介绍一种超导电磁选机的制作方法

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专利名称:一种超导电磁选机的制作方法
技术领域
本发明涉及一种超导电磁选矿设备或超导电磁脱除金属或金属化合物的设备,尤
其是一种选别弱磁性、微弱磁性、极微弱磁性、顺磁性物质的超导电磁选机和/或可调超导 电磁选机。该超导电磁选机还可以在食品、生物、制药、医学和医疗等领域应用,用于除去食 品、生物材料或制剂、药物或药剂、血液和体液中的有害铅、锌、汞、砷、钴、钼、铬、锰、镍等金 属和重金属或其化合物。
背景技术
由于科学、技术和社会经济活动的迅速发展和变革,矿产资源的开采和消耗量迅 速增长,已探明的各种富矿的储量越来越少,如果不对贫矿进行开采用于补充富矿的不足 的话,将会严重地阻碍人类社会的正常发展;但是贫矿的开采需要依靠高、新的科学技术, 否则用传统的科学技术和设备对贫矿进行开采的话,将会造成极大的资源浪费和环境污 染;同时,以前的任何选矿方法和技术及选矿设备所处理的矿物的尾矿中还含有大量的稀 有物质,如钛、钒、钨、铬、锰、镍、金、银、铅、锌、汞、砷、钴、钼等许多种金属和稀有贵重金属 或其化合物,及赤铁和氧化亚铁等物质,造成了严重的资源浪费;所以开发和发展新型的选 矿技术和设备非常紧迫和势在必行,也是一件非常富有挑战性的事情。 迄今为止,各类永磁磁选机由于其磁感应强度相对比较固定,对磁性相近的矿物
质选别或分离度差,达不到分离和选别的要求;同时,永磁磁选机磁感应强度会随时间的
增加而逐渐减弱,最终失磁;且永磁磁选机目前只能用于选别强磁性矿物质,对弱磁性、微
弱磁性、极微弱磁性和顺磁性的矿物质选别分离效果较差,应用的局限性较大。而现有的
大多数电磁选机的磁感应强度也相对比较固定,且主要适用于选别强磁性和中强磁性矿物
质,对弱磁性、微弱磁性、极微弱磁性和顺磁性的矿物质选别分离效果较差,应用的局限性
较大,且电耗较大。相比之下,采用超导电材料作线圈的超导磁选机,可产生强大的磁场,且
磁场长时间不衰减,不消耗电能,为磁选开辟了新的应用前景。如我们前期发明的"一种电
磁选机"(专利号ZL2008201177460)和KHD公司的"高强磁场转鼓分离机(HIGHINTENSITY
MAGNETIC FIELD DRUM SEPARATOR)"(美国专利号US4315816)也都提出了用超导材料制作
电磁选机。但还不是真正意义上的超导电磁选机,因为经我们实际的实验证实,现有电磁选
机工作区内的磁感应强度最多也只能稳定在1.2T(特斯拉)以内。 一方面,因为铁磁性物
料在背景磁场大约为1. 2T时可达到磁饱和,再提高背景磁场强度并不能产生较高的磁场
梯度;另一方面,现有的磁选机都是利用了磁场边缘部分,其磁感应场强度呈指数下降,利
用率较低。而工作磁场的磁感应强度在1. 2T以内时,只能吸出具有较强磁性和中等强度磁
性的物质,无法吸出钛、钒、钨、铬、锰、镍、金、银、铅、锌、汞、砷、钴、钼等许多种金属和稀有
贵重金属或其化合物,及低含量的赤铁和氧化亚铁等物质。 此外,现有的超导电磁选机结构较为复杂,不利于安装维护。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足,提供一种结构简单、磁 感应强度可调的、能更好地分离选别矿石中具有不同磁性的各种成份的超导电磁选机。本 发明的超导电磁选机的结构设置相比于现有技术有更好的技术效果,利用了超导磁系中磁 场强度最强的中心部位,充分利用了磁场能和电能,节约了能量,电耗低、安装方便、防止漏 电,并且超导导线从超导磁系连接到外部使得易于控制、维护、避免磁场干扰。
本发明采用下述技术方案 —种超导电磁选机,其包括超导磁系、磁丝转筒、磁丝转筒定位系统、磁丝转筒驱 动系统、进料槽、分散选槽、尾矿收聚槽、选出物回收系统和超导电磁选机支架;超导磁系包 括超导磁系壳体和磁心线圈,磁心线圈被超导磁系壳体包裹,磁心线圈由超导材料制成;进 料槽、超导磁系壳体、分散选槽和尾矿收聚槽密封连接在一起组成一个选分整体,被固定在 超导电磁选机支架上,所述选分整体的中心是选分空腔;磁丝转筒的筒体穿过该选分空腔 和磁心线圈,并被固定在超导电磁选机支架上的双定位轮和双定位驱动轮组成的磁丝转筒 定位系统定位在超导电磁选机支架上,在磁丝转筒驱动系统双定位驱动轮的驱动下,磁丝 转筒可绕其圆心点自由转动。 本发明的超导电磁选机进一步通过改变加在超导磁系电感应线圈上的电流和/ 或电压来改变超导磁系的磁感应强度。其超导磁系的磁感应强度与接入到线圈上的电流和 /或电压的大小成正比。这样可以更好的控制超导磁系所产生的磁感应强度的变化。
当超导磁系产生磁场时,磁丝转筒驱动系统驱动磁丝转筒转动,此时,磁丝转筒中 的磁丝被磁化,产生极大的磁场梯度,磁丝周围的磁性物质被吸附在磁丝上,被分离出来; 当改变超导磁系的磁感应强度,可以选别分离具有不同磁性的矿物;同时,如果将超导磁系 的磁感应强度调至1.2特斯拉(T)以上时,可以将矿石中的钛、钒、钨、铬、锰、镍、金、银、铅、 锌、汞、砷、钴、钼等许多种金属和稀有贵重金属或其化合物吸出,并富集,达到充分回收矿 物或尾矿中的稀有贵重金属物质的目的。该超导电磁选机还可以在食品、生物、制药、医学 和医疗等领域应用,用于除去食品、生物材料或制剂、药物或药剂、血液和体液中的有害铅、 锌、荥、砷、钴、钼、铬、锰、镍等金属和重金属或其化合物。 采用上述技术的超导电磁选机的超导磁系中的磁感应强度可以精确设定在一个 确定的值上,用于选别矿石中的特定成份;该超导电磁选机的磁系磁场中磁感应强度也可 以是可调的,调节超导电磁选机的磁系磁场中的磁感应强度,可以将矿石中各种不同磁性 的成份达到较好的分离作用,克服传统的电磁磁选机和永磁磁选机选别能力差、只能选出 强磁性或中强磁性成份,而未能达到分离这些弱磁性、微弱磁性、极微弱磁性或顺磁性成份 的弱点。 本发明的一种超导电磁选机的主要部件之一的超导磁系的制作材料是超导磁系
的磁心线圈由超导材料制成;超导磁系壳体由在磁场作用下不会产生磁吸作用的材料制
成,如工程塑料和/或其它在磁场作用下不会产生磁吸作用的各种复合材料等。 本发明的一种超导电磁选机的主要部件之一的磁丝转筒的制作材料是在磁场作
用下能产生磁吸作用的材料,如铁、钢、不锈钢和/或其它能在磁场作用下产生磁吸作用的
各种合金钢或其它复合材料等。 本发明的一种超导电磁选机的主要部件进料槽和分散选槽的制作材料是非磁性材料或不被磁场作用产生磁吸作用的材料,如工程塑料和/或其它不被磁场作用产生磁吸 作用的各种复合材料等。 为了更清晰地说明本发明的基本内容,以下结合附图和具体实施方式
加以说明。


图1是超导电磁选机的结构示意图。
图2是图1中的A-A剖面图。
具体实施例方式
下面结合具体的实施方案来描述本发明的一种超导电磁选机,所述的实施方案是 为了更好地说明本发明,而不能理解为是对本发明的权利要求的限制。 实施方案如图1所示,是超导电磁选机的结构示意图。该超导电磁选机的结构由 超导磁系、磁丝转筒15、磁丝转筒定位系统、磁丝转筒驱动系统、超导电磁选机支架10、进 料槽19、分散选槽6、尾矿收聚槽8和选出物回收系统组成。 超导磁系包括超导磁系壳体1和磁心线圈4 ;超导磁系壳体1外壁上安装了 2至4 根短管2,短管2和超导磁系壳体1与磁心线圈4之间形成的空腔3是导通的;短管2与超 导磁系外部的真空机系统和/或制冷机系统是相连的,以便保证超导磁系内能够产生超导 现象所需要的环境;磁心线圈4由超导导线5与外部电源相连接;磁心线圈4由铜、超导材 料、辅助的有机粘结材料和非导电的绝缘材料制成;超导磁系的壳体1和短管2由在磁场作 用下不会产生磁吸作用的材料,如工程塑料和/或其它在磁场作用下不会产生磁吸作用的 各种复合材料等制成。 磁丝转筒15由无数磁丝151连接转筒外环152组成。磁丝转筒的制作材料是在 磁场作用下能产生磁吸作用的材料,如铁、钢、不锈钢和/或其它能在磁场作用下产生磁吸 作用的各种合金钢或其它复合材料等。 磁丝转筒定位系统由双定位轮11和双定位驱动轮12组成,其制作材料不作具体 的限定,只是在强度和耐磨方面满足要求即可。 磁丝转筒驱动系统由电机13、传动皮带(或链条)14和双定位驱动轮12组成。制 作材料不作具体的限定,只是在强度和耐磨方面满足要求即可,超导电磁选机支架10通常 情况下由普通钢材制作即可,但是也可以用其它任何材料制作,只要强度能够满足即可。
进料槽19的外壳壁上安装了进料管20。分散选槽6的外壳壁上安装了乳化水进口 管7。尾矿收聚槽8的外壳壁上安装了尾矿出口管9。进料槽19、进料管20、分散选槽6、乳 化水进口管7、尾矿收聚槽8和尾矿出口管9的制作材料是非磁性材料或不被磁场作用产生 磁吸作用的材料,如工程塑料和/或其它不被磁场作用产生磁吸作用的各种复合材料等。
选出物回收系统由选出物冲洗管17、选出物收集槽16和安装在其底部的选出物 回收管18组成,其制作材料不作具体的限定,只是在强度方面满足要求即可。
磁丝转筒定位系统、磁丝转筒驱动系统和选出物回收系统的各部件都被固定在超 导电磁选机支架10上。 进料槽19、超导磁系壳体1、分散选槽6和尾矿收聚槽8密封连接在一起组成一个 选分整体,并被固定在超导电磁选机支架10上,该选分整体呈圆弧型,该圆弧选分整体的
6中心是圆弧型选分空腔;磁丝转筒15的筒体穿过该圆弧型选分空腔,并被双定位轮11和双 定位驱动轮12组成的磁丝转筒定位系统定位在超导电磁选机支架10上,在由电机13、传动 皮带(或链条)14和双定位驱动轮12组成的磁丝转筒驱动系统驱动下,磁丝转筒15可绕 其圆心点自由转动。 图2是图1中的A-A剖面图。图2中中心圆部分是磁丝转筒15的剖面图,该剖面 可以是圆形,也可以是方形、长方形、椭圆形等其它形状;图中除中心圆以外的其它圆环是 超导磁系的剖面图,超导磁系中间的圆环是磁心线圈4,磁心线圈4被超导磁系壳体1的内 壳体包裹形成超导磁系的核心部分,该核心部分被超导磁系壳体1的外壳体包裹,超导磁 系壳体1的外壳体和内壳体之间形成了空腔3,空腔3内可以被抽成真空或充满其它可以满 足产生超导现象条件的介质;超导磁系的剖面形状可以是园形环、方形环、长方形环、椭圆 形环等其它形状环。 本发明的工作方式是电机13转动后,由传动皮带(或链条、或齿轮)14带动双定 位驱动轮12转动,双定位驱动轮12转动驱动磁丝转筒15按图1中箭头所示的逆时针方向 转动;开启超导磁系系统,超导磁系中心产生强烈的超导磁场;磁丝转筒15在超导磁系中 心转动时,切割超导磁场磁力线,此时,磁丝转筒15中的磁丝被磁化,会形成强烈的磁场梯 度,产生强烈的磁吸力;当需要分离的矿浆液体经进料管20注入进料槽19后,被均匀分布 流入圆弧选分整体,首先经过超导磁系中心所产生的强烈超导磁场,此时有磁性的物质被 吸附在磁丝上;当磁丝转筒15旋转离开超导磁系中心所产生的超导磁场磁区后,磁丝转筒 15中的磁丝磁吸力消失,吸附在磁丝上的磁性物质被选出物冲洗管17出来的水冲洗,流入 选出物收集槽16中,然后经选出物回收管18流出,去富集、脱水、干燥、回收;未被吸附的物 质随矿浆液体沿圆弧选分整体流入分散选槽6中,乳化水进口管7中冲来的水将矿浆液体 充分乳化分散,此时,未被吸附的磁性物质又被吸附到磁丝转筒15中的磁丝上,达到充分 回收磁性物质的目的;矿浆液体中的磁性物质被吸出后,所剩余的矿浆液体通常被称作为 尾矿;尾矿流入尾矿收聚槽8后经尾矿出口管9流出。如此连续进料,就可以达到连续分离 的目的。 磁心线圈4所产生的超导磁场的磁感应强度的大小与加在超导导线5两端的电 源的电压和/或电流大小成正比,即电压和/或电流越大,产生的超导磁场磁感应强度越 强,电压和/或电流越小,产生的磁场磁感应强度越弱。当调节超导磁场磁感应强度从弱到 强再到极强时,依次可以选出强磁性物质、弱磁性物质、微弱磁性物质、极微弱磁性物质;以 此,可以达到磁性强的物质和磁性弱的物质分离,磁性与非磁性物质的分离,使矿物中不同 磁性成份达到充分的选别和分离作用。如果将超导磁系的磁感应强度调至1. 2T以上时,可 以将矿石中的钛、钒、钨、铬、锰、镍、金、银、铅、锌、汞、砷、钴、钼等许多种金属和稀有贵重金 属或其化合物吸出,并富集,达到充分回收矿物或尾矿中的稀有贵重金属物质的目的。
本发明的超导电磁选机还可以在食品、生物、制药、医学和医疗等领域应用,用于 除去食品、生物材料或制剂、药物或药剂、血液和体液中的有害铅、锌、汞、砷、钴、钼、铬、锰、 镍等金属和重金属或其化合物。
权利要求
一种超导电磁选机,包括超导磁系、磁丝转筒(15)、磁丝转筒定位系统、磁丝转筒驱动系统、进料槽(19)、分散选槽(6)、尾矿收聚槽(8)、选出物回收系统和超导电磁选机支架(10);超导磁系包括超导磁系壳体(1)和磁心线圈(4),磁心线圈(4)被超导磁系壳体(1)包裹,磁心线圈(4)由超导材料制成;进料槽(19)、超导磁系壳体(1)、分散选槽(6)和尾矿收聚槽(8)密封连接在一起组成一个选分整体,被固定在超导电磁选机支架(10)上,该选分整体的中心是选分空腔;磁丝转筒(15)的筒体穿过该选分空腔和磁心线圈(4),并被固定在超导电磁选机支架(10)上的双定位轮(11)和双定位驱动轮(12)组成的磁丝转筒定位系统定位在超导电磁选机支架(10)上,在磁丝转筒驱动系统的驱动下,磁丝转筒(15)可绕其圆心点自由转动。
2. 根据权利要求l所述的超导电磁选机,其特征在于通过改变加在所述磁心线圈(4) 上的电流和/或电压来改变超导磁系的磁感应强度。
3. 根据权利要求2所述的超导电磁选机,其特征在于磁感应强度与接入到所述磁心 线圈(4)上的电流和/或电压的大小成正比。
4. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述超导磁系壳体(1) 外壁上安装了短管(2),短管(2)和超导磁系壳体(1)与磁心线圈(4)之间形成的空腔(3) 是导通的;短管(2)与超导磁系外部的真空机系统和/或制冷机系统相连;磁心线圈(4)由 超导导线(5)与外部电源相连接。
5. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述磁心线圈(4)被超 导磁系壳体(1)的内壳体包裹形成超导磁系的核心部分,该核心部分被超导磁系壳体(1) 的外壳体包裹,超导磁系壳体(1)的外壳体和内壳体之间形成了空腔(3),空腔(3)内可以 被抽成真空或充满其它满足产生超导现象条件的介质。
6. 根据权利要求l-5之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述磁心线圈(4)由铜、 超导材料、辅助的有机粘结材料和非导电的绝缘材料制成。
7. 根据权利要求l-5之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述超导磁系的剖面形 状可以是园形环、方形环、长方形环或椭圆形环。
8. 根据权利要求4所述的超导电磁选机,其特征在于所述超导磁系壳体(1)和短管 (2)由在磁场作用下不会产生磁吸作用的材料制成。
9. 根据权利要求l-5之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述磁丝转筒(15)筒体 的剖面可以是圆形、方形、长方形或椭圆形。
10. 根据权利要求l-5之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述磁丝转筒(15)的制作材料是在磁场作用下能产生磁吸作用的材料,如铁、钢、不锈钢和/或其它能在磁场作 用下产生磁吸作用的各种合金钢或其它复合材料等。
11. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述进料槽(19)的外壳壁上安装了进料管(20)。
12. 根据权利要求11所述的超导电磁选机,其特征在于所述进料槽(19)和进料管(20)的制作材料是非磁性材料或不被磁场作用产生磁吸作用的材料。
13. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述分散选槽(6)的外 壳壁上安装了乳化水进口管(7)。
14. 根据权利要求13所述的超导电磁选机,其特征在于所述分散选槽(6)和乳化水进口管(7)的制作材料是非磁性材料或不被磁场作用产生磁吸作用的材料。
15. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述尾矿收聚槽(8)的 外壳壁上安装了尾矿出口管(9)。
16. 根据权利要求15所述的超导电磁选机,其特征在于所述尾矿收聚槽(8)和尾矿 出口管(9)的制作材料是非磁性材料或不被磁场作用产生磁吸作用的材料。
17. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述选出物回收系统由 选出物收集槽(16)及安装在其底部的选出物回收管(18)和选出物冲洗管(17)组成,所述 选出物回收系统被固定在超导电磁选机支架(10)上。
18. 根据权利要求l-3之一所述的超导电磁选机,其特征在于所述磁丝转筒驱动系统 由电机(13)、传动皮带或链条或齿轮(14)和双定位驱动轮(12)组成,所述磁丝转筒驱动系 统被固定在超导电磁选机支架(10)上。
全文摘要
本发明提供一种超导电磁选机,其包括超导磁系、磁丝转筒(15)、磁丝转筒定位系统、磁丝转筒驱动系统、超导电磁选机支架(10)等。超导磁系包括超导磁系壳体(1)和磁心线圈(4),磁心线圈(4)被超导磁系壳体(1)包裹;磁丝转筒(15)被磁丝转筒定位系统定位在超导电磁选机支架(10)上,磁丝转筒(15)穿过超导磁系的中心,在磁丝转筒驱动系统驱动下可绕其圆心点自由转动。本发明的超导电磁选机利用了超导磁系中磁场强度最强的中心部位,充分利用了磁场能和电能,能够更好地分离选别矿石中具有不同磁性的各种成分,且安装方便、易于控制、维护、避免磁场干扰。本发明的超导电磁选机还可以在食品、生物、制药、医学和医疗等领域应用。
文档编号B03C1/14GK101703964SQ200910180888
公开日2010年5月12日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者魏雄辉 申请人:江西永丰县博源实业有限公司

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