磁力煤泥重介旋流器分选密度强化作用研究

为了提高煤泥重介旋流器分选效果,丰富调控手段,以实验室磁力复合煤泥重介旋流器为研究对象,针对现阶段磁力旋流器励磁方式-空心线圈电磁场,以低碳钢为材料进行了附加磁路结构设计,实现了旋流器分选区磁场的靶向引导与强化。采用有限元模拟分析软件ANSYS对设计磁路进行磁场特性仿真分析,得到附加磁路结构可改变分选作用区磁场形态,提高磁场强度的结论,线圈中心最大磁场强度由无磁路时的4 102 A/m提高到大聚磁环作用下的4 930 A/m,内聚磁结构因其特殊的结构设计达到14 418 A/m。基于磁场仿真结果,对比进行了不同磁路磁场特性下纯磁铁矿粉介质分配试验和-3 mm粗煤泥重介质分选试验,得到不同磁场强度下纯磁铁矿粉底流、溢流分配规律及粗煤泥分选规律。试验结果表明,相比于无磁路磁场,外聚磁磁路结构不改变底流、溢流介质分配规律的总体趋势;内聚磁结构对磁场积聚作用强,磁场强度高,溢流悬浮液密度较空心线圈降低,底流悬浮液密度较空心线圈升高,精煤、尾煤灰分较空心线圈均有所上升,得到内聚磁结构可强化提高煤泥重介旋流器分选密度的结论。通过对磁力旋流器磁场附加磁路,为磁力旋流器磁场设计提供了一种新方法,为分选效果磁调控方法提供了一种新思路,对优化磁力旋流器磁场特性,充分发掘磁场在煤泥重介旋流器分选工艺的应用潜力、丰富复合力场分选理论具有一定的理论与实践意义。     

组合线圈对重介旋流器分选效果的影响

为了探索磁场对重介旋流器分选效果的影响,构建了两产品煤泥重介旋流器磁调控分选系统。通过对线圈位置及励磁电流大小的调节,进行了不同磁场强度、磁场位置以及磁场组合方式下粗煤泥分选试验。试验表明,外加磁场能够有效提高旋流器分选密度,且组合磁场较单线圈磁场提升效果更明显。应用ANSYS有限元软件对所用线圈进行磁场特性模拟分析,初步揭示了磁场作用下提高重介旋流器分选密度的原因是:径向磁场力强化了磁性颗粒的离心运动,轴向磁场力强化了磁性颗粒向线圈中心的聚积,在二者综合作用下旋流器磁场作用区域内的介质质量浓度升高,从而提高了旋流器的分选密度。提供了一种新的旋流器分选密度调节方法,对选煤厂降低介质消耗、提高效益以及提升自动化水平具有一定意义。     

重介旋流器柱锥面处导磁结构位置对煤泥分选的影响

为了探索复合力场的煤泥分选问题,优化重介旋流器外加磁场对煤泥分选的调控,本文选择了重介旋流器外加导磁结构,利用导磁结果位置的变化,探究了导磁结构存在下的介质分配规律以及煤泥分选试验效果。结果表明:当电流强度为5.0A时,旋流器柱锥面的上导磁结构可以明显提高旋流器的分选密度;且能有效降低精煤、尾煤灰分;当电流增加到20～30A时,精煤、尾煤灰分又升高了。     

置于锥部的轴向电磁场对重介旋流器分选效果的影响

为了在线调整重介旋流器二段分选密度,构建了半工业化磁调控重介旋流器分选系统,通过在旋流器锥部设置轴向电磁场,进行了固定入料悬浮液密度下介质分配试验和不同磁场特性下-3 mm粗煤泥分选试验,得到了不同磁系厚度下重介旋流器分选效果,实现了利用外加磁场在保证分选精度基本不变的前提下有效提高重介旋流器分选密度的目的。应用有限元软件ANSYS对所用磁系进行磁场特性模拟分析,初步揭示了磁场作用下提高重介旋流器分选密度的作用机理。认为轴向磁场力提高了磁系作用区域的介质浓度,径向磁场力强化了磁性颗粒向外的离心运动,综合表现为分离区悬浮液密度升高而导致的分选密度升高。在此基础上,提出了利用磁场调控分选密度在选煤厂降低介耗、提高效益及提升自动化水平中的应用前景。     

磁场强度对煤泥重介旋流器分选效果影响研究

基于前期磁场强度对煤泥重介旋流器分选效果的影响规律,为了进一步研究高磁场强度对旋流器分选效果的影响,本文采用提出假设、试验验证与理论计算相结合的方法,在试验假设的前提下,通过对旋流器柱段安装空心圆环定性表征旋流器磁场作用区形成的磁铁矿粉“堆积层”,以空心圆环厚度表征不同磁场强度下形成的“堆积层”厚度,随着空心圆环厚度的增加,可获得精煤灰分逐渐降低,尾煤灰分基本不变,即分选精度提高的结论。试验结论与假设相反,反向验证了在旋流器内流场的高速剪切作用下,磁场作用区域内并未形成具有稳定厚度的磁铁矿粉“堆积层”。充分考虑影响磁团聚体形成与破坏的受力因素,通过公式推导得到磁场作用下磁团聚体粒度与磁场强度、介质悬浮液密度等参数的对应关系。结果表明,磁场强度超过一定值,磁团聚体粒度显著增大,导致介质悬浮液稳定性和流变性变差,进而造成旋流器分选效果变差。以上研究结果对于完善复合力场分选理论,指导煤泥重介旋流器磁调控策略具有意义。     

磁力复合作用下煤泥重介质旋流器分选效果试验研究

为了提高煤泥重介质旋流器分选效果,丰富调控手段,在煤泥重介质旋流器外部同轴配置励磁线圈形成电磁场,通过改变磁场位置、磁场强度研究磁场特性与入料压力、悬浮液密度、安装角度等操作条件协同作用下3 mm粗煤泥的分选效果。试验结果表明:与改变常规操作参数的方法相比,应优先改变磁场强度来调整煤泥重介质旋流器的分选效果。通过施加磁场优化煤泥重介质旋流器分选效果,揭示了其操作参数与磁场特性的协同作用规律,充分发掘了磁场在煤泥重介质旋流器上的应用潜力,为丰富旋流器调控策略、提高选煤厂机械自动化水平提出了一种新思路。     

电磁场对重介质旋流器分选密度的影响

为研究重介质旋流器外部电磁场的磁场位置、强度对其分选密度的影响,以磁铁矿粉为介质,将重介质旋流器置于同轴的螺线圈磁场中进行试验。试验结果表明:当磁场位于重介质旋流器柱体上端时,低磁场强度可提高其分选密度;当磁场位于重介质旋流器锥体下端时,高磁场强度可降低其分选密度。通过对重介质旋流器外部电磁场位置和强度的调节,可以达到调节其分选密度的目的,为实现其二段分选密度的在线调控提供一定的理论支持。     

磁力旋流器对磁铁矿的脱泥效果研究

为考查磁场对磁铁矿旋流器脱泥效果的影响,采用Φ100mm磁力旋流器,通过改变磁场强度和磁场位置进行试验。结果发现,磁场作用于旋流器锥中位置时,脱泥效果最佳;使用单线圈时,脱泥量为19.73%,铁回收率为82.26%;使用双线圈增大磁场强度和磁场作用空间,能进一步提高铁回收率到98.96%,品位达到60.36%,矿浆浓度由15%浓缩至48.83%。试验结果表明:磁力旋流器对磁铁矿具有一定的脱泥作用,并可提高磁铁矿精矿品位,是一个良好的磁力浓缩设备。     

同轴电磁场位置对重介质旋流器分选效果的影响

为了研究轴向磁场对重介旋流器分选效果的影响,将螺线管线圈同轴安置于旋流器的不同位置,通过调整励磁电流,进行了同轴磁场作用下固定入料悬浮液密度的-3mm粗煤泥重介旋流器分选试验,发现处于旋流器底部的外加同轴磁场可有效降低重介质旋流器分选密度。应用ANSOFT有限元软件对所用线圈进行磁场特性模拟分析,初步揭示了磁场作用下降低重介旋流器分选密度的原因是:向下的轴向磁场力将更多的磁铁矿粉吸引到底流口排出,从而降低了重介旋流器的分选密度。     

电磁效应对重介旋流器粗煤泥分选的影响

本文通过研究螺线圈的励磁电流和磁场位置等,探究了电磁场对重介旋流器分选煤泥的影响。通过精煤产率、精煤灰分和尾煤灰分三个指标来判断电磁场对重介旋流器煤泥分选的效果。实验结果表明:外加螺线圈的电磁效应可以调节旋流器的分选密度,且B型螺线圈在提高旋流器分选密度的方面,有着比A型螺线圈更广泛的电流调节范围;螺线圈位于旋流器筒体段,弱电流作用时其对煤泥分选精度的提高较有益,螺线圈越靠近筒体上端,强电流产生的磁感应使旋流器的分选工况得到影响;微电流作用下,螺线圈的位置不同,产生的磁感应强度均能提高旋流器对煤泥分选。     

三锥角水介旋流器锥体结构优化及数值模拟

为了考察三锥角水介旋流器的锥体分选特点,采用正交试验和计算流体力学的方法,对三锥角水介旋流器的锥体结构进行初步研究。首先通过正交试验探究不同角度锥体对粗煤泥分选效果的影响,在满足最大产率原则的条件下,得到较优的锥体参数。然后利用ICEM-CFD对三锥角水介旋流器的内部流场进行数值模拟,湍流相采用雷诺应力RSM模型,采用DPM离散相模型模拟三锥水介旋流器内颗粒运动,分析内部流场的压力、速度分布规律及固体颗粒运动轨迹,结果表明：三段锥体对分选效果都有影响,影响程度为一段锥体＞二段锥体＞三段锥体|一段锥体能够获得较低的精煤灰分,二段和三段锥体能在要求的灰分范围内保证较高的精煤产率。     

Using an axial electromagnetic field to improve the separation density of a dense medium cyclone

To produce an on-line control method to improve the separation density of a given suspension density of a dense medium cyclone, a thin solenoid coil was placed in the cylindrical part of a cyclone. The dense medium distribution test and −3 + 0.125-mm coarse slime separation tests for different electric currents were performed. Float-and-sink analysis was performed for the separation products. The magnetic force of the particles under a magnetic field was also simulated. The results indicated that the presence of a magnetic field can improve the separation density by increasing the “separation cone density” caused by the inward radial motion and the upward axial motion of the magnetic particles. This approach provided a new separation density manipulation method for dense medium cyclones via application of a magnetic field.     

蒙脱石与低灰煤泥对重介质悬浮液稳定性与流变性的影响研究

低密度重介质旋流器分选是实现煤镜质组和惰质组有效分离的可行方法之一。针对低密度时分选体系内固体体积浓度小、悬浮液易沉降并恶化分选效果等问题,论文探讨了细粒级磁铁矿粉、低灰煤泥以及蒙脱石粉末混合调制的重介质悬浮液在重力场中的稳定性及其流变特性,结果表明：在悬浮液密度一定的条件下,配入煤泥可以有效地提高其在重力场中的稳定|仅配入蒙脱石并不能提高延缓沉降趋势|而磁铁矿粉、蒙脱石与低灰煤泥混合配置的重介质悬浮液会因三者的协同作用,形成较显著的结构化,从而获得了最好的稳定性。此外,重介质悬浮液呈现符合幂律方程的假塑性特征,三种物料混合配置的重介质悬浮液在较高剪切率(70.22s-1)下的表观黏度可低至70mPa·s左右,且在更高剪切率(200s-1)下的表观黏度值可低至35mPa·s左右,更为符合重介质旋流器分选的悬浮液黏度低、稳定性好要求,且意味着适度提高重介质悬浮液中煤泥的灰分将有利于分选的稳定。     

基于PFC 2D高梯度磁场下煤粉干式磁选行为模拟

为了清晰认识煤粉磁选行为的特性,选取矩形磁钢-锥形聚磁介质闭合磁系提供高梯度磁场环境,建立了煤粉干式磁选过程磁性颗粒动力学模型。基于二维离散元软件PFC 2D,研究了干式磁分离过程磁性颗粒运动行为,考察了磁场强度、极距、比磁化率、锥角对颗粒运动轨迹中位移、速度、平均不平衡力的影响。结果表明：磁场强度、比磁化率越大,颗粒在磁场中受力越大,位移、速度变化越明显,有益于颗粒的磁力捕集;保持颗粒距锥尖相对距离l/2,极距越小,位移、速度变化趋势越大,越有利于磁性颗粒的吸附、系统的稳定;锥角为π3时,颗粒所受磁场力最大,系统易达到平衡状态;锥角对系统影响最弱,比磁化率较极距、磁场强度对系统影响大。     

司家营铁矿高梯度强磁选机磁介质改进试验

为改善司家营铁矿选厂高梯度强磁选作业对微细粒铁矿的回收效果,以现场高梯度强磁选给矿为研究对象进行了高梯度磁选机磁介质改进试验。单一磁介质试验表明,应用菱形磁介质时精矿铁品位随背景磁感应强度提高的降低幅度较应用棒介质时小,铁回收率提高幅度也较应用棒介质时小;在低背景磁感应强度时,采用菱形介质获得的精矿铁回收率较采用棒介质时高,在高背景磁感应强度时,采用棒介质获得的精矿铁回收率较采用菱形介质时高。在此基础上进行了菱形介质与Φ2.0mm棒介质按1∶1混合磁介质与单一磁介质对比试验,结果显示:不同背景磁感应强度下采用混合磁介质时选别指标均优于采用单一磁介质;背景磁感应强度为600 m T时,应用混合磁介质时获得的精矿铁品位较应用现场原介质提高了1.53个百分点,铁回收率提高了2.32个百分点,-0.045 mm粒级铁回收率提高了3.40个百分点。ANSYS有限元分析结果表明:混合磁介质兼具了菱形聚磁介质磁感应强度高与大直径棒介质作用深度大的优点,磁场梯度高,分布均匀,而且混合磁介质中的棒介质在捕捉磁性矿物的同时,还起到了改变进入分选区域的矿浆流向的作用,使矿浆流向菱形介质周围,使微细粒磁性矿物颗粒更易被菱形介质棒的上下尖端捕捉,合理利用了磁场空间,提高了对微细粒铁矿物的分选效率。     

采用水力旋流器和螺旋分选机处理粉煤的工艺计算与选择

水力旋流器和螺旋分选机是国外常用的粉煤分选设备。对于高灰或者难选粉煤,宜采用两段分选。文章通过对四种常用流程的模拟计算,确定了适宜的流程和条件,并分析了其优、缺点和适用范围。将此种工艺加在重介旋流器与浮选之间,为国内选煤厂设计和管理提供了新的思路。     

采用水力旋流器和螺旋分选机处理粉煤的1艺计算与选择

水力旋流器和螺旋分选机是国外常用的粉煤分选设备.对于高灰或者难选粉煤,宜采用两段分选.文章通过对四种常用流程的模拟计算,确定了适宜的流程和条件,并分析了其优、缺点和适用范围.将此种工艺加在重介旋流器与浮选之间,为国内选煤厂设计和管理提供了新的思路.