强磁场永磁磁选机优化设计及试验研究

论文摘要

进入21世纪以来，我国经济持续稳定、快速发展，国家基础设施建设步伐加快。钢铁的需求日益增多，而且质量的要求不断提高。各国对资源的开发总是遵循着先富后贫、先易后难的原则，因此复杂难选的铁矿资源的利用显得愈发重要。在磁选工艺比较成熟的基础上，磁选设备对选矿指标的影响甚为明显，磁选设备的选择对复杂难选的铁矿资源的开发在技术和经济上具有重要的实践意义。本课题主要研究强磁场永磁磁选机磁系的优化设计，用研制的样机对高磷鲕状赤铁矿进行选别试验。根据现有永磁材料的性能和强磁场永磁磁选机磁系的性能要求，磁系材料采用磁场强度高、性能稳定的NTP-336钕铁硼材料。在磁选设备中，磁系设计是关键，对强磁场永磁磁选机磁系的磁场分布进行详细的推导，利用许瓦兹-克列斯多菲变换和椭圆函数第三类积分推导出强磁场永磁磁选机磁场分布解析函数，磁场强度大小为H=|（?）|=（?）0dnα/gkcnα（?）,磁场强度的方向为：θ=arctan（?）。在优化设计的磁系结构肘下，其磁场强度最高可达到1．872T。研制出磁场强度高、性能稳定、耗能少、噪声污染小的强磁场永磁磁选机样机，然后用鄂西宁乡式鲕状高磷赤铁矿进行试验研究。在试验中，主要研究强磁场永磁磁选机两个重要影响因素即磨矿细度、圆筒转速对选分效果的影响。鄂西宁乡式鲕状赤铁矿具有有用矿物嵌布粒度极细、原矿性质复杂、原矿品位较低、含磷高的特点。针对其特点，采用联合工艺流程，磁选工艺流程主要是在保证回收率的同时提高粗精矿品位，为后续工艺流程提供优质矿样。在磁系关键参数优化设计的基础上采用磁系偏角为128°，分选工作间隙为1．92cm，处理量为15kg／h,当磨矿细度-0．074mm含量为82．53％，圆筒转速为40r／min时，其磁选效果较好。采用一粗一扫闭路工艺流程，铁粗精矿品位可达到50．56％，回收率88．12％的好指标，因此，该磁选机样机能较好的达到设计要求。该工艺简单易行，为后续工艺流程提铁降磷奠定了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 国内外选矿磁选机的研究现状
• 1.1.1 弱磁场磁选机
• 1.1.2 中磁场磁选机
• 1.1.3 强磁场磁选机
• 1.2 磁选机磁系的磁场分布方法
• 1.2.1 磁选机磁系的磁场分布实验研究方法
• 1.2.2 磁选机磁系的磁场分布理论计算方法
• 1.3 本课题研究的目的、意义和内容
• 第2章 永磁磁选机磁系材料的性能和选用
• 2.1 永磁材料磁性能的主要参数
• 2.1.1 退磁曲线
• 2.1.2 回复线
• 2.1.3 内禀退磁曲
• 2.1.4 稳定性
• 2.2 常见永磁材料
• 2.2.1 铝镍钴永磁材料
• 2.2.2 铁氧体永磁材料
• 2.2.3 稀土钴永磁材料
• 2.2.4 钕铁硼永磁材料
• 2.3 强磁场永磁磁选机的磁系材料选择
• 第3章 强磁场永磁磁选机磁系优化设计
• 3.1 复变函数方法
• 3.1.1 复变函数的定义
• 3.1.2 保角变换
• 3.1.3 保角变换的几个推论
• 3.1.4 许瓦兹—克列斯多菲变换
• 3.2 三类椭圆函数
• 3.2.1 第一类椭圆积分
• 3.2.2 第二类椭圆积分
• 3.2.3 第三类椭圆积分
• 3.3 强磁场永磁磁选机磁系的磁场分布解析函数的推导
• 3.4 强磁场永磁磁选机磁系的优化设计
• 3.4.1 最优化设计问题及其分类
• 3.4.2 强磁场永磁磁选机磁系优化设计模型的建立及求解
• 第4章 强磁场永磁磁选机选别试验研究
• 4.1 试验装置
• 4.2 矿样性质
• 4.2.1 原矿的物理组成研究
• 4.2.2 矿石的化学性质研究
• 4.3 强磁场永磁磁选机选别试验
• 4.3.1 磨矿细度试验
• 4.3.2 强磁场永磁磁选机的圆筒转速试验
• 4.3.3 强磁场永磁磁选机最优条件闭路试验
• 4.4 小结
• 第5章 磁选基本理论回顾与磁选机选别因素探讨
• 5.1 磁选原理
• 5.1.1 磁学基础
• 5.1.2 磁选基本条件
• 5.1.3 磁力
• 5.2 强磁场永磁磁选机选别因素探讨
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录 在读期间发表论文及参加科研情况