专利名称：湿法测定磁性物含量的永磁测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可广泛用于选矿、选煤等矿物加工及粮食、茶叶生产等诸多
行业进行磁性物含量测定装置，具体说是涉及一种湿法测定磁性物含量的永磁测定仪。
背景技术：
国民经济的迅速发展使得各行各业对矿物资源的需求越来越多，矿物资源的深加 工利用显得越来越重要；而对各种矿物物性的研究是加工利用的前提和基�。黄渲写判晕� 含量是物性研究的一项重要内容。粉体中磁性物的含量是选矿、选煤等矿物加工及粮食、茶 叶生产等诸多行业十分关注的一个指标，测定矿物中磁性物的含量，是进行矿物分选的基 础。 通过对矿物中磁性物含量的定量分析，可以了解矿物的可选性状况，为制定合理 的分选工艺过程提供依据；同时还可作为磁选设备生产企业的一项重要技术指标。磁性 物的含量测定在选矿、各种稀有、有色金属矿、非金属矿提纯等矿物加工以及冶金、磨料、粮 食、茶叶等诸多行业领域有着重要的应用。 磁性物在各种粉体中的化学成分、赋存方式差别很大，致使不同的行业执行的测 量标准很不统一，测量方法千差万别，相应地所采用的磁性物测定设备更是各具千秋。典型 的磁性物含量测定方法及相应装置如下 在重介质选煤生产中，磁性物含量的测定是一项经常性的项目，不但要对重介质 本身的磁性物含量进行测定，还要对悬浮液中磁性物含量、磁选机尾矿和各种分选产品中 的磁性物含量进行测定。当前选煤行业普遍采用一定细度的磁铁矿粉来配置分选用重悬浮 液，磁铁矿粉中磁性物的含量直接决定了重悬浮液的分选特性和生产成本。选煤行业执行 的测定标准是选煤厂检查标准MT/T808-1999，测定磁性物的含量实际上就是测定Fe304的 含量，测试方法和装置主要有简易测定法和磁选管测定法。 (1)简易测定法使用两块玻璃和一块永磁铁，称取一定量的磁铁矿粉(或lmm以 下的待测样)均匀铺到一块玻璃上，另一块则置于其上，相距5-10mm ;然后将磁铁在上层玻 璃板上来回移动，使磁性物吸附到上层玻璃上，再将磁铁和上层玻璃一起移到事先准备好 的瓷盘上，拿掉磁铁使磁性物脱落在瓷盘中。如此反复数次，直到磁性物全部吸出，称其质 量，计算磁性物含量。简易法测定结果总体误差较大、且无规律。磁选管法测定小于lmm试 样的磁性物含量时冲洗困难，影响了测试结果的准确性。 (2)磁选管法采用的主要测量仪器是磁选管。磁选管是当前应用最广泛的磁性物 含量测定仪器，由安装底座、C形铁芯、激磁绕组、传动机构、玻璃管及其支架等部分组成； 具有不同磁性的矿物粒子，通过磁选管形成的磁场，必然要受到磁力和机械力(重力及流 体作用)的作用；由于磁性较强和磁性较弱的矿粒所受的磁力不同，便产生了不同的运动 轨迹；磁性较强的颗粒富集在两磁极中间，而磁性弱的颗粒则在水流的作用下排出，由于磁 选管与磁极间的相对往复运动，使得磁极间的物料产生"漂洗作用"，将夹杂在磁性颗粒间 的非磁性颗粒冲洗出来，于是物料颗粒按其磁性不同分选为两种单独的产物。
3[0008] 电感式磁性物含量计亦是重介选煤工艺所使用的一种测定重悬浮液中磁性物含 量或间接测量煤泥量的重要测定仪器。其工作原理是当某种含磁性物质的悬浮液通过变 送器线圈时，磁性物含量变化会导致线圈电感量变化，从而得出测量结果，因为只有重悬浮 液中的磁性物对线圈电感起作用，因此可通过测量线圈电感确定重悬浮液的磁性物含量。 但目前采用的重悬浮液磁性物含量的测定方法存在抗干扰能力差、工作不够稳定的问题， 影响了测量结果的准确度。 冶金行业测定矿石中的磁性物，执行的标准是GB6730. 5_1986，其主要是测定矿石 中含铁矿物的含量(比磁化系数大于3000 X 10—6cm3/g)，现在广泛采用以下3种方法进行磁 性铁的测定(l)手工内磁选法然后用带有铜(或玻璃)套的永久磁铁，把磁性矿物选出， 用洗瓶淋洗磁铁把吸附在上面的磁性矿物冲掉，借抽出磁铁，把磁性矿物放入另一烧杯中， 反复数次，直至试样中的磁性矿物全部选出为止；(2)手工外磁选法称取0-100g试样于 烧杯中，加入约20ml水使试样完全湿润，用永久磁铁(隔烧杯底测得磁场强度为900±100 奥斯特)紧贴烧杯底部移动，使磁性矿物移向一侧，然后倾出非磁性矿物，再用水冲散烧杯 中矿样，重复操作，直至倾出的水中无矿物为止；(3)WFC-3型磁选仪磁选法称取0-100g试 样于烧杯中，加入约20ml水使试样完全湿润，由于磁力的作用，磁性矿粒偏离其垂直下落 的轨迹被吸附在磁极近处的管壁上，而非磁性颗�？看沽退髁芟吹淖饔孟侣洌捎诳� 架上永久磁铁的极性正负相反排列，并能做垂直向往复运动，从而使磁性矿粒所在位置的 磁场方向交替变换，磁性矿粒随之成180°翻转，减少了磁性矿粒对非磁性矿粒的夹带，使 磁性矿粒与非磁性矿粒完全分离。手工磁选法操作虽然简单但准确度不高、重复性差。而 WFC-3型磁选仪磁选法采用钕铁硼永磁体作为磁铁测试精度高、重现性好。 小麦粉体中磁性金属物的测定是小麦质量强检的一项重要指标。在小麦粉体磁性 物含量测定时，常用的有磁性金属物测定器法、磁铁吸引法和"双磁法"等，其中磁性金属物 测定器法受小麦粉中添加剂的影响较大，磁铁吸引法重复性差、双试验误差较大；现在常用 的是双磁法。双磁法是磁性金属物测定器和磁铁吸引的结合，所谓双磁即磁性金属物测定 器的电磁铁和磁铁吸引的永磁体的有机结合，相对操作方法科学、测定结果准确。但双磁法 中要使用四氯化碳且用量较大，而四氯化碳具有毒性，对实验人员和环境都有直接的�：�。 虽然目前磁性物测定技术较成熟，但其中一类存在人工操作费时费力、测定数据 误差大，重现性较差，另一类虽避免了上述问题而多采用电磁磁系，设备占地面积及运行成 本均较高，结构复杂，测定操作过程繁琐，有的甚至对实验人员和环境有害；同时分选区背 景场强多在1T以下，难以满足弱磁性粉体测定的需要；而且磁场强度不能满足同时测定多 种不同磁性物磁性的需要，适应性不强。
发明内容本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种湿法 测定磁性物含量的永磁测定仪。 本实用新型的目的可通过以下技术措施来实现 本实用新型的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪包括 a、分别采用铁氧体磁性材料、普通钕铁硼NdFeB磁性材料和高性能钕铁硼NdFeB 材料制成相同规格尺寸的磁钢，采用在每两相邻的磁钢之间夹以高导磁轭片的结构方式，通过挤压方式构建出至少两个梯次磁源； b、利用高导磁不锈钢制成的环形介质网或钢毛聚磁介质，将环形介质网或钢毛聚 磁介质填充在聚磁介质填充区(即分选空间)中，且聚磁介质填充区所填充的聚磁介质可 依次由稀到密设置，所述聚磁介质填充区与其所对应的梯次磁源构成梯次闭合磁系； c、采用一个压力装置实现梯次磁源在一个圆柱形筒体内作往复运动，往复进入和 离开分选空间，从而实现磁性物的吸出、收集和测定。 更具体说本实用新型的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪包括通过结合件竖直 安装在机架上的圆柱形筒体，以同轴线方式通过连接杆件间隔安装在圆柱形筒体内的梯次 磁源一和梯次磁源二 ；且圆柱形筒体的内腔通过间隔设置的梯次磁源一和梯次磁源二被分 割成位于梯次磁源二下方的梯次磁源非工作区二、位于梯次磁源一和梯次磁源二之间的梯 次磁源非工作区一；环绕梯次磁源一和梯次磁源二所处位置的相应圆柱形筒体段上分别设 置有聚磁介质填充区一、聚磁介质填充区二，且在每段聚磁介质填充区的上、下端分别设置 有进出料管口 ；用于驱动梯次磁源沿圆柱形筒体内腔作上下位移运动的压力装置设置在圆 柱形筒体的上端。 本实用新型中所述的用于连接安装梯次磁源一和梯次磁源二的连接杆件是由三 根通过双头螺栓相互连接的芯轴组成，其中上、下两根芯轴分别穿装在梯次磁源一和梯次 磁源二的芯轴孔内，并通过位于双头螺栓两端的紧固螺母加以固定，位于中间的芯轴的上 下两端分别通过双头螺栓与上下两根芯轴相结合。 本实用新型中所述压力装置为由压力气源驱动的气缸，该气缸的活塞杆通过双头 螺栓与用于连接安装梯次磁源一和梯次磁源二的连接杆件上端相结合。 本实用新型中所述梯次磁源采用同极排斥聚磁技术将多块同规格的径向充磁的 分别由铁氧体磁性材料、普通NdFeB材料、高性能NdFeB材料制作而成的永磁圆环，通过在 每两相邻的磁钢之间夹以高导磁轭片的结构方式以挤压方式构建而成。 本实用新型的工作原理如下 (1)首先通过控制气缸使梯次磁源处在非工作区，填充上聚磁介质，使梯次磁源进
行往复运动是否正常；然后通过试验性矿桨检查整个装置是否运行正常。
(2)使梯次磁源处在分选空间之中，通入事先称重的物料，配成一定浓度的矿浆
进行磁性物的分选、析出；为使矿样中的磁性物被彻底被析出，可使矿浆反复通过分选工作区。
(3)待磁性物在聚磁介质上富集得差不多饱和时，停止给矿，通过气缸使梯次磁源 处在非工作区；通入有压水实现磁性物卸料，然后烘干称重，即可计算磁性物含量。 本实用新型的有益效果如下 (1)操作省时省力、测定数据误差�。叵中越虾茫苊饬松鲜鑫侍舛嗖捎糜来� 梯次磁源与聚磁介质构建磁系，使设备制造运行成本均低大大降低；对实验人员和环境均无害。 (2)同时由梯次永磁磁源同时提供场强分布不同的分选区背景场强，磁场强度能 满足同时测定多种不同磁性物磁性的需要，适应性强，聚磁介质填充在梯次磁源周围能够 充分永磁体的分选空间。
(3)磁源使用高性能钕铁硼永磁材料采用排斥挤压导磁技术，分选背景场强高，聚磁介质可大大提高磁场梯度，从而增大磁性物所受磁力，达到提高测试精度高、分选效果的 目的，满足弱磁性粉体测定的需要。
(4)该装置整体结构简单、工作可靠、测定测试过程简单、使用维护简便。
(5)入料方式灵活，既可自上到下进行给料；亦可自下到上进行入料。特别是自下
到上入料时使磁性物自身的重力由竞争力转变为分选力。
图1是本实用新型的总体结构示意图。
图2是本发明的梯次磁源结构示意图。 图2-l是图2的侧视图。 图3梯次永磁磁源单元结构示意图。 图3-l是图3的侧视图。 图中序号1、进出气阀，2、气缸，3、连接杆件(双头螺栓)，4、密封圈，5、进出料管 口，6、梯次磁源非工作区一，7、梯次磁源二，8、腔套管，9、机架，10、梯次磁源非工作区二， 11、梯次磁源一，12、聚磁介质填充区一，13、聚磁介质填充区二， 14、气缸活塞，15、用于穿装 连接杆件的梯次磁源芯轴孔，16、圆柱形筒体连接体，17、圆柱形筒体，18、铁氧体材料，19、 普通NdFeB材料，20、高导磁轭片，21、高性能NdFeB材料，22、永磁圆环。
具体实施方式本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步详述 如图1、2所示，本实用新型的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪包括 a、分别采用铁氧体磁性材料、普通钕铁硼NdFeB磁性材料和高性能钕铁硼NdFeB
材料制成相同规格尺寸的磁钢，采用在每两相邻的磁钢之间夹以高导磁轭片的结构方式，
通过挤压方式构建出至少两个梯次磁源； b、利用高导磁不锈钢制成的环形介质网或钢毛聚磁介质，将环形介质网或钢毛聚 磁介质填充在聚磁介质填充区(即分选空间)中，且聚磁介质填充区所填充的聚磁介质可 依次由稀到密设置，所述聚磁介质填充区与其所对应的梯次磁源构成梯次闭合磁系； c、采用一个压力装置实现梯次磁源在一个圆柱形筒体内作往复运动，往复进入和 离开分选空间，从而实现磁性物的吸出、收集和测定。 更具体说本实用新型的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪包括通过结合件竖直 安装在机架9上的圆柱形筒体17，以同轴线方式通过连接杆件间隔安装在圆柱形筒体内的 梯次磁源一 11和梯次磁源二 7 ;且圆柱形筒体的内腔通过间隔设置的梯次磁源一 11和梯 次磁源二7被分割成位于梯次磁源二下方的梯次磁源非工作区二 10、位于梯次磁源一 11和 梯次磁源二 7之间的梯次磁源非工作区一 6 ;环绕梯次磁源一 11和梯次磁源二 7所处位置 的相应圆柱形筒体段上分别设置有聚磁介质填充区一 13、聚磁介质填充区二 12，且在每段 聚磁介质填充区的上、下端分别设置有进出料管口 5 ;用于驱动梯次磁源沿圆柱形筒体内 腔作上下位移运动的压力装置设置在圆柱形筒体的上端。 本实用新型中所述的用于连接安装梯次磁源一 11和梯次磁源二 7的连接杆件是 由三根通过双头螺栓相互连接的芯轴组成，其中上、下两根芯轴分别穿装在梯次磁源一11
6和梯次磁源二 7的芯轴孔15内，并通过位于双头螺栓两端的紧固螺母加以固定，位于中间的芯轴的上下两端分别通过双头螺栓与上下两根芯轴相结合。 本实用新型中所述压力装置为由压力气源驱动的气缸2，该气缸的活塞杆通过双头螺栓与用于连接安装梯次磁源一 11和梯次磁源二 7的连接杆件上端相结合。[0046] 本实用新型中所述梯次磁源采用同极排斥聚磁技术将多块同规格的径向充磁的分别由铁氧体磁性材料18、普通NdFeB材料19、高性能NdFeB材料21制作而成的永磁圆环22，通过在每两相邻的磁钢之间夹以高导磁轭片20的结构方式以挤压方式构建而成(参见图2、图2-l、图3、图3-1)。 更具体讲，本实用新型中所述梯次磁源分别采用铁氧体、普通钕铁硼NdFeB磁性材料和高性能钕铁硼NdFeB材料制成相同规格的磁钢，再利用排斥聚磁技术将上述磁钢中间夹以与磁钢同规格的高导磁轭片挤压在一起，三种不同材料构成的梯次磁源在长度方向上的比例可根据物性要求确定。由于任意一个导磁轭片两边的磁体都是同一极性，排斥状态聚磁技术使得导磁轭片两边强永磁体发出的磁通都被迫从轭片的四周"挤出"，从而形成了磁源表面的强弱依次差异的工作磁感应强度和磁场梯度。导磁轭片的材料为电工纯铁、低碳钢或铁钴钒FeCoV合金。 在本实用新型中利用气缸来带动两个(或多个)梯次磁源做往复运动，用于控制梯次磁源往复进入或离开分选空间，进而实现物料梯次分选、排料、收集和测定，其往复运动行程应能保证不管聚磁介质卸料时，两个(或多个)永磁梯次磁源均离开分选空间，以便磁性物排除、收集和测定。 本实用新型的辅助装置主要包括输送有压矿浆的软管和相应的控制流量的阀体及控制气缸运动的气压阀等。通过控制流量的阀体可实现均匀给料，且可控制给料量的多少；通过气压阀可以控制多个梯次磁源的运动。 若要实现工业化实际生产可将多台并行使用或直接增大梯次磁源及相应聚磁介质的规格尺寸。
权利要求一种湿法测定磁性物含量的永磁测定仪，其特征在于所述装置包括通过结合件竖直安装在机架上的圆柱形筒体，以同轴线方式通过连接杆件间隔安装在圆柱形筒体内的梯次磁源一(11)和梯次磁源二(7)；且圆柱形筒体的内腔通过间隔设置的梯次磁源一(11)和梯次磁源二(7)被分割成位于梯次磁源二下方的梯次磁源非工作区二(10)、位于梯次磁源一(11)和梯次磁源二(7)之间的梯次磁源非工作区一(6)；环绕梯次磁源一(11)和梯次磁源二(7)所处位置的相应圆柱形筒体段上分别设置有聚磁介质填充区一(13)、聚磁介质填充区二(12)，且在每段聚磁介质填充区的上、下端分别设置有进出料管口(5)；用于驱动梯次磁源沿圆柱形筒体内腔作上下位移运动的压力装置设置在圆柱形筒体的上端。
2. 根据权利要求1所述的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪，其特征在于所述的用于连接安装梯次磁源一 (11)和梯次磁源二 (7)的连接杆件是由三根通过双头螺栓相互连接的芯轴组成，其中上、下两根芯轴分别穿装在梯次磁源一 (11)和梯次磁源二 (7)的芯轴孔内，并通过位于双头螺栓两端的紧固螺母加以固定，位于中间的芯轴的上下两端分别通过双头螺栓与上下两根芯轴相结合。
3. 根据权利要求1所述的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪，其特征在于所述压力装置为由压力气源驱动的气缸(2)，该气缸的活塞杆通过双头螺栓与用于连接安装梯次磁源一 (11)和梯次磁源二 (7)的连接杆件上端相结合。
4. 根据权利要求1所述的湿法测定磁性物含量的永磁测定仪，其特征在于所述梯次磁源采用同极排斥聚磁技术将多块同规格的径向充磁的分别由铁氧体磁性材料(18)、普通NdFeB材料(19)、高性能NdFeB材料(21)制作而成的永磁圆环(22)，通过在每两相邻的磁钢之间夹以高导磁轭片(20)的结构方式以挤压方式构建而成。
专利摘要一种湿法测定磁性物含量的永磁测定仪，其特征在于所述装置包括通过结合件竖直安装在机架上的圆柱形筒体，以同轴线方式通过连接杆件间隔安装在圆柱形筒体内的梯次磁源一和梯次磁源二；且圆柱形筒体的内腔通过间隔设置的梯次磁源一和梯次磁源二被分割成位于梯次磁源二下方的梯次磁源非工作区二、位于梯次磁源一和梯次磁源二之间的梯次磁源非工作区一；环绕梯次磁源一和梯次磁源二所处位置的相应圆柱形筒体段上分别设置有聚磁介质填充区一、聚磁介质填充区二，且在每段聚磁介质填充区的上、下端分别设置有进出料管口；用于驱动梯次磁源沿圆柱形筒体内腔作上下位移运动的压力装置设置在圆柱形筒体的上端。
文档编号G01N1/34GK201464315SQ20092009208
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者刘鹏, 史长亮, 焦红光, 马娇 申请人:河南理工大学
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