МАГНИТОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B03C1/30 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и предназначено для разделения сырья по плотности, в частности при переработке гравитационных концентратов золота и алмазов в горной промышленности.

Известен ряд конструкций магнитожидкостных сепараторов, включающих магнитную систему с полюсными наконечниками, между которыми расположена камера с магнитной жидкостью. Магнитная жидкость, находясь в неоднородном магнитном поле, приобретает различное квазиутяжеление. Частицы сырья различной плотности, поступая в камеру через патрубок подачи, либо тонут на дно под действием собственного веса, либо всплывают на поверхность, либо занимают промежуточное положение в камере. На разных уровнях в камере расположены приемники продуктов разделения, где собираются различные фракции.

Недостатком таких сепаратоpов является малая производительность и резкое снижение их эффективности при разделении тонких классов сырья.

Ближайшим техническим решением является магнитожидкостный сепаратор Magstream американской фирмы Intermagnetics General Corporation (IGC). Сепаратор содержит корпус, полый цилиндрический ротор, установленный вертикально, в верхнем торце которого расположен центральный патрубок подачи сырья. С внешней стороны вокруг ротора расположена магнитная система, генерирующая магнитное поле, градиент величины которого направлен от оси ротора к его периферии. Через патрубок подачи сырья в ротор поступает смесь исходного сырья с магнитной жидкостью. Частицы сырья, двигаясь вдоль оси ротора под действием центробежных сил, перемещаются к наружной оболочке ротора и удерживаются на определенном радиусе в зависимости от своей плотности, т.е. менее плотные ближе к оси ротора, более плотные ближе к наружной оболочке ротора. На нижнем торце ротора установлены цилиндрические делители приемники, через которые происходит сбор фракций. Такой сепаратор способен делить частицы по плотности в диапазоне 1,5-21 г/см, крупностью 60-600 мкм.

Однако эффективность работы такого сепаратора при крупности частиц менее 60 мкм неудовлетворительна. Это объясняется тем, что создание квазиутяжеления магнитной жидкости по внутреннему объему ротора до больших величин, позволяющих увеличить скорость вращения и центробежные силы, действующие на частицы сырья, весьма затруднительная задача, требующая для своего решения высоких магнитных полей и приводящая к большому энергопотреблению. Либо крайне сокращается расстояние, на котором располагаются фракции сырья на выходе из ротора у делительной перегородки, что нарушает процесс разделения.

Цель изобретения разделение по плотности тонкодисперсных частиц сырья, при одновременном увеличении удельной производительности сепаратора и снижении его энергопотребления.

Для достижения этой цели в сепараторе, включающем корпус, магнитную систему, ротор, патрубок подачи сырья, расположенный у одного из торцов ротора, и устройство слива, установленное у другого торца, магнитная система выполнена как кольцевой ряд постоянных магнитов, установленных по окружности на внутренней поверхности оболочки ротора с зазорами между собой так, что вектор напряженности магнитного поля постоянных магнитов направлен по касательной к окружности ротора, на гранях магнитов, образующих внутренний диаметр кольцевого ряда, установлены немагнитные продольные проставки, на том торце ротора, где расположено устройство слива, вплотную к магнитам установлена кольцевая стенка, примыкающая наружным диаметром к оболочке ротора, а внутренним к внутреннему диаметру кольцевого ряда постоянных магнитов.

Поток смеси магнитной жидкости и исходного сырья, поступая в ротор через центральный патрубок подачи, отбрасывается от оси ротора под действием центробежных сил, и движется тонким слоем к сливу на уровне внутреннего диаметра кольцевого ряда постоянных магнитов в каналах, между стенок, образованных гранями магнитов, обращенных друг к другу, и немагнитными проставками. Этот слой потока движется в зоне максимальных выталкивающих сил. Частицы сырья под действием центробежных сил, в зависимости от плотности, либо проваливаются в межмагнитные зазоры и оседают на его дне, либо выталкиваются на поверхность потока и выбрасываются через внутренний диаметр кольцевой стенки в слив.

Предложенное устройство может быть использовано в горной промышленности, в частности для переработки золото- и алмазосодержащих гравитационных концентратов, следовательно, оно является промышленно применимым.

На фиг. 1 представлен общий вид магнитожидкостного сепаратора; на фиг.2 сечение А-А.

Сепаратор содержит коpпус 1, ротор 2, центральный патрубок подачи сырья 3, устройство слива 4, электропривод 5, кольцевой ряд постоянных магнитов 6, установленных с зазором b, на гранях магнитов, обращенных к центру ротора, установлены немагнитные проставки 7, на торце ротора, у слива, вплотную к магнитам, установлена кольцевая стенка 8.

Сепаратор работает следующим образом.

В начале процесса в ротор через патрубок подачи подается магнитная жидкость, которая заполняет межмагнитные зазоры b. Магнитная жидкость в межмагнитном пространстве приобретает квазиутяжеление, пропорциональное величине индукции магнитного поля и его градиента. Максимальная величина этого утяжеления находится у края межмагнитного зазора b на уровне внутреннего диаметра кольцевого ряда постоянных магнитов. Во вращающийся ротор 2, через центральный патрубок 3, подается смесь исходного сырья с магнитной жидкостью. Частицы исходного сырья, перемещаясь в тонком слое потока магнитной жидкости, в межмагнитном зазоре на уровне внутреннего диаметра кольцевого ряда постоянных магнитов, под действием центробежных сил, в зависимости от своей плотности, либо преодолевают выталкивающую силу магнитной жидкости и проваливаются в межмагнитные зазоры, либо выталкиваются на поверхность и движутся в потоке пульпы, выбрасываясь затем в слив через внутренний диаметр кольцевой стенки 8. По мере накопления тяжелых частиц в межмагнитных зазорах, что может быть определено, например, объемом переработанного сырья, ротор останавливается для извлечения этой фракции.

Диапазон разделения частиц по плотности в таком устройстве можно регулировать либо электроприводом, изменяя скорость вращения ротора, либо изменением величины зазора между магнитами, с помощью, например, межмагнитных прокладок.

Немагнитные проставки, установленные на гранях постоянных магнитов, обращенных к центру ротора, служат для организации каналов протекания потоков пульпы в тонком слое в межмагнитном зазоре.

В целях экономии материала постоянных магнитов, рационально выполнить из него лишь ту часть кольцевого ряда, которая образует внутренний диаметр и примыкает к немагнитным проставкам.

Использование такого сепаратора, как и любого другого магнитожидкостного, наиболее рационально для извлечения золота или алмазов из концентратов, т. е. в дорогостоящих технологических процессах с небольшими объемами переработки.

В предлагаемом устройстве происходит центрифугирование сырья в тонком слое, что в несколько раз сокращает время сепарации, кроме того, магнитное поле должно быть создано не на большой глубине, а лишь в зазоре между магнитами, что облегчает конструкцию сепаратора, снижает его стоимость и сокращает энергопотребление.

В качестве примера конкретного выполнения сепаратора может служить магнитожидкостный сепаратор для переработки гравитационных концентратов золота (класса -0,04 мм) производительностью 50 кг/ч (по пульпе). Магнитожидкостный сепаратор содержит ротор, наружный диаметр которого 100 мм, длина 100 мм. Внутренний диаметр кольцевого ряда магнитов марки НБ-240 составляет 70 мм. Магниты установлены с аксиальным зазором между собой 5 мм. Частота вращения ротора 750 об/мин. Мощность электропривода 50 Вт.

Использование: для разделение сырья по плотности, при переработке гравитационных концентратов золота и алмазов в горной промышленности. Сущность изобретения: сепаратор, содержащий корпус, магнитную систему, ротор, патрубок подачи сырья, расположенный у одного из торцов ротора, и устройство слива, установленное у другого торца. Магнитная система выполнена из линейных постоянных магнитов, установленных вдоль образующей ротора с зазорами между собой так, что вектор напряженности магнитного поля постоянных магнитов направлен по касательной к окружности ротора. Ротор снабжен накладками и кольцевой стенкой. Накладки размещены на обращенных к оси ротора сторонах постоянных магнитов, а кольцевая стенка размещена на торце ротора, обращенном к приспособлению для слива и выполнена высотой, равной высоте постоянных магнитов. 2 ил.

МАГНИТОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР, включающий корпус, магнитную систему, цилиндрический ротор, патрубок подачи сырья, приспособление для слива, установленные у другого торца ротора, отличающийся тем, что магнитная система выполнена из линейных постоянных магнитов, установленных с зазором относительно друг друга вдоль образующей ротора, ротор снабжен накладками и кольцевой стенкой, при этом накладки размещены на обращенных к оси ротора сторонах постоянных магнитов, а кольцевая стенка размещена на торце ротора, обращенном к приспособлению для слива, и выполнена высотой, равной высоте постоянных магнитов.