)構(gòu)的鐵磁流體分選機所完成的有色金屬廢料的機械混合物的精選過程使機械混合物顆粒的分離質(zhì)量得到了提高。
鐵磁性液體的凹下的表面阻止了機械混合物顆粒的輸送，因而降低了生產(chǎn)率，已有的分選機由于它的生產(chǎn)效率低(約為50公斤/小時)所以只能用在快速分析上。
改善分離機械混合物的質(zhì)量的嘗試在專利E3321102C2中的鐵磁流體靜力分選機的結(jié)構(gòu)中得到了反映。
上述的鐵磁流體靜力分選機包括帶有兩個磁極的磁系統(tǒng)，它的側(cè)面產(chǎn)生了一個磁場，該磁場沿高度方向的強度按照從磁極下部的最大到磁極的頂部最小的規(guī)律變化，而沿磁隙的寬度方向的強度，按照從磁極附近最大到磁隙的縱軸附近最小的規(guī)律變化。該裝置還包括一個安裝在磁隙間的，盛有鐵磁流體的容器，在容器中為了將機械混合物已分離的顆?；ハ喔糸_而安裝了一個隔板，該隔板調(diào)整在液體層上，可沿著一個棱柱的棱移動，該板同顆粒的重力方向成銳角。該棱柱的底固定在容器側(cè)壁上。隔板的移動必須由密度小于鐵磁流體視在密度的顆粒在鐵磁流體層中的運動來決定。已知的分選機同樣也包括一個配置在鐵磁性液體液面上方的且固定在磁極上的供給有色金屬廢料機械混合物的裝置;一個與容器相連接的，使機械混合物已分離出的顆粒排出的裝置。磁系統(tǒng)的磁極向輕顆粒的運動方向有一個傾斜度。供給機械混合物的裝置布置在與至少一個磁極縱軸的垂直方向上，以便使在磁隙之間的加料區(qū)指向磁力線的方向。
在有色金屬廢料的機械混合物的加料區(qū)，處在鐵磁流體中的起始混合物顆粒受到重力、流體靜壓力、浮力(阿基米德力)的作用。處在加料區(qū)中的機械混合物由于受到流體靜壓力的水平分量的作用，而形成絮狀沉淀物。使分離產(chǎn)量降低，后者引起了生產(chǎn)率的大幅度降低。在這樣配置的供給機械混合物的裝置中，它使加料區(qū)指向平行于磁力線方向上，也就是說在沿著磁隙間的縱軸方向上，使顆粒沿鐵磁流體液面的輸送條件變壞，因此阻礙了重顆粒在磁隙間鐵磁流體的視在密度比重顆粒密度小的區(qū)段轉(zhuǎn)移。
具有這樣結(jié)構(gòu)的已知的鐵磁流體靜力分選機充分地保證了分離鋁合金廢料的機械混合物質(zhì)量(不同的鋁合金顆粒的密度是相近的)，可以利用這樣的分離后的產(chǎn)品熔煉高質(zhì)量的鋁合金。然而上述的分選機的生產(chǎn)效率是非常低的，因此不能廣泛地在工業(yè)中應(yīng)用。
本發(fā)明提出的鐵磁流體靜力分選機的任務(wù)是通過配置供給機械混合物的裝置，能保證加料區(qū)與磁力線的相對取向有利于在高質(zhì)量分離機械混合物的條件下大幅度地提高生產(chǎn)效率。
下述的鐵磁流體靜力分選機完成了所提出的任務(wù)，該分選機包括一個帶有兩個磁極的磁系統(tǒng)，磁隙之間構(gòu)成的截面使磁場強度沿著磁隙高度方向的變化是從磁極的底部最大到磁極的頂部達到最小，沿著磁隙寬度方向變化是在磁極附近最大到磁隙縱軸達到最小;一個盛有鐵磁性液體的容器;一個供給機械混合物的裝置，該裝置位于鐵磁性液體液面的上方且固定在磁極上，一個使機械混合物分離后的顆粒排除裝置，該裝置與容器相連接。根據(jù)本發(fā)明，供給機械混合物裝置沿著磁隙的縱軸方向配置，以便在鐵磁性液體的液面上形成一個機械混合物的加料區(qū)，該加料區(qū)順著磁極伸展，并且布置成橫過磁力線。
這樣配置的供給機械混合物裝置為擴大機械混合物加料區(qū)創(chuàng)造了條件，因為眾所周知，沿磁隙縱向的尺寸比其橫向的尺寸大幾倍。這樣就使得本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機的效率大大地提高。機械混合物加料區(qū)橫過磁力線方向布置能使顆粒在流體靜壓力的水平分力的作用下很快地離開加料區(qū)。為待分離的機械混合物騰出位置。
在上述的分選機中，改善了機械混合物顆粒在鐵磁性液體中的輸送條件，因為流體靜壓力的水平分量向量同顆粒移動的速度方向一致。從而防止了絮狀沉淀物的形成。后者促進了分選機機械混合物的分離質(zhì)量和生產(chǎn)率的提高。
最好把顆粒加料區(qū)布置在直接靠近磁極的磁隙內(nèi)。
因為作用在每個顆粒上的流體靜壓力水平分量達到了最大值，所以這樣的加料區(qū)的布置加快機械混合物從該區(qū)離開的過程。
根據(jù)本發(fā)明的分選機由于改善了顆粒的輸送條件，允許顆粒沿著不同的視在密度的鐵磁性液體的區(qū)域移動，所以保證了高質(zhì)量分離機械混合物中密度相近的顆粒。
本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機在分選破碎的電纜和鉛護套的料頭(金屬混合物銅-鉛，鋁-鉛)時，能夠分選出輕的產(chǎn)品，以組成比例不多于1%重的摻雜物鋁或銅為代表和重的產(chǎn)品，以組成比例小于2%輕的摻雜物鉛為代表，其生產(chǎn)效率為2噸/小時。
分離有色金屬機械混合物達到的效果，使有可能從回收的產(chǎn)品中熔煉有牌號的合金。分選機消耗的功率每小時不超過2.5千瓦。
從下述本發(fā)明的實施例結(jié)合附圖可以清楚地理解本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機的正視剖面圖。
圖2是本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機的另一個實施例。
圖3是本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機的另一實施例的正視剖面圖。
本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機。用于分離機械混合物，例如分離尺寸在40毫米以下的日用無線電子儀器廢料和鉛護套料頭，包括一個帶有兩磁極N-S磁系統(tǒng)1(圖1)，磁極磁隙2構(gòu)成的截面，使在其間的磁場強度H沿磁隙2的高度方向的變化是從磁極N和S的底部最大到其頂部最小，而沿著磁隙2的寬度方向的變化是在磁極N-S附近最大到磁隙2的縱軸達到最小;一個盛有鐵磁性液體4且安裝在磁隙2中，并同磁極N-S連接的容器3。
為了使機械混合物分離出的顆粒的出料過程加快，容器3帶有一個振動裝置(圖中未示出)，鐵磁流體靜力分選機由裝置5供給機械混合物，該裝置5沿著磁隙2位于鐵磁性液體4的上方，用來在鐵磁性液體4液面上形成一個機械混合物的加料區(qū)6，加料區(qū)6順著磁極S延伸，并橫過磁力線7布置，且就在上述磁極的附近。供給機械混合物的裝置5是一個箱體8，它固定在磁極S上，在箱體8的側(cè)壁上固定幾個作為分隔元件傾斜板9。緊靠近鐵磁性液體液面4布置的斜板9的給料邊緣10朝向磁極S。
如上所述，在鐵磁流體靜力分選機中將有一個與容器3相連的，使機械混合物已被分離的顆粒排除的裝置11，該裝置是一個平板12固定在遠離機械混合物的加料區(qū)容器3的側(cè)壁上，它的端部伸到容器3的端部范圍之外，這樣就形成了一個排除重顆粒的通道13和使輕顆粒排除的通道14。磁系1的磁極N-S連接在電磁鐵的軛鐵上。為了更好地理解本發(fā)明，用黑色的圓圈代表機械混合物中的重顆粒，用空心的圓圈代表輕顆粒。
分選機的工作如下先將電流供給磁系統(tǒng)1(圖1)的激磁繞組(圖上未示出)，在磁隙2產(chǎn)生了一個作用在鐵磁性液體4的不均勻磁場，該磁場的特點是具有一個磁場梯度gradH，向量gradH在磁極N-S之間的最小距離區(qū)段內(nèi)指向Y軸。鐵磁性液體的視在密度為ρa。
然后使機械混合物經(jīng)過箱體8落下，機械混合物的顆粒沿著傾斜的板9移動，從下面的板9的給料邊緣10掉入到鐵磁流體4液面上的加料區(qū)6。在流體靜壓力水平分量的作用下，機械混合物顆粒很快地從加料區(qū)6離開，為重新處理機械混合物騰出位置，并流向磁隙2的中心平面。密度比鐵磁性液體4視在密度ρa小的機械混合物顆粒浮在它的上部，而密度比鐵磁性液體密度ρa大的機械混合物顆粒由于重力Fg的作用沉到鐵磁性液體4的下層中。
因為流體靜壓力的水平分量的方向同顆粒移動的速度方向一致，所以防止了絮狀沉淀物的形成，因此上述分選機改善了機械混合物顆粒在鐵磁性液體4中的輸送條件。防止絮狀沉淀物的形成，促進了分選機分離機械混合物質(zhì)量的提高和生產(chǎn)率的提高。浮起的顆粒向通道14的方向移動，經(jīng)過可使已分離的顆粒排除的裝置11。從那里卸到相應(yīng)的產(chǎn)品貯槽中(圖中未示出)。沉下的顆粒在受到容器3的振動作用下向通道13移動，卸到產(chǎn)品貯槽中。
對于密度差別大于30%的有色金屬的機械混合物，例如電纜頭，作為電纜芯是包括鋁-鉛、銅-鉛和其它成分等，適合于采用圖2中所示本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機。
該裝置與上述的相似，不同的是供給機械混合物的裝置5是一個筒形的、固定在磁極N-S上的箱體16，箱體16的內(nèi)部空間被隔板17分開，用來固定若干分隔元件。另外若干分隔元件固定在箱體16的橫向側(cè)壁上。分隔元件為傾斜安裝的板18，一個布置在另一個上方。傾斜板18的給料邊緣19緊靠近鐵磁性液體4表面的上方，其中一個邊緣朝向磁極S，另一個朝向磁極N。
箱體16借助兩個支架20固定在磁極N-S上，每個磁極裝在磁軛15上，磁軛借助于支架22固定在底座23上。箱體16在鐵磁性液面上方且沿著磁隙2的縱軸方向伸展。所述的箱體16形成了兩個機械混合物加料區(qū)6和6a，它們橫過磁力線7布置。
這個分選機的工作和前述的相似，通過箱體16完成供給機械混合物的過程，機械混合物顆粒沿著傾斜板18移動，從下面的傾斜板18的給料邊緣19落入鐵磁液體的平面4上的加料區(qū)6和6a。區(qū)6靠近磁極S布置，區(qū)6a靠近磁極N布置，兩個區(qū)6和6a的存在，使鐵磁流體靜力分選機的效率提高到3噸/小時。
圖3是本發(fā)明的鐵磁流體靜力分選機的另一個實施例，供給機械混合物的裝置5是一個任意公知結(jié)構(gòu)的傳送帶，它所形成的加料區(qū)25沿著磁隙2伸展，且靠近磁極附近。
該分選機的工作與上述的類似。
權(quán)利要求
1.一個鐵磁流體靜力分選機，包括一個帶有兩個磁極(N-S)的磁系統(tǒng)(1)，磁極的外形構(gòu)成兩磁極間空間(磁隙2)的磁場，其磁場強度(H)是隨著磁極間空間的高度而變化，從磁極的底部最大到磁極的頂部達到最小，沿著磁隙寬度方向的變化是在磁極(N-S)附近最大到磁隙(2)中部達到最小；包括一個盛有鐵磁性液體(4)的且位于磁隙(2)中的和固定在磁極(N-S)上的容器(3)；還包括一個位于鐵磁性液體液面(4)上方，且同磁極(N-S)中的至少一個連接在一起的供給機械混合物裝置(5)；和與容器(3)連接的，使機械混合物分離后的顆粒排除裝置(11)；其特征在于供給機械混合物的裝置(5)沿著磁隙的縱軸方向配置，以便在鐵磁性液體的液面上形成一個機械混合物的加料區(qū)(6，6a)，該加料區(qū)順著磁極(N，S)伸展，并且布置成橫過磁力線(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵磁流體靜力分選機，其特征在于機械混合物的加料區(qū)(6，6a)位于直接靠近磁極(N，S)的磁隙(2)內(nèi)。
全文摘要
鐵磁流體靜力分選機包括一個帶有兩個磁極(N-S)的磁系(1)，在磁隙(2)的截面內(nèi)產(chǎn)生磁場，一個裝有鐵磁性液體(4)的容器(3)，該容器位于磁隙(2)內(nèi)且固定在磁極(N-S)上。分選機由供給機械混合物裝置(5)供料。裝置(5)位于鐵磁性液體(4)液面上方，且同容器(3)相連接。與容器(3)相連接的裝置(1)使已分離的機械混合物排除。裝置(5)順著磁隙(2)縱軸方向布置，以便在鐵磁性液面(4)上形成機械混合物加料區(qū)(6)加料區(qū)(6)橫過磁力線方向布置，且沿磁極S方向延伸。
文檔編號B03C1/02GK1044054SQ8910083
公開日1990年7月25日 申請日期1989年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月15日
發(fā)明者史蒂潘·米哈依洛維奇·鮑多爾尤奇, 亞歷山大·伊萬諾維奇·阿利波夫, 弗拉基米爾·尼古拉那維奇古巴, 米哈依爾·潘夫路維奇·李爾尤西 申請人:國家煤炭選礦機器設(shè)計研究所