МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2000 года по МПК B03C1/02 B03C1/30 

Изобретение относится к области разделения материалов и может быть использовано в горно-обогатительной, металлургической и других отраслях промышленности.

Технический результат изобретения - повышение эффективности обогащения слабомагнитных частиц за счет приложения магнитной силы неоднородного магнитного поля в зоне гравитационного разделения минералов, получаемого за счет центробежных сил вращения.

Известен циклонный электромагнитный сепаратор, включающий цилиндрический корпус, расположенный с наружной стороны корпуса электромагнитную систему, загрузочный и разгрузочный патрубки, причем корпус сепаратора снабжен магнитопроводом, выполненным в виде оболочки цилиндрической формы, и установлен соосно к корпусу с наружной его стороны [1].

Недостатком этого аппарата является флокулирование содержащихся в пульпе магнитовосприимчивых частиц, например, магнетита. Магнитное поле, действующее на магнитные частицы, за счет коэрцитивных сил укрупняет магнитные флокулы, захватывает слабомагнитные частицы, например, гематита, мартита и немагнитные частицы. Гидродинамические процессы внутри циклонного сепаратора приводят к разделению материала по крупности, вследствие чего снижается содержание полезного компонента (железа) в сливной части сепаратора - конечного продукта разделения, и повышению потерь железа в песковой части аппарата при обогащении руд смешанного состава, например магнетито-гематитовых кварцитов.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким является магнитный сепаратор, включающий рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный патрубок для подачи пульпы, разгрузочный патрубок концентрата в верхней части рабочей камеры, разгрузочный патрубок легких частиц в днище рабочей камеры [2].

Отсутствие концентратов в сепараторе не обеспечивает достаточное перемещение к разгрузочной части сепаратора магнитных и слабомагнитных частиц, т. е. в вертикальном направлении отсутствует разрушение флокул магнитной фракции, что приводит к засорению концентрата нерудным шламом, т.е. к низкой эффективности обогащения магнитных и слабомагнитных частиц, например, таких, как гематит, мартит.

Цель изобретения - достигаемый технический результат, повышение эффективности обогащения магнитных смешанных и слабомагнитных минералов.

Указанная цель достигается тем, что в магнитном сепараторе, включающем рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный патрубок для подачи пульпы, разгрузочный патрубок концентрата в верхней части рабочей камеры, разгрузочный патрубок легких частиц в днище рабочей камеры, рабочая камера выполнена параболической из немагнитного материала, а магнитная система имеет магнитные концентраторы переменной полярности, расположенные до разгрузочной зоны концентрата по винтовым линиям с полюсным шагом по вертикали меньшим, чем по горизонтали, загрузочный патрубок выполнен с тарельчатым питателем, снабженным выпускными отверстиями, и установлен в рабочей камере с возможностью регулирования подачи пульпы по высоте, причем патрубок разгрузки шлама установлен коаксиально патрубку разгрузки легких частиц с возможностью перемещения по высоте.

Поставленная цель достигается также тем, что разгрузочная зона концентрата рабочей камеры сообщена с приемным тороидальным кольцом посредством разгрузочного патрубка концентрата, а также тем, что отношение шага магнитных концентраторов по горизонтали к шагу по вертикали составляет 1,5 - 1,8, а также тем, что загрузочный патрубок с тарельчатыми питателем установлен на расстоянии 0,6 - 0,8 высоты рабочей камеры.

На фиг. 1 показан общий вид сепаратора, разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема процесса разделения материалов, на фиг. 4 - схема реагирования магнитного домена на изменение полярности воздействия.

Магнитный сепаратор содержит рабочую камеру 1 в виде параболической реторты, магнитную систему, состоящую из магнитопровода 2, магнитов 3 и магнитных концентраторов 4. Рабочая камера 1 выполнена из немагнитного материала, а магнитная система может быть электромагнитной или на постоянных магнитах, причем магниты 3 установлены таким образом, чтобы полюса магнитов чередовались. Концентраторы 4 магнитной системы расположены по винтовым линиям магнитопровода 2, причем подобранный экспериментально шаг магнитных концентраторов по высоте Б меньше, чем полюсный шаг В по горизонтали, и соответствует В = 1,5 - 1,8 • Б.

В рабочей камере 1 установлен загрузочный патрубок 5 тарельчатого питателя 6, снабженный выпускными отверстиями 7. Тарельчатый питатель 6 устанавливается вдоль оси магнитного сепаратора на расстоянии 0,6 - 0,8 высоты камеры 1 с возможностью регулирования подачи пульты по высоте. Разгрузочный патрубок концентратора 8 расположен вверху камеры 1 и сообщен с тороидальным приемным кольцом 9. Разгрузочный сливной патрубок 10 расположен в основании камеры 1 и коаксиально вставлен в патрубок 11 днища последней с помощью перемещения сливного патрубка вдоль оси сепаратора. Рабочая камера 1 установлена на подшипниках 12 для приведения во вращение посредством привода (не показан). Промывочная вода подается через тороидальный питатель 13 в разгрузочный патрубок концентратора 8.

Магнитный сепаратор работает следующим образом.

Рабочая камера 1 приводится во вращение приводом. Через загрузочный патрубок 5 тарельчатого питателя 6 подается ферромагнитная пульпа, которая благодаря выпускным отверстиям 7 питателя и центробежной силе равномерно распределяется в рабочем пространстве рабочей камеры 1. Скорость вращения рабочей камеры 1 выбирается такой, чтобы не происходил перелив пульпы в разгрузочный патрубок 8. Верхняя граница пульпы в камере 1 устанавливается в верхней ее части (фиг. 3), причем высота подъема пульты в сепараторе регулируется количеством подачи пульпы и скоростью вращения. Исполнение ленты концентраторов 4 по винтовым линиям и форма поверхности рабочей камеры 1 позволяет постепенно увеличивать магнитную силу, действующую на пульпу по ходу ее закручивания, спирали магнитных концентраторов 4 являются и направляющими потока концентрата, причем винтовые линии закручивания магнитных концентратов и потока пульпы в рабочей камере 1 сепаратора имеют противоположную направленность и находятся в "противотоке". Тарельчатый питатель 6 служит одновременно отсекателем завихрения потока пульпы, если такой возникает.

При вращении рабочей камеры 1 под действием центробежной силы частицы пульпы разделяются по удельному весу, при этом тяжелые частицы, например магнетит, гематит, мартит, прижимаются к стенке рабочей камеры сепаратора. Тонкие и легкие частицы - шламы находятся во взвешенном состоянии в центральной части сепаратор, более тяжелые и крупные частицы, в основном нерудные либо малорудные минералы - пустая порода, смещаются к поверхности рабочей камеры и под действием гидродинамического воздействия вращающейся пульты находятся во взвешенном состоянии вдоль поверхности рабочей камеры сепаратора. Тяжелые, например, железосодержащие частицы распределяются вдоль поверхности сепаратора и посредством доменной структуры скапливаются у полюсов ферромагнитных концентраторов 4 согласно своей полярности. При перемещении рабочей камеры 1 относительно магнитной системы сепаратора происходит резкое изменение полярности концентраторов 4 и магнитные частицы, отталкиваясь от ферромагнитных вставок, перемещаются в сторону, противоположную вращению потока пульпы. За счет перемагничивания ферромагнитных частиц разрушаются флокулы магнитной фракции пульпы, вследствие чего флокулы освобождаются от механически захваченных нерудных шламов, при этом повышается содержание полезного компонента. Например, железа в концентратах.

Магнитный материал, находящийся под действием центробежных сил на поверхности параболической рабочей камеры 1, захватывается ферромагнитными концентраторами 4 и перемещается по винтовым линиям внутренней поверхности стенки сепаратора к верхней разгрузочной зоне вследствие того, что межполюсное расстояние Б < В.

Так как рабочая камера 1 имеет форму параболы, на магнитный материал также действует центробежная сила, и тем больше, чем больше радиус сепаратора. Эта сила наряду с магнитной составляющей способствует перемещению магнитного материала вверх к разгрузочной части сепаратора, где магнитные продукты разгружаются через разгрузочный патрубок 8 и поступают в кольцевой приемник 9, из которого направляются на фильтрацию.

Пустая порода, пески уходят через нижний разгрузочный патрубок, причем тонкие шламистые частицы из центральной части рабочей камеры 1 удаляются посредством патрубка 10, зернистая часть пустой породы удаляется из сепаратора через разгрузочный кольцеобразный патрубок 12 днища рабочей камеры. Регулируя положение патрубка 10 по высоте, добиваются отделения шламистой и зернистой пульпы.

Предлагаемый сепаратор по сравнению с прототипом проще в изготовлении и конструкции, стабилен в работе, позволяет за счет центробежно-гравитационных сил и магнитного воздействия получать магнитный продукт в одну стадию с высоким содержанием полезного компонента в магнитной фракции, выделять пески и шламы.

Источники информации
1. А.С. СССР N 655432, кл. B 03 C 1/02, 1979 г.

2. А.С. СССР N 385623, кл. B 03 C 1/14, 04.06.73.

Изобретение относится к области обогащения руд в горно-обогатительной, металлургической и других отраслях промышленности. Сепаратор содержит рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный и разгрузочный патрубки. Рабочая камера выполнена параболической из немагнитного материала, а магнитная система имеет магнитные концентраторы переменной полярности, расположенные по винтовым линиям. Полюсный шаг между концентраторами по вертикали меньше шага по горизонтали. Загрузочный патрубок выполнен с тарельчатым питателем с выпускными отверстиями и установлен внутри рабочей камеры с возможностью регулирования подачи пульпы по высоте, а разгрузочный - в верхней ее части и сообщен с кольцевым тороидальным приемником. Приспособление для разгрузки шлама и легких частиц выполнено в днище рабочей камеры в виде коаксиально смонтированных патрубков. Изобретение повышает эффективность обогащения, в частности, слабомагнитных минералов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Магнитный сепаратор, включающий рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный патрубок для подачи пульпы, разгрузочный патрубок концентрата в верхней части рабочей камеры, разгрузочный патрубок легких частиц в днище рабочей камеры, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена параболической из немагнитного материала, а магнитная система имеет магнитные концентраторы переменной полярности, расположенные до разгрузочной зоны концентрата по винтовым линиям с полюсным шагом по вертикали меньшим, чем по горизонтали, загрузочный патрубок выполнен с тарельчатым питателем, снабженным выпускными отверстиями и установлен в рабочей камере с возможностью регулирования подачи пульпы по высоте, причем патрубок разгрузки шлама установлен коаксиально патрубку разгрузки легких частиц, с возможностью перемещения по высоте. 2. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что разгрузочная зона концентрата рабочей камеры сообщена с приемным тороидальным кольцом посредством разгрузочного патрубка концентрата. 3. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что отношение шага магнитных концентраторов по горизонтали к шагу по вертикали составляет 1,5 - 1,8. 4. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что загрузочный патрубок с тарельчатым питателем установлен на расстоянии 0,6 - 0,8 высоты рабочей камеры.