ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1998 года по МПК B03C1/24 B03C1/26 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано как сепаратор-анализатор.

Известно, что применение в магнитных сепараторах бегущих и комбинированных, создаваемых постоянными магнитами и электромагнитами переменного тока магнитных полей, повышает эффективность разделения тонкоизмельченных сильномагнитных руд [1 6]
Основной недостаток сепараторов с бегущим полем малая производительность.

Наиболее близким к предложенному по совокупности существенных признаков является сепаратор, включающий магнитную систему в виде двух автономных электромагнитов, расположенных с зазором относительно друг друга с двух сторон зоны сепарации, включенных в сеть переменного тока, питатель и приемники продуктов разделения [6]
Недостатком этого сепаратора является его непригодность для разделения минералов с близкими магнитными свойствами.

Предлагаемый электромагнитный сепаратор при его использовании обеспечивает получение технического результата повышение эффективности процесса разделения мелкодисперных материалов. В прототипе, как и в других аналогах, независимо от того, какое магнитное поле (постоянное, переменное) используется, магнитная сила в зоне сепарации направлена в одну сторону (наибольшего градиента). В предлагаемом сепараторе магнитные поля направлены навстречу друг другу и включаются поочередно. В результате этого в рабочей зоне образуется область, в которой магнитные минералы находятся в взвешенном состоянии в виде кипящего объема, что способствует полному раскрытию флокул непосредственно в зоне сепарации и эффективному разделению минералов.

Предлагаемый электромагнитный сепаратор содержат питатель, приемники продуктов разделения и магнитную систему. Магнитная система выполнена в виде двух автономных электромагнитов, расположенных с двух сторон зоны сепарации с зазором относительно друг друга: параллельно друг другу или под углом друг к другу, с возможностью регулирования угла и зазора между ними. Электромагниты включены в сеть переменного тока через выпрямляющие диоды с возможностью создания пульсирующего магнитного поля: к катоду одного диода подключено начало обмотки одного электромагнита, к аноду другого диода подключено начало обмотки второго электромагнита.

От наиболее близкого аналога предлагаемое устройство отличается тем, что электромагниты расположены параллельно друг другу или под углом друг к другу с возможностью регулирования угла и зазора между ними и включены в сеть переменного тока через выпрямляющие диоды с возможностью создания пульсирующего магнитного поля. При этом к катоду одного диода подключено начало обмотки одного электромагнита, к аноду другого диода подключено начало обмотки другого электромагнита.

На фиг. 1 изображен электромагнитный сепаратор; на фиг.2 схема подключения токовых катушек.

Сепаратор включает загрузочное устройство 1, два Ш-образных электромагнита 2 и 3 с токовыми катушками 4 и 5, каналы для вывода немагнитного продукта 6 и магнитного 7, электромагнит 8 для разгрузки магнитной фракции. Полюсные наконечники защищены диамагнитными пластинами 9 и 10. Питание токовых катушек осуществляется через сильноточные диоды 11 и 12. Начало обмотки одного электромагнита подключено к катоду одного диода, а начало обмотки второго электромагнита подключено к аноду другого диода.

Устройство работает следующим образом.

Исходный материал через загрузочное устройство 1 подают в рабочую зону сепаратора между электромагнитами 2 и 3. Под действием пульсирующего градиентного магнитного поля, образованного за счет поочередного включения электромагнитов, магнитные частицы совершают возвратно-поступательные перемещения от одного электромагнита к другому с частотой 50 Гц. Для предотвращения налипания магнитного продукта на полюсные наконечники последние защищены диамагнитными пластинами с регулируемым зазором между собой. Питание токовых катушек осуществляется таким образом, что в первый полупериод напряжения ток подается только в катушку 4, а во второй в катушку 5. Магнитные поля направлены навстречу друг другу. Подобное включение обеспечивает поворот частиц вокруг собственных осей на угол, зависящий от величины констант кристаллографической магнитной анизотропии и расположения легких осей намагничивания. В результате этого в рабочей зоне образуется область, в которой магнитные минералы находятся во взвешенном состоянии в виде кипящего объема. Вследствие этого происходит интенсивное разрушение магнитных флокул непосредственно в зоне сепарации. Немагнитный продукт, а также магнитный продукт, для которого магнитные силы оказываются недостаточными, осыпается и выводится через канал 6. Вывод магнитного продукта осуществляется за счет наличия дополнительного градиента магнитного поля, создаваемого путем расположения электромагнитов под углом друг к другу, вследствие чего облако перемещается в правую часть сепаратора. При кратковременном включении разгрузочного электромагнита 8 магнитные частицы окончательно выводятся из зоны сепарации и при выключении осыпаются в канал 7. Управление работой разгрузочного электромагнита осуществляется через контакторы, управляемые реле времени (не показаны).

Таким образом, впервые вместо бегущего поля использовано импульсное (пульсирующее) знакопеременное градиентное магнитное поле.

Регулируя напряженность магнитного поля, зазор между диамагнитными пластинами, а также угол между электромагнитами, можно создать условия не только для отделения мелкодисперсных (до 20 мкм) магнитных минералов от немагнитных, но и для разделения минералов с близкими магнитными свойствами. Данный сепаратор предназначен для разделения минералов в сухом виде.

Предлагаемый сепаратор может быть использован в качестве анализатора. Для этого электромагниты устанавливают параллельно друг другу. Включают максимальное магнитное поле, производится загрузка порции разделяемого продукта по всей длине рабочей зоны сепаратора и по мере уменьшения напряженности магнитного поля вариатором в канал для немагнитной фракции будут последовательно поступать разделяемые минералы от слабомагнитных до сильномагнитных, например гематит, гексагональные пирротины, моноклинные пирротины, титаномагнетиты, первоначально содержащие в зернах нераскрытый кварц или другие примеси и, в последнюю очередь, суперконцентрат.

Основные технические данные опытного образца лабораторного электромагнитного сепаратора. Электромагниты: ширина 120 мм, длина 190 мм, высота 160 мм. Ширина рабочей зоны сепарации 10 40 мм. Угол между электромагнитами до 15^o. Напряженность магнитного поля в зоне сепарации до 80 кА/м, ток питания электромагнитов до 5 А.

Испытания сепаратора проведены на высокосернистых железных рудах месторождений Сибири. Из исходного абаканского магнетитового промпродукта класса 0,07 мм с содержанием железа 45% и серы 2% получен концентрат, в котором железа 65% а серы 0,2% из ирбинской исходной руды класса 3+0 мм с содержанием железа и серы соответственно 47% и 1,4% выделен концентрат, содержащий железа 67% и серы 0,3% из казского первичного концентрата класса -2+0 мм, где 44% железа и 2% серы, получен концентрат, содержащий 64% железа и 0,4% серы. Концентраты выделены в одну операцию с выходом 60%
Использование предлагаемого сепаратора позволит увеличить извлечение железа при сухой сепарации на несколько процентов, а степень удаления серы в сравнении с методами, используемыми сегодня, выше в 4 5 раз.

Литература
1. Вериго К.Н. Магнитные сепараторы с бегущим полем (обзор). Горный журнал, N 11, 1958, с. 59 63.

2. Бикбов А.А. Комлев А.М. Кинжитаев Б.З. и др. Доводка магнетитовых концентратов на сепараторе с бегущим магнитным полем. В кн. Особенности обогащения тонковкрапленных руд черных металлов, М: Недра, 1985, с. 76 74.

3. Терехов В.П. Дейч В.С. Борознец А.Ф. и др. О применении сепараторов с бегущим магнитным полем. Обогащение руд, N 3, 1987, с. 30 32.

4. Авторское свидетельство СССР N 854 466, кл. B 03 C 1/24.

5. Авторское свидетельство СССР N 668 306, кл. B 03 C 1/10.

6. Авторское свидетельство СССР N 719 695, кл. B 03 C 1/24 (прототип).

Электромагнитный сепаратор предназначен для обогащения полезных ископаемых, особенно мелкодисперсных минералов с близкими магнитными свойствами. Магнитная система сепаратора выполнена в виде двух электромагнитов, расположенных с двух сторон зоны сепарации параллельно друг другу или под углом друг к другу с возможностью регулирования угла и зазора между ними. Электромагниты включены в сеть переменного тока через выпрямляющие диоды, к катоду одного из которых и аноду другого соответственно подключено начало обмоток одного и второго электромагнитов. За счет поочередного включения электромагнитов создается градиентное пульсирующее магнитное поле. 2 ил.

Электромагнитный сепаратор, содержащий магнитную систему в виде двух электромагнитов, расположенных с зазором относительно друг друга с двух сторон зоны сепарации, включенных в сеть переменного тока, питатель и приемники продуктов разделения, отличающийся тем, что электромагниты расположены параллельно друг другу или под углом друг к другу с возможностью регулирования угла и зазора между ними и включены в сеть через выпрямляющие диоды, к катоду одного из которых и аноду другого соответственно подключено начало обмоток одного и второго электромагнитов с возможностью создания пульсирующего магнитного поля.