ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2000 года по МПК B03C1/24 H01F41/04 

Изобретение относится к области электромагнитной сепарации мелкодисперсных минералов в сухом порошкообразном продукте с целью обогащения.

Известно, что большинство из существующих магнитных сепараторов не позволяют произвести полного отделения магнитного продукта от слабомагнитного и немагнитного из-за интенсивного образования в магнитном поле сепаратора за счет магнитостатического взаимодействия устойчивых флокул и конгломератов, что приводит к снижению качества магнитного концентрата (1-4).

Наиболее близким к предложенному по совокупности существенных признаков является электромагнитный сепаратор, содержащий магнитную систему в виде двух электромагнитов, расположенных под углом друг к другу (устройство работает как сепаратор непрерывного действия) или параллельно друг к другу (устройство работает как анализатор периодического действия), включенных в сеть переменного тока через выпрямляющие диоды, к катоду одного из которых и аноду другого подключено начало обмоток одного и второго электромагнитов с возможностью создания пульсирующего магнитного поля (5).

Недостатком этого сепаратора является то, что градиентное магнитное поле, предназначенное для перемещения магнитной массы из зоны загрузки в зону сепарации и далее - зону разгрузки, создается за счет расположения электромагнитов под углом друг к другу с постоянной величиной градиентного магнитного поля, что не позволяет регулировать время нахождения магнитной массы в зоне сепарации и влиять на степень раскрытия магнитных флокул и селективность разделения сепарируемых продуктов. Кроме того, размещение электромагнитов под углом друг к другу приводит к тому, что в месте загрузки сепарируемого продукта расстояние между электромагнитами максимально, следовательно, напряженность магнитного поля понижена, в результате чего часть магнитного продукта теряется. Вывод магнитной массы из зоны разгрузки с помощью дополнительного электромагнита малоэффективен.

Предлагаемый электромагнитный сепаратор при его использовании обеспечивает получение технического результата - эффективного раскрытия магнитных флокул и селективного разделения мелкодисперсных магнитных и немагнитных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в электромагнитный сепаратор, содержащий магнитную систему в виде двух электромагнитов, расположенных с зазором, параллельно друг другу с двух сторон зоны сепарации, включенных в сеть переменного тока 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, питатель и приемник продуктов разделения, дополнительно введены крыльчатка и две токовые катушки. Катушки состоят из серии наложенных друг на друга обмоток с одинаковым числом витков, каждая последующая обмотка имеет увеличенный размер вдоль горизонтальной оси, равный расстоянию между соседними прорезями полюсных наконечников, и укладывается одной стороной в прорезь, а другой стороной за край полюсного наконечника области разгрузки магнитного продукта. Количество обмоток соответствует количеству прорезей, расположенных равномерно по всей длине полюсных наконечников. Эти дополнительные катушки обеспечивают создание регулируемого градиентного магнитного поля вдоль зоны сепарации для перемещения магнитного продукта. Разгрузка магнитного продукта производится механическим путем с помощью немагнитной крыльчатки, приводимой во вращение электродвигателем.

На фиг. 1 представлена схема электромагнитного сепаратора, а на фиг. 2 - его электрическая схема.

Сепаратор включает загрузочное устройство 1, два электромагнита, выполненные из Ш-образного электротехнического железа А и Б, с основными токовыми катушками 2 и 3, дополнительными катушками 4 и 5, диамагнитную кассету 6, приемник слабомагнитного и немагнитного продукта 7 и магнитного - 8.

Дополнительные катушки состоят из серии наложенных друг на друга обмоток с одинаковым числом витков. Каждая последующая обмотка имеет увеличенный размер вдоль горизонтальной оси, равный расстоянию между соседними прорезями полюсных наконечников, и укладывается: первая токовая обмотка одной частью в первую прорезь полюсного наконечника 9, а второй частью за край полюсного наконечника 10, вторая обмотка - во вторую прорезь 11 и край 10 и т.д. Количество обмоток соответствует количеству прорезей (в рассматриваемом случае в магнитопроводе имеется 20 прорезей, в которых укладывается 20 обмоток по 40 витков провода в каждой, на краю магнитопровода содержится 800 витков). Все обмотки соединены электрически последовательно между собой и образуют дополнительные катушки 4, 5, соединенные электрически через реостат 12 параллельно с основными катушками 2, 3 (фиг. 2). С помощью реостата регулируется величина тока в дополнительных катушках и, следовательно, продолжительность пребывания магнитной фракции в зоне сепарации. Вывод магнитного продукта из зоны сепарации осуществляется механическим путем с помощью немагнитной крыльчатки, размещенной на валу тихоходного электродвигателя 13.

Устройство работает следующим образом:
Сепарируемый продукт из загрузочного устройства 1 поступает в левую часть рабочей зоны сепаратора. Под действием пульсирующего магнитного поля, создаваемого основными токовыми катушками, магнитные частицы совершают возвратно-поступательные перемещения от одного электромагнита к другому с частотой 50 колебаний в секунду. При этом происходит частичное раскрытие флокул и разделение магнитной фракции от немагнитной. Немагнитные частицы осыпаются в приемник 7, а магнитные в виде облака (роя) под действием дополнительного градиентного магнитного поля перемещаются в область разгрузки магнитного продукта. Скорость перемещения и, следовательно, эффективность раскрытия магнитных флокул зависит от величины тока в дополнительных катушках. Чем мельче частицы сепарируемого продукта, тем большее время требуется для их полного раскрытия.

Основные технические параметры сепаратора.

Магнитопровод: высота 120 мм; ширина 65 мм; длина 1 60 мм; расстояние между электромагнитами 30 мм; количество прорезей в центральном полюсном наконечнике 20. Данные катушки: основные - 680 витков провода диаметром 1,0 мм. ПЭТВ - 1; дополнительные - 20 обмоток по 40 витков провода диаметром 0,5 мм. ПЭЛШО. Напряженность основного пульсирующего магнитного поля до 50 кА/м, максимального дополнительного от 0,2 до 12 кА/м. Вдоль зоны сепарации с градиентом 70 кА/м². Время нахождения частиц в зоне сепарации от 1 с и более. Размер сепарируемых частиц от 10 мкм до 1 мм. Магнитная восприимчивость от 1•10^-5 м³/кг и выше.

Заявляемый электромагнитный сепаратор позволяет осуществлять полное разрушение магнитных флокул и конгломератов, что приводит к высокой селективности сепарируемых продуктов. Например, при сепарации магнитного промпродукта с содержанием серы до 2% (за счет присутствия пирротина) получен концентрат с содержанием серы 0,1%.

Литература
1. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные и электрические методы обогащения. Учебник для вузов. "Недра", 1988 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 854466, кл. B 03 C 1/24.

3. Авторское свидетельство СССР N 668306, кл. B 03 C 1/10.

4. Авторское свидетельство СССР N 719695, кл. B 03 C 1/24.

5. Патент Российской Федерации N 2105613, кл. B 03 C 1/24, 1/26 (прототип).

Изобретение относится к электромагнитной сепарации мелкодисперсных минералов в сухом порошкообразном продукте с целью обогащения. Электромагнитный сепаратор включает магнитную систему в виде двух электромагнитов, с возможностью создания пульсирующего магнитного поля, питатель и приемник продуктов разделения, крыльчатку и две дополнительные токовые катушки, состоящие из серии наложенных друг на друга обмоток с одинаковым числом витков, каждая последующая обмотка имеет увеличенный размер вдоль горизонтальной оси, равный расстоянию между соседними прорезями полюсных наконечников, и укладывается одной стороной в прорезь, а другой - за край полюсного наконечника области разгрузки магнитного продукта, количество обмоток соответствует количеству прорезей, расположенных равномерно по всей длине полюсных наконечников. Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность разделения мелкодисперсных магнитных и немагнитных материалов. 2 ил.

Электромагнитный сепаратор, содержащий магнитную систему в виде двух электромагнитов, расположенных с зазором, параллельно друг другу с двух сторон зоны сепарации, включенных в сеть переменного тока 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, питатель и приемник продуктов разделения, отличающийся тем, что введены крыльчатка и две дополнительные токовые катушки, состоящие из серии наложенных друг на друга обмоток с одинаковым числом витков, каждая последующая обмотка имеет увеличенный размер вдоль горизонтальной оси, равный расстоянию между соседними прорезями полюсных наконечников и укладывается одной стороной в прорезь, а другой стороной за край полюсного наконечника области разгрузки магнитного продукта, количество обмоток соответствует количеству прорезей, расположенных равномерно по всей длине полюсных наконечников.