МАГНИТОСЕГРЕГАЦИОННЫЙ КОНЦЕНТРАТОР Российский патент 2003 года по МПК B03B5/70 B03C1/08 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам обогащения песков россыпных месторождений золота, техногенных россыпей и хвостохранилищ, и может быть использовано, в частности, при гравитационном извлечении мелкого золота из потока пульпы по наклонной плоскости.

Известен сепаратор, включающий желоб со стенками и днищем из немагнитного материала, магнитную систему под днищем желоба. На расстоянии 1/3 от места загрузки пульпы в желобе установлена раздваивающая ферромагнитная перегородка [1].

Недостатком сепаратора являются невысокая производительность вследствие сужения желоба в сторону разгрузочного конца из-за наличия клиновидной в плане раздваивающейся перегородки и низкая эффективность обогащения золотосодержащих песков из-за недостаточной степени концентрации золота.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для извлечения тонкодисперсных минеральных частиц из массопотока, включающее желоб с днищем и бортами, магнитную систему в виде нескольких рядов магнитных элементов поперек желоба под днищем и разгрузочный механизм [2]. Магнитная система снабжена двумя индукционными решетками и приспособлением для ориентации магнитных элементов, а днище - нижними бортами. Каждая индукционная решетка выполнена в виде параллельных пластин из ферромагнитного материала, установленных над магнитными элементами по вертикальной оси их полюсов вдоль потока и связанных между собой поперечными пластинами из немагнитного материала. Приспособление для ориентации магнитных элементов каждого ряда выполнено в виде противовесов, жестко закрепленных на концах оси, установленной вместе с размещенными на ней магнитными элементами внутри трубы из немагнитного материала.

Недостатком устройства является необходимость обеспечения герметичности на местах стыковки питающего лотка при опрокидывании устройства для выполнения съемки концентрата. Выступающие над днищем поперек желоба трубы, возмущая режим движения потока, мешают процессу сегрегации тяжелых минералов. Поперечные пластины, закрепленные между индукционными пластинами, подвергаются интенсивному износу вследствие ударных нагрузок и снижают осаждение золота из-за повышения скорости движения частиц вследствие увеличения гидравлического напора при отсекании ими потока и при нарастании магнитного ворса. Из-за возможности застревания кусков горной породы в сужении между немагнитной пластиной и днищем необходимо ограничение крупности питания. Наличие немагнитной стенки трубы между магнитными элементами и индукционной пластиной обуславливает потери магнитной индукции. Накопление магнитных частиц над магнитными элементами создает силы, препятствующие действию противовесов при опрокидывании устройства. Это приводит к необходимости увеличения массы противовеса. Удвоенная конструкция желоба, индукционных решеток, механизм и приспособления для разгрузки предопределяют металлоемкость конструкции и большой вес установки. Расположение основных и дополнительных магнитных элементов с выталкивающим эффектом усложняет процесс сборки магнитной системы.

Предлагаемое изобретение повышает извлечение золота и других тяжелых минералов за счет улучшения режима сегрегации и эффективности управления магнитными потоками.

Сущность изобретения заключается в том, что магнитный шлюз, включающий борта и магнитную систему, состоящую из рядов магнитных элементов и параллельных индукционных пластин, снабжен магнитопроводящей плитой, установленной под магнитной системой шарнирно, а магнитные элементы расположены между индукционными пластинами полюсами к их боковой поверхности. Полярность магнитных элементов в ряду вдоль шлюза неизменна, а поперек - чередуется. Магнитные элементы, расположенные в одном ряду между индукционными пластинами, разделены друг от друга немагнитными эластичными вставками. Магнитопроводящие борта соединены между собой немагнитными стержнями. Индукционная пластина выполнена из двух магнитопроводящих слоев, которые соединены между собой потайным креплением. Один из слоев снабжен козырьком, другой имеет высоту меньше на толщину козырька, а между слоями размещен герметизирующий слой. Шлюз дополнительно снабжен немагнитным вставным желобом и дополнительной магнитопроводящей плитой со вставками магнитных элементов с одинаковым с магнитной системой шлюза расположением. Дополнительная магнитопроводящая плита выполнена с возможностью перемещения поперек шлюза параллельно плоскости нижней поверхности магнитной системы и снабжена дополнительно не менее одним продольным рядом магнитов.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез магнитного шлюза; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез магнитного шлюза со вставным желобом.

Магнитный шлюз (фиг. 1) содержит магнитопроводящие борта 1, магнитные элементы 2, индукционные пластины 3, магнитопроводящую плиту 4. Магнитные элементы 2(2¹) установлены между индукционными пластинами. Полюса магнитных элементов ориентированы к боковым поверхностям индукционных пластин 3(3¹). Вдоль шлюза магнитные элементы 2, 2¹¹ и т.д. уложены с неизменной ориентацией полярности и разделены друг от друга немагнитными эластичными вставками 7. Поперек шлюза магнитные элементы соседних рядов 2 и 2¹ ориентированы одноименными полюсами друг к другу. Магнитопроводящая плита 4, предназначенная для шунтирования магнитной индукции, размещена под магнитной системой и закреплена на шарнирах 5, которые установлены на выступающих концах стержня 6 и зафиксированы гайкой 8. Индукционные пластины могут быть изготовлены двухслойными: 3 и 3¹. Между слоями при необходимости для обеспечения надежной герметичности устанавливают эластичную прокладку. Один из слоев 3 имеет козырек, а другой 3¹ имеет высоту короче на толщину козырька. Слои 3 и 3¹ соединены между собой потайным креплением 9 ( болт с гайкой, заклепка и др. ). Размещение крепежных деталей в потайных углублениях предотвращает их абразивный износ. Борта друг с другом соединены немагнитными стержнями 6 в нижней и 6¹ в верхней части шлюза. Магнитный шлюз может иметь немагнитный вставной желоб 10 (фиг. 4), который плотно прилегает к бортам и к поверхности магнитов. При этом плиту 4 устанавливают через шарниры 13 к одному борту, а к другому борту закрепляют дополнительную магнитопроводящую плиту 4¹ со вставками магнитных элементов 11 (11¹) с одинаковым с магнитными элементами 2 (2²) расположением. Плита 4¹ может быть выполнена с возможностью перемещения поперек шлюза параллельно плоскости нижней поверхности магнитной системы и снабжена дополнительно не менее одним продольным рядом магнитов. В этом случае отпадает необходимость в наличии плиты 4, поскольку ее функции будет нести плита 4¹.

Конструкция шлюза имеет модульный принцип сборки и состоит из несложных для изготовления деталей и узлов, а многие детали (борта, пластины, стержни, магнитные элементы и т.д.) взаимозаменяемы. Для удобства сборки магнитной системы индукционные пластины изготовлены двухслойными. Для большей унификации слои могут быть изготовлены одинаковыми без козырька. Каждый ряд магнитных элементов с индукционными пластинками собирают независимо друг от друга в виде отдельного элементарного магнитного модуля "пластина 3¹ - магниты 2¹ - пластины 3¹¹". Затем элементарные магнитные модули последовательно соединяют друг с другом в одну магнитную систему и фиксируют стержнями 6 и 6¹. Это позволяет преодолеть трудности сборки элементарных магнитных модулей с одноименными полюсами друг к другу посредством постепенного затягивания пластин монтажным резьбовым креплением.

Модульный принцип сборки магнитной системы позволяет регулировать ширину шлюза в зависимости от требуемой величины нагрузки по горной массе. Ребристая поверхность выступающих частей индукционных пластин, как решетка, при обогащении песков с крупной фракцией служит в качестве грохота, разбивая поток на две фракции по крупности: надрешетный крупный и подрешетный мелкий. Подбирая нужное расстояние между индукционными пластинами посредством выбора и использования магнитов с разными типоразмерами, можно регулировать ограничение крупности материала, подвергающегося сегрегации в рабочей зоне влияния магнитных сил. Кроме того, индукционные пластины являются защитой хрупких магнитов от ударов крупных камней. Выполнение слоя 3 индукционной пластины с козырьком повышает герметичность и уменьшает абразивный износ стыка.

Для обогащения мелкозернистых песков шлюз снабжен немагнитным вставным желобом 10. Индукционные пластины могут быть расположены на одном уровне с магнитными элементами и иметь одинаковую высоту. Шлюз при этом для усиления напряженности магнитного поля в рабочей зоне желоба снабжен дополнительной магнитопроводящей плитой 4' с вставками магнитных элементов. Они направляют поток магнитной индукции магнитной системы шлюза в рабочую зону. Плита 4¹ может быть выполнена с возможностью перемещения поперек шлюза параллельно плоскости нижней поверхности магнитной системы и снабжена дополнительно не менее одним продольным рядом магнитов. Это позволит ей при перемещении поперек шлюза на один ряд нейтрализовать магнитную систему шлюза путем замыкания магнитных потоков между верхними и нижними магнитными элементами.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии каждый элементарный магнитный модуль "магнит 2¹ - пластина 3¹¹ - плита 4 - пластина 3¹ - магнит 2¹" представляет собой замкнутую магнитную цепь. В рабочей зоне шлюза между индукционными пластинами напряженность магнитного поля минимальна. Для приведения шлюза в рабочее состояние магнитопроводящую плиту 4 отводят поворотом вниз от магнитной системы шлюза. При этом замкнутая магнитная цепь размыкается и в каждом элементарном магнитном модуле с разомкнутой цепью "пластина 3¹ - магнит 2¹ - пластина 3¹¹" магнитный поток устремляется в пространство между индукционными пластинами. При подаче пульпы по шлюзу магнитные минералы обогащаемого материала и металлический скрап притягиваются магнитным полем магнитных элементов и образуют шероховатую улавливающую постель между индукционными пластинами. Золото и другие тяжелые минералы, передвигаясь по нижней части потока, задерживаются в пустотах и неровностях улавливающей постели. Постепенное нарастание магнитной постели способствует надежному закреплению уловленного золота и обеспечивает необходимое рабочее состояние улавливающей постели. Для разгрузки золотосодержащего концентрата прекращают подачу пульпы на шлюз. Магнитопроводящую плиту 4 из нижнего положения поворотом вверх приводят в соприкосновение с магнитной системой шлюза. При этом магнитный поток в каждом элементарном магнитном модуле замыкается по цепи "магнит 2¹ - пластина 3¹¹ - плита 4 - пластина 3¹ - магнит 2¹". Освободившуюся от влияния магнитной системы улавливающую постель вместе с золотом смывают водой в специальную емкость. Затем поворотом вниз магнитопроводящей плиты 4 размыкают магнитную цепь магнитной системы шлюза и он снова готов к работе.

Использование параллельных индукционных пластин, расположенных вдоль потока, в качестве грохота позволяет улучшить режим сегрегационного осаждения мелких частиц золота между индукционными пластинами. Индукционные пластины, изолируя мелкую фракцию от крупной, способствуют быстрому удалению последних, увеличивая пропускную способность шлюза и обеспечивая благоприятные условия для осаждения мелкого золота. При этом возможность регулирования расстояния между индукционными пластинами за счет подбора магнитных элементов с требуемыми размерами позволяет повысить извлечение мелкого золота за счет ограничения крупности песков, обогащаемых в поле магнитной системы шлюза. Применение индукционных пластин в качестве грохота расширяет область применения устройства за счет снятия ограничения по крупности питания шлюза.

Магнитопроводящие плиты повышают коэффициент использования потенциала магнитной системы за счет гибкого управления магнитными потоками, исключая его непроизводительные утечки. Сокращение продолжительности операции разгрузки концентрата за счет оперативного включения-выключения влияния магнитного поля в рабочей зоне шлюза позволяет уменьшить простой всей технологической цепи обогащения золотоносных песков при съемке золота.

Модульная конструкция шлюза повышает технологичность и адаптивность устройства к разным технологическим схемам обогащения за счет управляемой производительности шлюза путем изменения его ширины. Возможность подбора ширины шлюза путем изменения количества элементарных магнитных модулей позволяет также повысить эффективность обогащения за счет выбора оптимальных параметров гидравлического режима потока.

Простота узлов и деталей конструкции, их взаимозаменяемость, несложные операции и порядок сборки-разборки обеспечивают легкость при упаковке, транспортировке, монтаже и надежность при эксплуатации. Универсальность как по производительности, так и по гибкости выбора режима обогащения расширяет область применения устройства.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить извлечение мелкого золота за счет более эффективного управления магнитными потоками и улучшения режима сегрегации минералов.

Источники информации
1. А.с. СССР 1357076, кл. В 03 С 1/4. Заявл. 31.01.86. Магнитный сепаратор.

2. Патент РФ 2132745, кл. В 03 С 1/4. Заявл. 04.11.97. Устройство для извлечения тонкодисперсных минеральных частиц из массопотока.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам обогащения песков россыпных месторождений золота, техногенных россыпей и хвостохранилищ, и может быть использовано, в частности, при гравитационном извлечении мелкого золота из потока пульпы по наклонной плоскости. Техническим результатом является повышение извлечения золота и других тяжелых минералов за счет улучшения режима сегрегации и эффективности управления магнитными потоками. Устройство включает борта и магнитную систему, состоящую из рядов магнитных элементов и параллельных индукционных пластин. Устройство снабжено магнитопроводящей плитой, установленной под магнитной системой шарнирно, а магнитные элементы расположены между индукционными пластинами полюсами к их боковой поверхности. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Магнитный шлюз, включающий борта и магнитную систему, состоящую из рядов магнитных элементов и параллельных индукционных пластин, отличающийся тем, что он снабжен магнитопроводящей плитой, установленной под магнитной системой шарнирно, а магнитные элементы расположены между индукционными пластинами полюсами к их боковой поверхности. 2. Магнитный шлюз по п. 1, отличающийся тем, что полярность магнитных элементов в ряду вдоль шлюза неизменна, а поперек - чередуется. 3. Магнитный шлюз по п. 1, отличающийся тем, что магнитные элементы, расположенные в одном ряду между индукционными пластинами, разделены друг от друга немагнитными эластичными вставками. 4. Магнитный шлюз по п. 1, отличающийся тем, что магнитопроводящие борта соединены между собой немагнитными стержнями. 5. Магнитный шлюз по п. 1, отличающийся тем, что индукционная пластина выполнена из двух магнитопроводящих слоев, которые соединены между собой потайным креплением. 6. Магнитный шлюз по п. 5, отличающийся тем, что один из слоев снабжен козырьком, другой имеет высоту меньше на толщину козырька. 7. Магнитный шлюз по п. 5, отличающийся тем, что между слоями размещен герметизирующий слой. 8. Магнитный шлюз по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен немагнитным вставным желобом. 9. Магнитный шлюз по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной магнитопроводящей плитой со вставками магнитных элементов с одинаковым с магнитной системой шлюза расположением. 10. Магнитный шлюз по п. 9, отличающийся тем, что дополнительная магнитопроводящая плита выполнена с возможностью перемещения поперек шлюза параллельно плоскости нижней поверхности магнитной системы и снабжена дополнительно не менее одним продольным рядом магнитов.