【摘 要】
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为实现重介质旋流器分选密度在线调控的设想。借鉴旋转磁场在磁力研磨,磁性靶向药物载体的运动控制方面的应用和静态磁场对重介质旋流器的分选密度的改变,提出在重介质旋流器上端盖位置和筒体位置处施加同轴旋转磁场,对旋流器内磁性重介质进行加速,通过控制磁场转速来控制旋流器内磁性重介质的运动,进而实现设想。为探究旋转磁场对磁性物颗粒运动的影响,采用钕铁硼材质的长方形永磁铁,构造了N-S交替排列和全N-N排列的的
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“同轴旋转磁场对重介质旋流器切向速度和分选效果的调控机制研究”；
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为实现重介质旋流器分选密度在线调控的设想。借鉴旋转磁场在磁力研磨,磁性靶向药物载体的运动控制方面的应用和静态磁场对重介质旋流器的分选密度的改变,提出在重介质旋流器上端盖位置和筒体位置处施加同轴旋转磁场,对旋流器内磁性重介质进行加速,通过控制磁场转速来控制旋流器内磁性重介质的运动,进而实现设想。为探究旋转磁场对磁性物颗粒运动的影响,采用钕铁硼材质的长方形永磁铁,构造了N-S交替排列和全N-N排列的的6磁极环形磁场,采用水平和垂直放置永磁铁分别模拟位于旋流器端盖和筒体位置的旋转磁场,通过改变永磁铁数量来调控磁场强度;用变频电机带动其旋转,通过变频器控制磁场转速。为方便观察,使用不同数量、不同直径的钢珠和201不锈钢细棒来模拟磁铁矿粉颗粒。利用高速摄像系统,观察了钢珠、细棒、干、湿磁铁矿粉在不同磁场特性下的运动形态。对不同浓度的磁铁矿粉悬浮液进行机械搅拌,观察了其在旋转磁场作用下的液位变化;并在以上研究观察的基础上进行了粗煤泥分选试验。摄像结果表明:无论是N-S还是N-N排列的旋转磁场,其对磁铁矿粉悬浮液的加速均是由磁链的翻转运动造成的。相对而言,在N-S排列的旋转磁场下,磁链的翻转角度更大,翻转过程更加连续,所以其对磁铁矿粉悬浮液的加速更加明显。但是随着旋转磁场转速的提高,出现了磁铁矿粉的分层聚集现象,并形成了“年轮状”的磁环,且在NS排列的旋转磁场下更容易出现这种分层。通过多因素变量试验发现,磁铁矿粉越多,磁场强度越高,出现分层现象时的磁场转速越低。结合钢珠群粒在旋转磁场中的运动状态,建立相关运动模型,指出这种现象是由磁极极性相异的磁链相互吸引并不断堆积而逐渐形成的,且磁环之间相互独立。而磁链的翻转方向除了在N-N排列的低速旋转磁场下,均与磁场转向相反。当磁场静止时,其对磁铁矿粉悬浮液的旋转起阻碍作用。在以上摄像试验的基础上进行了重介质旋流器的粗煤泥分选试验。旋流器分选试验表明:静态磁场会破坏旋流器的分选效果,位于端盖位置处的同向旋转磁场则只会降低+1 mm粒级的溢流灰分,对旋流器施加与入料方向相反的旋转磁场,会明显降低溢流中+0.25 mm各粒级灰分,降低这些粒级的分选密度。位于旋流器筒体位置的同轴旋转磁场,同向旋转磁场降低了+0.5 mm粒级的分选密度,但破坏了-0.5mm粒级的分选。反向旋转磁场降低了各粒级的分选密度,并提高了分选精度。分选试验结果与摄像结果一致,确认了反向旋转磁场对磁铁矿粉的加速作用,此现象对新型磁选设备的研制具有一定的指导作用。
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