基本信息
- 项目名称：
- 新一代复合式滚筒磁选机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 新一代复合式滚筒磁选机是源于凤阳县石英砂生产企业实际需求而自主研发的一款高性能环保除铁设备。本作品基于磁学原理，将筛选装置和分离装置巧妙地融为一体，通过增加振动筛和采用强、弱二级磁系梯度设计，大大降低了200目以下小颗粒石英砂中的铁含量，在磁选关键环节实现了对铁杂质的有效筛选和及时分离，从而使石英砂铁杂质含量得到浓缩和降低，进而有效提高了磁选机整体磁选效果。
- 详细介绍：
- 新一代复合式滚筒磁选机是源于凤阳县石英砂生产企业实际需求而自主研发的一款高性能环保除铁设备。本设备由振动筛等预筛分装置、电机等驱动系统和永磁式滚筒等磁选部件三大部分组成，其核心部件永磁式滚筒是由圆筒、转轴、轴承和永磁等经过特殊设计构成，磁铁与外圆筒内壁平均距离仅保持为1-1.5mm，磁系包角增大至232º，磁圆筒表面有效磁感应强度达410mT-970mT。本作品基于磁学原理，从结构和功能上进行一体化设计概念出发，将筛选装置和分离装置巧妙地融为一体，同时，通过增加预筛分振动筛和采用强、弱二级磁系梯度设计两项措施，在磁选关键环节实现了对铁杂质的有效筛选和及时分离，解决了石英砂企业生产中“弱磁性含铁杂质选出来难”和“强磁性含铁杂质分离难”两个难题，从而使石英砂铁杂质含量得到浓缩和降低，进而有效提高了磁选机整体磁选效果。 新一代复合式滚筒磁选机操作简单、实用省电，在凤阳县等广大干湿法石英砂生产加工企业中都可以得到应用和推广，具有广阔的商业价值和市场前景。另外，封闭式包装设计突出了绿色环保理念，大大减少了粉尘对环境的污染和人体健康的危害，努力创造无尘工作环境。同时，新型磁选机大大降低了200目以下小颗粒石英砂中的铁含量，使这部分石英砂可以得到回收和利用，提高了资源的利用率，帮助石英砂生产和加工企业提高石英砂产品质量，增加企业收入，提高企业的竞争力。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 研发目的： 从凤阳县石英砂企业现实需要出发，根据铁杂质在不同颗粒石英砂中分布特征，利用磁学原理自主研发一款新型节能环保的磁选设备。 基本思路： 1、资料收集 2、不同粒度石英砂中铁元素含量测试 3、磁选机模型设计 4、仪器组装 5、性能测试 创新点： 1、本作品先对石英砂进行分目，使石英砂中铁杂质含量得到浓缩，再对不同粒度石英砂分别采用强、弱两种磁场进行磁选，大幅提高了除铁效率，提高优质石英砂的产量。 2、大大降低了200目以下小颗粒石英砂中的铁含量，使这部分石英砂可以得到回收和利用，提高了资源的利用率。 技术关键:石英岩中含铁矿物主要充填在石英颗粒孔隙中，粒度一般在0.01-0.1mm，破碎石英岩颗粒直径至50μm以内，石英颗粒间充填的含铁矿物大部分将脱落，并混入300目的石英砂中。而经过30目的石英砂，其粒度大于石英颗粒的粒度（0.2-0.5mm），填充于石英颗粒之间的含铁矿物还未被分离出来。首先对石英砂进行层层筛分，将铁含量高的两类石英砂有效分离出来，然后采用强弱不同的磁场对不同粒度石英砂进行磁选。 技术指标： 1、筛分的目数：30目、60目、180目。 2、三组磁圆筒表面磁场强度：0.53 T、0.89T；0.41 T、0.82 T；0.52 T、0.97 T。 3、磁铁与圆筒内壁之间的间隙：1-1.5mm。 4、磁系包角： 5、电动机功率：2.2KW
科学性、先进性
- 经本作品磁选后，石英砂中的铁含量大幅下降。其中，过30-60目的石英砂与过160-300目的石英砂的Fe2O3含量的平均值自0.0241%降至0.0064%，降值幅度百分比高达74%，并以过30目的石英砂和过300目的石英砂的Fe2O3含量的降值幅度百分比最为明显，分别是82%、86%。过80-140目的石英砂的Fe2O3含量平均值自0.0070%降至0.0034%，降幅为52%。磁选实验数据显示，杜氏集团的石英砂经过探索者队制作的磁选机后，60-180目石英砂中的铁含量在14-67ppm之间，明显低于杜氏集团石英砂中铁含量80ppm，与凤阳浮选法生产的石英砂中铁含量60ppm较接近。相对凤阳现有除铁设备，新一代磁选机除铁效果显著提高。该磁选机除铁效果与浮选法相比，在生产的过程中不需要使用任何酸和化学添加剂，不会对环境产生严重污染。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 本作品必须保证在220V交流电下工作，开机预热1分钟后即可稳定运行，此时从给矿口进料，磁选机可以正常有序的进行筛选、分离含铁杂质。 技术特点和优势： 石英砂经过筛分后铁杂质含量得到浓缩，提高后续磁选效率。采用强、弱二级磁系梯度设计，使磁选具有有选择性和目的性。严格控制磁铁与圆筒内壁之间的距离，增大磁系包角，提高了圆筒外壁的磁场强度，有益于提高磁选效率。 作品的适用范围和经济效益预测 本产品制造成本相对较低，工作效率较高，除铁效果较好，在干湿法生产的石英砂企业中具有广阔的市场前景。目前，凤阳石英砂主要用于生产玻璃，如果能降低石英砂的铁含量，不仅能提高石英砂的使用价值，还能为企业增加经济效益，当石英砂中铁含量降低一半，其销售价格将上涨一倍。新型磁选机如果在凤阳石英砂企业得到应用，并假设在全县几百家石英砂企业都普遍使用这种新型磁选机，那么它每年将为凤阳石英砂企业创造上千万元的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 目前国内采用湿法分选石英砂中磁性矿主要是交变磁场磁选机，也有永磁强磁选机，如：YCG型永磁辊式强磁选机和DPMS系列圆筒型湿式永磁强磁选机等。YCG型永磁辊式强磁选机的磁系全部采用稀土材料HdFeB，采用挤压式对斥磁路，磁感应强度高，磁场梯度大，节能，不堵塞，入选粒度大(最大可达75mm)，分选效率高，体积小和重量轻；辊内无涡流，安装方便，单位机重处理矿物能力高，磁感应强度1300-1400mT ，辊转速无级可调。可分选赤铁矿、菱铁矿、锰矿、钨矿和钽铌矿等弱磁性矿，也可用于石英砂、长石矿、耐火材料及陶瓷材料等非金属材料的除铁提纯。DPMS系列圆筒型湿式永磁强磁选机其特点与应用范围与圆筒型干式永磁强磁选机基本相同。 随着超导电技术上的发展，工程师把超导磁体移植到强磁选机上以代替普通磁体，制造出了超导磁选机，从而可产生很高的磁场强度。超导磁选机最主要的特点是磁场强度超强，可达到6-10T，而其它磁选机磁场强度一般不超过2 T；其次，超导磁选机非常节能，很小的功率可获得很强的磁场，其重量轻，体积小，稳定性好，均匀度高，唯一的能耗是系统中保持超导温度所需的能量。 随着我国现代化的推进，资源的充分利用与再生利用越来越得到重视，磁选机的研发方向之一就是怎样解决中国贫矿、连生矿体的综合利用，以及尾矿的再生利用，在选矿设备设计制造使用过程中考虑如何进一步保护环境，节约能源。随着永磁材料的发展，弱磁选机的磁系正逐渐永磁化，强磁选机、高梯度磁选机也已出现永磁化或电磁结合，以节约能源，提高磁选机性能，同时矿石利用率得到提高，有效地保护了环境。新的强磁永磁材料的出现和超导材料的突破以及新的聚磁技术的创新，现磁选机性能得到了显著的提高，磁感应强度、磁场梯度大幅提高，超导式磁选机在不久的将来必定得到更广泛的应用。超导材料的发展，单位处理量所耗能源不断下降，同时矿石利用率得到提高，有效地保护了环境，此外，为了扩一大磁选机的应用领域，使那些目前被认为是“非磁性的物料”变为磁性物料(在高场强下磁化，可大大增加磁性)，超导磁选则是关键技术之一，应是今后重要的研究和发展方向。
