永磁強磁選機磁場分布優(yōu)化設計分析

本文從以下幾方面進行研究和分析，對PH型永磁盤式強磁選機磁場分布進行優(yōu)化設計，得到如下結論：

(1)介紹PH型永磁盤式強磁選機的結構與分選原理，分析影響尖齒形、半圓形、矩齒形和平面磁極對磁場分布的主要因素，指出永磁盤式磁選機在實際應用中存在的問題。

(2)采用復變函數(shù)數(shù)學理論方法求解半圓形、尖齒形和矩齒形幾種磁極的磁場分布，推導出分選空間內(nèi)磁場強度和磁場力理論計算公式。

(3)運用數(shù)學計算分析軟件Matlab對分選空間內(nèi)磁場強度和磁場力公式進行計算，得出分選空間內(nèi)磁場強度和磁場力的計算數(shù)值。與實測值進行對比，結果表明，計算值與實際測量值相近，在允許誤差范圍內(nèi)。說明推導的磁場強度和磁場力計算公式能正確反映分選空間內(nèi)磁場分布規(guī)律。本研究將數(shù)學計算分析軟件Matlab與復變函數(shù)推導相結合，簡化了磁場分布運算過程，為磁選機磁場分布的數(shù)值計算開辟了新途徑。

(4)分別調(diào)整尖齒形、半圓形和矩齒形三種磁極對尺寸結構參數(shù)，計算不同結構參數(shù)條件下磁場分布情況，通過對比分析，對磁場分布進行優(yōu)化設計。在最佳尺寸參數(shù)條件下，尖齒形、半圓形和矩齒形三種磁極對磁極頂點處磁場力大小分別為48.32×108Oe2/cm、42.74×108Oe2/cm和40.01×108Oe2/cm，比較而言，尖齒形磁極對磁選機分選空間內(nèi)磁場力最高。結合選礦工藝技術要求，采用尖齒形磁極對制造出結構合理的PL型永磁盤式強磁選機試驗樣機。

(5)應用PL型永磁盤式強磁選機樣機進行鉀長石除鐵試驗研究。根據(jù)礦石性質(zhì)，通過正交試驗和條件試驗探索背景磁場強度、磁盤轉(zhuǎn)速、礦漿濃度、磁性礦物沖洗水量和磁選時間等各個因素對除鐵效果的影響。在最佳試驗條件下，進行一段磨礦閉路試驗和中礦再磨閉路試驗，最終獲得較好的除鐵效果。原礦中Fe203含量從0.52%下降到0.19%，精礦產(chǎn)率83.32%，除鐵率68.29%。將這一試驗結果與PH型永磁盤式強磁選機進行對比，結果表明PL型永磁盤式強磁選機樣機選別指標和除鐵效果更好，且磁盤間距比原磁選機增大2mm，提高了處理能力。

(6)運用有限元分析軟件ANSYS對尖齒形、半圓形、矩齒形和平面磁極對構成的磁選機分選空間內(nèi)的磁場分布進行仿真模擬，將微觀的磁場分布轉(zhuǎn)化為可視的磁力線分布圖、磁通密度矢量圖和磁感應強度等值圖。結果表明，尖齒形、半圓形、矩齒形和平面磁極對構成的磁選機分選空間內(nèi)的最高磁場強度分別為2.13T、2.34T、1.96T和1.78T，半圓形磁極對磁極表面磁場強度高于尖齒形磁極對磁極表面的磁場強度。通過對比四種磁極對之間磁力線分布圖表明，半圓形磁極對分選空間內(nèi)磁場梯度低于尖齒形磁極對分選空間內(nèi)的磁場梯度，所以半圓形磁極對分選空間內(nèi)磁場力低于尖齒形磁極對分選空間內(nèi)的磁場力。這一結論與計算結果一致，從理論上揭示了尖齒形磁極對結構的永磁盤式磁選機具有較好分選效果的根本原因。