永磁场调控重介旋流器分选密度的磁系优化研究

摘要

作为一种高效的分选设备，三产品重介旋流器在选煤行业得到了广泛的应用。然而三产品重介旋流器二段分选密度难以在线调控的技术难题一直是选煤工业中亟待解决的核心问题。本论文利用钕铁硼永磁体构建径向永磁场作用于重介旋流器，进行了永磁场调控重介旋流器分选密度的磁系优化研究。
　　研究了四磁极交替(N-S-N-S)对称布置的二倍磁系和六磁极交替(N-S-N-S-N-S)对称布置的三倍磁系作用于重介旋流器不同位置时的介质分配规律。研究表明:二倍磁系和三倍磁系永磁场的设置，能够影响旋流器的介质分配，随着磁系厚度的增加，溢流密度和底流密度变化更明显。
　　进行了二倍磁系作用于重介旋流器溢流管、圆柱下端、锥部上端、锥部中间、锥部下端和底流口时的粗煤泥分选试验，研究了不同磁系厚度的二倍磁系作用于旋流器不同位置时对其分选密度的影响规律。研究表明:二倍磁系作用于溢流管能够降低旋流器的分选密度;作用于底流口能够提高旋流器的分选密度;作用于旋流器圆柱下端和锥部上端时，永磁场作用会破坏旋流器的正常分选;作用于锥部下端时，调控效果最佳，随着磁系厚度的变化，能够实现分选密度的双向调控。
　　进行了三倍磁系作用于重介旋流器溢流管和锥部下端的粗煤泥分选试验，研究了不同磁系厚度的三倍磁系作用于旋流器不同位置对其分选密度的影响规律。研究表明:三倍磁系永磁场作用于溢流管能够降低旋流器的分选密度，且作用效果比二倍磁系更好;作用于锥部下端时，随着磁系厚度的变化，也能够实现分选密度的双向调控。
　　设计了Ⅰ号齿板和Ⅱ号齿板，与钕铁硼永磁体有效结合，构建了两种四磁极交替布置的高梯度磁系，并利用高梯度磁系作用于旋流器溢流管、锥部下端和底流口，研究了不同磁系厚度的高梯度磁系永磁场对作用于旋流器不同位置时的介质分配规律。研究表明:两种高梯度磁系永磁场的设置，也能够影响旋流器的介质分配，随着磁系厚度的增加，溢流密度和底流密度变化更明显。
　　进行了Ⅰ号齿板和Ⅱ号齿板高梯度磁系作用于重介旋流器溢流管、锥部下端和底流口的粗煤泥分选试验，研究了不同磁系厚度的两种高梯度磁系作用于旋流器不同位置对其分选密度的影响规律。研究表明:作用于底流口时，高梯度磁系作用效果比普通二倍磁系作用效果更好，且Ⅰ号齿板高梯度磁系优于Ⅱ号齿板高梯度磁系。
　　借助ANSYS软件的电磁场分析功能，研究了二倍磁系、三倍磁系的磁场特性。模拟结果表明:磁系厚度越大，磁系颗粒所受磁场力越大，且三倍磁系比二倍磁系的磁力线分布更均匀、更密集，更又有利于磁性颗粒的吸附。模拟结果初步揭示了永磁场调控重介旋流器分选密度的原因在于永磁场的设置强化了磁性颗粒向旋流器内壁的运移和富集。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 选题目的和意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 结构参数调整旋流器二段分选密度的研究进展

1．2．2 磁场作用在选矿和选煤领域的发展及应用

1．2．3 高梯度磁场在选矿领域的发展及应用

1．3 研究内容、方法及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法和技术路线

第二章 试验系统、煤样和试验方法

2．1 试验系统构建

2．1．1 试验系统

2．1．2 分选系统主要设备

2．1．3 数据采集系统及主要设备

2．2 试验煤样性质

2．2．1 试验煤样粒度组成

2．2．2 试验煤样密度组成

2．3 试验研究方法

2．3．1 介质分配规律试验

2．3．2 粗煤泥分选试验

第三章 多磁极永磁场调控重介旋流器分选密度的试验研究

3．1 永磁体材料及性能参数

3．1．1 永磁体材料选择

3．1．2 永磁体的性能参数

3．2 二倍磁系永磁场调控重介旋流器分选密度的试验研究

3．2．1 作用于溢流管对重介旋流器分选密度的影响

3．2．2 作用于锥部对重介旋流器分选密度的影响

3．2．3 作用于底流口对重介旋流器分选密度的影响

3．3 三倍磁系永磁场调控重介旋流器分选密度的试验研究

3．3．1 作用于溢流管对重介旋流器分选密度的影响

3．3．2 作用于锥部下端对重介旋流器分选密度的影响

3．4 二倍磁系作用于锥部下端时的重选工艺效果评定

3．4．1 评价指标

3．4．2 试验条件

3．4．3 分配曲线

3．5 本章小结

第四章 高梯度磁场调控重介旋流器分选密度的试验研究

4．1 高梯度发生装置的设计

4．2 高梯度磁场作用下重介旋流器介质分配规律试验

4．2．1 Ⅰ号齿板高梯度磁场作用下的介质分配规律

4．2．2 Ⅱ号齿板高梯度磁场作用下的介质分配规律

4．3 Ⅰ号齿板高梯度磁场作用下的粗煤泥分选试验

4．3．1 作用于重介旋流器溢流管

4．3．2 作用于重介旋流器锥部下端

4．3．3 作用于重介旋流器底流口

4．4 Ⅱ号齿板高梯度磁场作用下的粗煤泥分选试验

4．4．1 作用于重介旋流器溢流管

4．4．2 作用于重介旋流器锥部下端

4．4．3 作用于重介旋流器底流口

4．5 本章小结

第五章 磁场特性分析

5．1 ANSYS电磁场分析功能介绍

5．2 ANSYS软件模拟过程

5．2．1 前处理模块

5．2．2 分析计算模块

5．2．3 后处理模块

5．3 磁场特性模拟结果分析

5．3．1 二倍磁系作用于底流口时的磁场特性分析

5．3．2 二倍磁系和三倍磁系作用于溢流管时的磁场特性分析

5．3．3 二倍磁系作用于锥部下端时的磁场特性分析

5．4 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 主要结论

6．2 今后研究工作的建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文