CN103056027A

CN103056027A - 分质筛

Info

Publication number: CN103056027A
Application number: CN2013100103766A
Authority: CN
Inventors: 彭会清
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: CN103056027B

Abstract

本发明涉及物料中铁磁性杂质的去除和物料的筛分设备。分质筛，其特征在于它包括磁系、转筒、圆筒筛、溜槽、溜槽架和机座，转筒由不导磁的不锈钢材料制成，转筒和圆筒筛均为两端开口的圆柱形筒体，且转筒的一端由法兰固定在磨机的排矿口处，转筒的另一端与圆筒筛的一端通过法兰对接；转筒外侧设有磁系，磁系固定在机座上，溜槽的上端穿过圆筒筛后位于转筒内，溜槽的下端位于圆筒筛外，溜槽由溜槽架支撑固定，溜槽的上端为溜槽入口，溜槽的下端为溜槽出口，溜槽的溜槽入口设有冲洗水管，冲洗水管的出水口端指向设有磁系的转筒内侧上部。本发明能把磨机排矿中的碎钢球铁磁性物质除去，并对磨机排矿矿浆进行预先分级，将粗粒物料提前分离出来。

Description

分质筛

技术领域

本发明属于机械技术领域，特别涉及物料中铁磁性杂质的去除和物料的筛分设备。

技术背景

矿山、建材、化工等行业在破碎物料过程中，由于加入磨机中的钢球在磨矿过程中被磨蚀或碎裂，经常会产生碎球现象。不少碎球随矿浆一起流出，在系统中循环破碎、磨损，只有磨成粉状才能随细颗粒物料排出，这些碎钢球在循环过程中对矿浆池、砂泵、旋流器以及连接管道造成严重磨损，大大缩短了它们的使用寿命，降低了磨机的工作效率，增加了能量消耗。为解决上述问题，目前普遍采用的方法是在皮带输送机上安装永磁或电磁滚筒及悬挂式除铁器。由于料层较厚，永磁除铁器往往因为磁场强度偏低，碎球难以除尽；电磁铁效果较好，但激磁和散热需消耗大量水电，浪费能源。相关研究表明，物料的分级效率与物料颗粒的均匀度相关，水力旋流器适宜的分级粒度范围一般为0.3～0.01mm，大颗粒物料在旋流器分级过程中会降低水力旋流器分级效果，使更多的细颗粒进入旋流器沉砂中，与粗颗粒一起进入磨机造成过磨，导致下一步工艺指标恶化。磨机直接排出的不合格大颗粒物料进入旋流器分级后再返回磨机要消耗更多的能量，同时也降低了水力旋流器的台效，增加了旋流器的磨损。然而，目前国内外尚没有一种既能有效除去物料中的铁磁性杂质，又能将大颗粒物料分离出来提前返回再磨的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能把磨机排矿中的碎钢球铁磁性物质除去，并对磨机排矿矿浆进行预先分级，打破原流程的全粒级分级系统，将粗粒物料提前分离出来的分质筛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：分质筛，其特征在于它包括磁系、转筒、圆筒筛、溜槽、溜槽架和机座，转筒由不导磁的不锈钢材料制成，转筒和圆筒筛均为两端开口的圆柱形筒体，且转筒的一端由法兰固定在磨机的排矿口处[转筒固定在磨机（球磨机）排矿口的端盖上，转筒与磨机一起旋转]，转筒的另一端与圆筒筛的一端通过法兰对接，圆筒筛、转筒与磨机一起旋转；转筒外侧设有磁系，磁系固定在机座上，溜槽的上端穿过圆筒筛后位于转筒内，溜槽的下端位于圆筒筛外，溜槽由溜槽架支撑固定，溜槽的上端为溜槽入口，溜槽的下端为溜槽出口，溜槽的溜槽入口设有冲洗水管，冲洗水管的出水口端指向设有磁系的转筒内侧上部。

转筒的内壁设有（衬有、粘贴）耐磨材料（如橡胶材料）。

圆筒筛的筛孔孔径为2毫米。

圆筒筛与磨机的轴线对中。

圆筒筛内壁焊接有螺旋结构。

所述磁系为开口的圆弧形，开口部的弧度为195°，圆弧形的上端点的水平线低于转筒顶点的水平线，圆弧形的上端点的水平线与转筒顶点的水平线相距105mm。

磁系(1)由磁极组和磁轭组成，磁极组采用高性能的钕铁硼和铁氧体复合而成，磁极组固定在磁轭上，磁轭由导磁钢材制成。

机座上设有移动装置。

上述磁系为一永磁复合磁系，磁系结构采用AutoCAD、Ansys、Matlab、Pro\E等计算辅助软件进行仿真优化，并结合实际测量对比设计而成，由15组磁块组装而成，每一组都是由钕铁硼和铁氧体磁性材料复合而成。

上述圆筒筛采用耐磨钢材和橡胶等复合材料加工而成，筛面上有梅花形分布的圆形筛孔，为满足不同物料的需求，设计有不同筛孔尺寸的圆筒筛，筛孔间距随孔径增加而增加，目的在于保证筛子的坚固性能。

上述机座上设有移动装置，为检修相关设备和维护本机提供安全保证。

工作时磁系静止不动，转筒和圆筒筛随磨机一起转动，在磁场力的作用下，转筒把矿浆中的碎钢球吸出并带入溜槽，解决了磨机排矿中铁磁性碎钢球去除问题，避免碎钢球在磨矿分级系统中对设备的磨损。矿浆进入圆筒筛进行筛分，圆筒筛将矿浆中的粗颗粒分离出来，直接返回到磨机再磨，减少了精细分级系统中粗颗粒循环量，降低了能量消耗。筛下细粒物料进入旋流器进行精细分级，粗颗粒物料含量的减少，有利于提高精细分级系统的分级效果。本发明由于运转动力来自磨机，磁系采用永磁材料，主要部件采用耐磨材料加工而成，因而具有能耗低，使用寿命长，有体积小、重量轻、操作简便等优点。

本发明的有益效果是：能把磨机排矿中的碎钢球铁磁性物质除去，并对磨机排矿矿浆进行预先分级，打破原流程的全粒级分级系统，将粗粒物料提前分离出来。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1的右视图。

图3是本发明的磁系的结构示意图。

图4是图3的右视图。

图5是本发明的圆筒筛的结构示意图。

图6是本发明的转筒的结构示意图。

图7是图6的右视图。

图8是本发明的溜槽装置的结构示意图。

图9是图8的右视图。

图10是本发明的具体试验运行分质筛的磨矿分级系统的结构示意图。

图中：1. 磁系； 2. 转筒；3. 圆筒筛；4. 溜槽；5. 溜槽架；6.机座；7. 溜槽出口；8. 溜槽入口；9.螺旋结构；10.筛孔；11. 磨机；12. 旋流器；13.砂泵；14.矿浆池；15. 分质筛。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，参见图1-10：

分质筛（FZJ-Ⅰ型），它包括磁系1、转筒2、圆筒筛3、溜槽4、溜槽架5、螺旋结构9和机座6，转筒2由不导磁的不锈钢材料制成，为防止转筒2磨损，在转筒2的内壁设有（衬有、粘贴）耐磨材料（如橡胶材料），耐磨材料在磨损后可单独更换；转筒2和圆筒筛3均为两端开口的圆柱形筒体，且转筒2的一端由法兰固定在磨机的排矿口处[转筒固定在磨机（球磨机）排矿口的端盖上，转筒与磨机一起旋转]，转筒2随着磨机的旋转一起运转，转筒2的另一端与圆筒筛3的一端连接（通过法兰对接，由16个螺钉固紧），圆筒筛3与磨机的轴线对中，避免转筒2工作时圆筒筛的筒端产生过大的径向跳动；转筒外侧设有产生高场强磁场的磁系1（磁系不影响转筒旋转），磁系1固定在机座6上，磁系1由磁极组和磁轭组成，磁极组采用高性能的钕铁硼和铁氧体复合而成，磁极组通过不导磁不锈钢螺钉固定在磁轭上，磁轭由导磁钢材制成；圆筒筛3内壁焊接有螺旋结构9，溜槽4的上端穿过圆筒筛3后位于转筒2内，溜槽4的下端位于圆筒筛3外，溜槽4由溜槽架5支撑固定，溜槽4的上端为溜槽入口8，溜槽4的下端为溜槽出口7，溜槽4的溜槽入口设有冲洗水管（冲洗水管安装在溜槽槽一侧），冲洗水管的出水口端指向设有磁系的转筒内侧上部，可将碎球表面矿粒冲洗干净；机座为钢板焊接结构件，机座内侧与磁系磁轭外形相配合固接。

所述磁系1为开口的圆弧形，开口部的弧度为195°，圆弧形的上端点的水平线低于转筒2顶点的水平线，圆弧形的上端点的水平线与转筒2顶点的水平线相距105mm【如图1、3所示，当吸附的碎钢球运动到感应磁场区域以外（开口部）的时候，失去磁系吸引作用】。

圆筒筛3的筛孔孔径为2mm。

本发明的特点是：1、自动回收碎钢球和铁屑，减少下道工序设备的磨损，降低生产系统故障率。2、打破原有磨机排矿全粒级分级的惯例，将大颗粒物料直接返回，节约能源，提高精细分级效率和磨矿分级系统单位时间内处理量。3、动力装置来自磨机，自身不需要消耗能量。4、钕铁硼和铁氧体两种磁性材料组成的复合磁系，磁场强度高且性能稳定，永磁材料作为磁源，可以节约能源。5、部件之间通过法兰和螺钉连接，便于拆卸，维护方便。6、设备表面采用耐磨钢、不锈钢材料，具有防锈、防腐和耐磨等优点。

本分质筛的详细工作原理如下：

工作时，磨机磨矿后的物料从磨机的排矿口(排料口)排出，进入转筒2中。转筒2与磨机排矿口固定连接，并一同转动。转筒2内壁在外侧弧形磁系的磁力作用下产生高强度感应磁场。浆料中的碎钢球在磁力作用下吸附在转筒2内壁上，转筒2向上转动将碎钢球与料浆分离，上部冲洗水管对铁球进行冲洗，将碎球上附着的矿浆冲洗干净，当吸附的碎钢球运动到感应磁场区域以外的时候，失去磁系吸引作用，碎钢球下落到溜槽入口8，由溜槽滚到溜槽出口，完成物料与碎钢球分离过程。

物料进入圆筒筛3后在冲洗水和螺旋结构9的作用下随圆筒筛3旋转并向前流动，在圆筒筛3内不断翻滚，细颗粒物料透过筛孔流出，粗颗粒物料从圆筒筛另一端被分离出来，从而实现了粗细粒级物料的分离，采用渣浆泵将排出的粗粒级物料返回到磨机再磨。

下面结合具体实施例和附图对本发明进行试验：

选取筛孔孔经为2mm的圆筒筛在江西省某大型国有企业铜矿山采用Φ3200*4500格子型磨机，分级采用Φ660旋流器组成的分级磨矿系统试运行，一方面有效去除了碎钢球，避免了碎钢球带来的危害；另一方面将球磨排矿中的粗颗粒提前分离出来，返回到磨机再磨，由分质筛分离出来的粗颗粒矿石量为28.6t/h。

在原流程中，这部分粗颗粒矿石以60wt%的浓度用泵打入旋流器，单位时间流量

Q₁=(28.6/(60/100)*40/100+28.6/2.7)/3600=0.008239m³/s。

在新流程中，这部分粗颗粒矿石以60%的浓度直接打入磨机，单位时间流量

Q₂=(28.6/(60/100)*40/100+28.6/2.7)/3600=0.008239 m³/s。

能耗计算：

原流程中矿浆从泵池经泵加速后进入管道，最终以一定的压力进入水力旋流器，那么泵的扬程H_泵由两部分成：

1、泵到水力旋流器进口的距离H₁，由附图10可知该距离为12m（即图10中的12000.0mm）；

2、矿浆在旋流器进口处压力条件下所能达到的高度H₂；

旋流器进口压力是水力旋流器的主要参数之一，通常为49~157kPa。进口压力与溢流粒度的一般关系见表2。

表2 进口压力与溢流粒度一般关系表

溢流粒度d₉₅/min	0.59	0.42	0.30	0.21	0.15	0.10	0.074
								进口压力/kPa	29.4	49	39～78	49～98	59～118	78～137	98～147

由流程考察报告可知，水力旋流器溢流中小于0.30mm为95%，由表2可推知，旋流器进口压力为39～98kPa，因此选取0.08MPa作为计算依据，即P_进=0.8×10⁵Pa。

由公式P=ρgh可得：

P_进=ρ₁g H₂

其中g为重力加速度，ρ₁为矿浆密度等于2×10³/m²，根据流程考察报告中矿浆浓度60 wt%、矿石比重和水的比重可计算出。所以，

H₂ =4m

H_泵= H₁+ H₂=12 m +4 m=16 m

由附图10可知，新流程中用渣浆泵将筛上粗颗粒直接返回到磨机中给矿口，泵的扬程h=6 m（即图10中的6000.0mm）。

泵的功率计算公式为N=9.8QHA/(0.8*0.9)

其中，N-泵功率，Kw

Q-流量，m³/s

A-密度，t/ m³

H-扬程，m

0.8-泵的效率

0.9-电机效率

由泵的功率计算公式可计算出原流程和新流程中处理筛上粗颗粒的功率N₁、N₂。

N₁=9.8*16*(28.6/(60/100)*40/100+28.6/2.7)/3600/0.72=3.5884Kw

N₂=9.8*6*2*(28.6/(60/100)*40/100+28.6/2.7)/3600/0.72=1.3456 Kw

△ N= N₁-N₂= 2.2427 Kw

所以，每天节约电量为

W=△N*10³*3600*24/36000000=53.8度

上述实施例主要体现了本发明具有以下两个优点：

1）有效去除了随矿浆排出的碎钢球，避免碎钢球磨损旋流器沉砂口等部件；

2）将球磨排矿中的粗颗粒提前分离出来，返回磨机再磨，减少了粗颗粒矿石的循环量，节约了能源；

3）粗颗粒提前分离出来返回再磨，进入旋流器中矿石粒度分布较为合理，优化了分级工艺条件，提高分级效果，减少了细颗粒的在磨矿系统的循环量，可以避免过磨，有利于节约能量。

上述试验仅为本发明的实施例之一，并非依次限制本发明的保护范围，故：凡是依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims

1.分质筛，其特征在于它包括磁系(1)、转筒(2)、圆筒筛(3)、溜槽(4)、溜槽架(5)和机座（6），转筒(2)由不导磁的不锈钢材料制成，转筒（2）和圆筒筛（3）均为两端开口的圆柱形筒体，且转筒（2）的一端由法兰固定在磨机的排矿口处，转筒（2）的另一端与圆筒筛（3）的一端通过法兰对接；转筒外侧设有磁系（1），磁系（1）固定在机座（6）上，溜槽（4）的上端穿过圆筒筛（3）后位于转筒（2）内，溜槽（4）的下端位于圆筒筛（3）外，溜槽（4）由溜槽架（5）支撑固定，溜槽（4）的上端为溜槽入口（8），溜槽（4）的下端为溜槽出口（7），溜槽（4）的溜槽入口设有冲洗水管，冲洗水管的出水口端指向设有磁系的转筒内侧上部。

2.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：转筒(2)的内壁设有耐磨材料。

3.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：圆筒筛（3）的筛孔孔径为2毫米。

4.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：圆筒筛（3）与磨机的轴线对中。

5.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：圆筒筛内壁焊接有螺旋结构。

6.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：所述磁系为开口的圆弧形，开口部的弧度为195°，圆弧形的上端点的水平线低于转筒顶点的水平线，圆弧形的上端点的水平线与转筒顶点的水平线相距105mm。

7.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：磁系(1)由磁极组和磁轭组成，磁极组采用高性能的钕铁硼和铁氧体复合而成，磁极组固定在磁轭上，磁轭由导磁钢材制成。

8.根据权利要求1所述的分质筛，其特征在于：机座上设有移动装置。