МАГНИТНЫЙ ГИДРОСЕПАРАТОР Российский патент 2002 года по МПК B03C1/02 B03B5/62 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении железных руд.

Известны магнитно-гравитационные аппараты, например магнитно-гравитационный классификатор (МГК) (заявка 4373716/03 от 28.11.88 г.). Магнитно-гравитационный классификатор содержит питающее устройство, цилиндрический корпус с сливным желобом и разгрузочным конусом, которые выполнены из немагнитного материала. В разгрузочном конусе имеется промывочное устройство для создания внутри магнитно-гравитационного классификатора (МГК) восходящих потоков. Для удержания внутри аппарата МГК частиц магнетита во взвешенном состоянии снаружи его корпуса установлена кольцевая магнитная система в виде электромагнита.

Аппараты МГК такой конструкции малоэффективны, а точнее сказать, практически не работоспособны. По замыслу авторов изобретения магнитное поле, создаваемое кольцевой электромагнитной системой аппарата МГК, должно удерживать частицы магнетита во взвешенном состоянии по весу сечению аппарата, а частицы пустой породы, находящиеся в ферросуспензии, должны были при этом уноситься в слив восходящими потоками промывочной воды. Известно, что напряженность магнитного поля изменяется в пространстве обратно пропорционально величине расстояния от поверхности магнита, возведенной в степень:
Нх=Но е^-сх,
где Нх - напряженность магнитного поля на расстоянии х, А/М;
Но - напряженность магнитного поля на поверхности магнита, А/М;
е - основание натурального логарифма;
с - коэффициент неоднородности поля.

(Практикум по обогащению полезных ископаемых под редакцией Бедраня Н.Г., М., 1994 г., с. 238).

Из формулы видно, что магнитное поле магнитной системы аппарата МГК имеет максимальную, оптимальную напряженность около стенок внутри корпуса, поэтому зерна магнетита и богатые сростки в аппаратах МГК могут находиться во взвешенном состоянии только в этой зоне. Основная часть концентратной пульпы практически по всему сечению аппарата МГК находится под действием сил гравитации и восходящих потоков. Практика показала, что во время работы аппаратов МГК даже при относительно небольших восходящих потоках в слив вместе с пустой породой уходит очень большой процент магнитного железа. Особенно легко уносятся в слив тонкие частицы, богатые магнетитом, раскрытые зерна минерала. Слив аппаратов МГК содержит обычно до 30% общего железа и требует дополнительного цикла обогащения. Это обстоятельство делает экономически невыгодным процесс обогащения с применением магнитно-гравитационных классификаторов (МГК).

Известен магнитный гидросепаратор, включающий корпус с верхним сливом, питающее устройство, кольцевую магнитную систему внутри верхней части корпуса, приводное скребковое устройство для взаимодействия с кольцевой магнитной системой, разгрузочное приспособление с промывочным устройством (SU 1488004 А1, 23.06.1989, В 03 С 1/10), который принят в качестве прототипа по совокупности признаков и назначению.

Недостатками прототипа являются: скребковое устройство взаимодействует с нижней частью магнитной системы, сливной порог расположен на уровне середины кольцевой магнитной системы, скребковое устройство выполнено с неизменным числом оборотов, нет возможности регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси, сложность и ненадежность в работе конструкции.

Цель изобретения - повышение эффективности обогащения.

Цель изобретения достигается тем, что в магнитном гидросепараторе, содержащем корпус с верхним сливом, питающее устройство, кольцевую магнитную систему внутри верхней части корпуса, приводное скребковое устройство для взаимодействия с кольцевой магнитной системой, разгрузочное приспособление с промывочным устройством, согласно предложенному изобретению скребковое устройство выполнено с изменяющимся числом оборотов, промывочное - с возможностью регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси, а разгрузочное приспособление - в виде конуса.

На фиг. 1 схематически изображен магнитный гидросепаратор. Магнитный гидросепаратор состоит из приводного, с изменяющимся числом оборотов, скребкового устройства 1, кольцевой магнитной системы 2, установленной внутри корпуса 3 в верхней его части, и промывочного устройства 4 с узлом регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси.

Магнитный гидросепаратор работает следующим образом. Питание в виде концентратной пульпы поступает в магнитный гидросепаратор сверху, где под действием сил гравитации происходит осаждение ее гранул. Концентратная пульпа представляет собой ферросуспензию, состоящую из зерен различной крупности в основном из магнетита, кремнезема и их богатых и бедных сростков. В зоне действия промывочного устройства из ферросуспензии выделяются зерна кремнезема, бедных магнетитом сростков, и восходящим потоком промывочной жидкости, например воды, поднимаются в зону слива. В зону слива восходящими потоками неизбежно будут попадать и тонкие частицы магнетита. Они, а также богатые железом сростки улавливаются из слива кольцевой магнитной системой, классифицируются, сепарируются, флокулируются и с помощью скребкового устройства опускаются в зону разгрузки. При этом в слив уходит пустая порода (кремнезем). Свободные зерна кремнезема, минуя магнитное поле, удаляются со сливом. Шламовые частицы, находящиеся среди зерен магнетита в защемленном состоянии, а также тонкие частицы магнетита и различные сростки составляют материал, из которого формируется осадок на контрольной магнитной системе. Под действием скребкового устройства этот конгломерат периодически отрывается от поверхности магнитной системы, при этом частицы магнетита с богатыми сростками под воздействием сил гравитации и магнитных сил опускаются уровнем ниже, а бедные сростки вместе с частицами шлама восходящим потоком уносит в слив (фиг. 2). После каждого прохода скребка происходит встряхивание и перечистка осадка. Зерна полезного компонента, переходя вниз, флокулируются, накапливаются под магнитной системой и под воздействием сил гравитации опускаются в сторону разгрузки.

На магнитном гидросепараторе, в зависимости от заданной величины, восходящий поток несет в зону действия кольцевой магнитной системы зерна минералов разной крупности. Крупные зерна кремнезема при этом уходят в слив, а крупные зерна магнетита задерживаются магнитной системой и возвращаются в технологию. Таким образом магнитный гидросепаратор частично выполняет классифицирующие функции. Только разделение по крупности, в отличие от гидроциклона или тонкого грохота, он производит по магнитным свойствам. Любой классификатор, например гидроциклон, может отправить в мельницу наравне с крупным зерном магнетита крупное зерно минерала, состоящее практически из кремнезема. Это обстоятельство является основным недостатком современных схем обогащения. Магнитный гидросепаратор производит классификацию по магнитным свойствам не только зерен чистого магнетита или кварца, но и их богатых и бедных сростков. Качество разделения зависит от рабочих характеристик кольцевой магнитной системы, промывочного и скребкового устройств.

Магнитный гидросепаратор может выполнять функции и магнитного сепаратора, только эти функции он выполняет намного эффективней и экономичней. На магнитных сепараторах процесс обогащения ведется путем извлечения магнитного железа из концентратной пульпы, в которой количество железа увеличивается к концу процесса. На магнитных гидросепараторах процесс обогащения ведется путем извлечения кремнезема из концентратной пульпы, в которой количество кремнезема соответственно уменьшается к концу процесса обогащения. Например, после 2-ой стадии мокрой магнитной сепарации (ММС) содержание общего железа (Fe общ. ) в концентрате составляет 50÷53%, кремнезема (SIO₂) составляет 22÷19%, а после 3-ей стадии ММС Fe общ.=63÷65%, SIO₂=9÷7%. Поэтому аппарат работает эффективней магнитных сепараторов. Он ведет процесс обогащения, извлекая меньшее из большего.

Процессы классификации, сепарации, дешламации в магнитном гидросепараторе идут одновременно и зависят от сил гравитации, интенсивности восходящего потока, магнитного поля кольцевой магнитной системы и от скорости вращения скребкового устройства.

Технологические параметры аппарата МГП зависят от стадии обогащения и могут меняться и регулироваться, все, кроме сил гравитации.

Интенсивность восходящего потока регулируется количеством подаваемой воды через промывочное устройство, например, с помощью электрозадвижки. Интенсивность и результативность восходящего потока увеличивается путем подачи в промывочное устройство сжатого воздуха. Количество подаваемого воздуха регулируется электроклапаном.

Толщина осадка на кольцевой магнитной системе регулируется изменением скорости вращения скребкового устройства. При малых оборотах скребкового устройства формирование осадка будет происходить быстрее и он будет замыкать на себя магнитно-силовые линии, тем самым будет меняться способность магнитной системы к извлечению из слива богатых или бедных сростков. Частота вращения скребкового устройства регулируется частотой вращения ее электродвигателя.

Увеличение или снижение интенсивности восходящего потока дает возможность вести процесс обогащения в заданных параметрах по содержанию железа в концентрате и его удельной поверхности. Этого же результата, но в меньшей степени, можно достичь путем изменения числа оборотов скребкового устройства.

Все вышеназванное дает возможность автоматизировать обогатительные процессы путем измерения в потоке содержания железа или кремния в концентрате и сливе и подачи управляющего сигнала на электроприводы скребкового и промывочного устройств.

К достоинствам аппаратов магнитных гидросепараторов можно отнести и то, что с их помощью обогатительные процессы ведутся с эффективным выведением кремнезема различной крупности при низких потерях магнитного железа. При помощи аппаратов можно получать концентрат с любой удельной поверхностью без риска переизмельчения кварца. Это очень важно для эффективного ведения процессов окомкования.

Применение магнитных гидросепараторов на современных обогатительных фабриках позволит качественно изменить их технологию обогащения. За счет увеличения качества концентрата, снижения энергозатрат можно получить экономический эффект десятки миллионов долларов США.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать заключение, что предложенное изобретение является полезным, позволяет повысить эффективность обогащения руд и может быть использовано при обогащении железных руд.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении железных руд. Магнитный гидросепаратор содержит корпус с верхним сливом, питающее устройство, кольцевую магнитную систему внутри верхней части корпуса, приводное скребковое устройство, выполненное с изменяющимся числом оборотов, разгрузочное приспособление в виде конуса с промывочным устройством, выполненным с возможностью регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси. Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность обогащения. 2 ил.

Магнитный гидросепаратор, содержащий корпус с верхним сливом, питающее устройство, кольцевую магнитную систему внутри верхней части корпуса, приводное скребковое устройство для взаимодействия с кольцевой магнитной системой, разгрузочное приспособление с промывочным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обогащения, приводное скребковое устройство выполнено с изменяющимся числом оборотов, промывочное - с возможностью регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси, а разгрузочное приспособление - в виде конуса.