СПОСОБ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ СЛАБОМАГНИТНЫХ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ И СЕПАРАТОР МАГНИТНЫЙ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК B03C1/26 

Изобретение относится к области сухой магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов и может быть использовано в горной, стекольной, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ сухой магнитной сепарации [1], который включает подачу сепарируемого продукта с питателя вертикально вдоль, установленной вертикально, плоской магнитной системы сепаратора магнитного [1], магнитное разделение продукта на магнитную и немагнитную фракции, распределение просепарированного продукта по приемникам его магнитной и немагнитной фракций. Сепаратор магнитный [1], в котором реализуется способ сухой магнитной сепарации, включает питатель продукта, подаваемого на сепарацию, вертикально установленную магнитную систему, распределители и приемники магнитной и немагнитной фракций продукта. Магнитная система в сепараторе магнитном [1] создает магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы. Способ сухой магнитной сепарации [1], который реализуется в сепараторе магнитном, и сам сепаратор магнитный [1] принимаются в качестве прототипов предложенным способу магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов и сепаратору магнитному для его осуществления.

Процесс магнитной сепарации в прототипе происходит следующим образом. Мелкодисперсный слабомагнитный сыпучий продукт под действием сил тяжести подается из питателя и вертикально падает вдоль магнитной системы сепаратора. При этом траектория движения немагнитной фракции продукта определяется только силой тяжести, а траекторию движения магнитной фракции определяют две силы: сила тяжести и направленная по нормали к ней магнитная сила, перемещающая частицы магнитной фракции горизонтально в направлении рабочей поверхности магнитной системы сепаратора. Вследствие этого траектории движения частиц магнитной и немагнитной фракций не совпадают, что и обеспечивает магнитное разделение продукта на магнитную и немагнитную фракции: немагнитная фракция, двигаясь вертикально, попадает в приемник немагнитной фракции, а магнитная фракция, падая по вертикали и отклоняясь одновременно к рабочей поверхности магнитной системы, попадает в дальнейшем в приемник магнитной фракции просепарированного продукта (если эта фракция не достигнет поверхности магнитов и не осядет на эту поверхность под действием магнитных сил).

При реализации способа сухой магнитной сепарации в сепараторе магнитном [1] возникают большие технические трудности, которые обусловливаются принципиальными недостатками магнитного сепаратора-прототипа. Для четкого разделения магнитной и немагнитной фракций продукта по соответствующим приемникам необходимо значительное расстояние (ширина "веера") между потоком магнитной и потоком немагнитной фракций на выходе этих потоков продукта из зоны действия магнитных сил. Такое расстояние (ширина "веера") должно составлять хотя бы несколько сантиметров. Так как немагнитная фракция падает прямолинейно, то для получения ширины "веера" продукта в несколько сантиметров при его выходе из зоны действия магнитных сил необходимо, чтобы слой продукта, который двигается (падает) вдоль плоскости рабочей поверхности магнитной системы, тоже имел несколько сантиметров. Но так как по мере отдаления от рабочей поверхности магнитной системы магнитные силы резко уменьшаются, то отклонение потока слабомагнитного продукта или его осаждение на рабочую поверхность из слоя в несколько сантиметров практически невозможно. Это объясняется тем, что возникающая при свободном падении скорость продукта относительно магнитной системы сепаратора настолько большая, а соответственно, отведенное время движения с ускорением для частиц магнитной фракции по траектории в направлении к рабочей поверхности настолько мало, что для преодоления магнитными силами на этой траектории альтернативных им сил инерции высота магнитной системы должна достигать нескольких метров. Указанные технические трудности реализации способа сухой магнитной сепарации слабомагнитных продуктов [1] в сепараторе магнитном [1] принципиальные и практически непреодолимые: технологические требования к толщине слоя продукта (хотя бы в несколько сантиметров) противоречат требованиям к магнитносиловым характеристикам сепаратора, которые ограничивают этот слой продукта толщиной всего в пределах одного сантиметра (чаще всего в пределах всего нескольких миллиметров). Противоречивы также одновременные требования к сепаратору магнитному [1] к величине магнитных сил, которые притягивают магнитные частицы к рабочей поверхности магнитной системы. Увеличение этих сил улучшает разделение падающего продукта на магнитную и немагнитную фракции и уменьшает необходимую высоту магнитной системы, но при этом одновременно увеличивается интенсивность налипания этих частиц на рабочую поверхность, что может привести к их торможению и даже полному прекращению движения вниз. Для того чтобы получить большие магнитные силы поля FM=HgradH нужно не только создать большую напряженность магнитного поля Н, но и, что не менее важно, получить большой gradH, то есть обеспечить быстрое нарастание величины Н при приближении к поверхности осаждения, что возможно только при тонком слое продукта.

Таким образом, в сепараторе магнитном [1] вступают в противоречие взаимоисключающие требования: с одной стороны, необходимость обеспечить толщину слоя падающего продукта хотя бы в несколько сантиметров и, с другой стороны, необходимость иметь толщину этого слоя продукта в пределах одного сантиметра.

Необходимо также отметить, что создание больших магнитных сил на рабочей поверхности магнитной системы может привести к такому интенсивному прижатию частиц магнитной фракции к рабочей поверхности, что перемещение этих частиц под действием силы тяжести Fg станет вообще невозможным и сепаратор магнитный [1] в этом случае станет неработоспособным. Если использовать принципиальную возможность сепаратора магнитного [1] получать осаждение частиц магнитной фракции даже при незначительных магнитных силах за счет увеличения высоты магнитной системы, то габаритные размеры, масса и, как следствие, стоимость такого сепаратора станут неприемлемыми по технико-экономическим показателям. При сепарации на сепараторе магнитном [1] очень слабомагнитных продуктов (например, кварцевого песка, гематитовых руд) все указанные недостатки сепаратора магнитного [1] только усугубляются.

Так как сепарируемый продукт падает с ускорением g=9,8 м/c², то, например, уже за первую секунду своего падения продукт пролетает 4,9 метра, что соответственно требует такой же высоты магнитной системы. Практически это неприемлемо.

Падение продукта равномерным слоем по всей ширине сепаратора магнитного [1] требует создания магнитного поля соответственно равновеликой магнитной силы по всей ширине потока продукта. Но, даже, при использовании постоянных магнитов Nd-Fe-B наибольшей энергии (Wd=400-500 кДж/м³) достичь необходимых магнитных сил по всей ширине рабочей поверхности без концентрации этих сил хотя бы на отдельных ее участках невозможно и потому реализованная в сепараторе магнитном [1] магнитная система малоэффективна для осаждения мелкодисперсных слабомагнитных продуктов, как, например, кварцевых песков, биотитов, гематитов, ильменитов и др.

В основу изобретения поставлена задача повысить эффективность способа магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов путем уменьшения скорости падения продукта, пропускания продукта только вдоль вертикальных зон действия максимальных сил и транспортировкой осевших на рабочую поверхность сепаратора магнитной фракции продукта в приемник магнитной фракции.

Поставленная задача решается в способе магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов, включающем подачу сепарируемого продукта вдоль установленной вертикально магнитной системы, которая создает магнитные силы поля, направленные по нормали к рабочей поверхности магнитов, магнитное разделение продукта на магнитную и немагнитную фракции, распределение просепарированного продукта по приемникам его магнитной и немагнитной фракций, в котором согласно изобретению продукт подают параллельными потоками вдоль вертикальных зон действия максимальных магнитных сил, при этом каждый поток подают через устройство замедления скорости свободного падения продукта, а перемещение по вертикали вниз магнитной фракции продукта, осевшей на поверхность осаждения вдоль рабочей поверхности магнитной системы, выполненной из постоянных магнитов, осуществляют при помощи вибратора.

Поставленная задача решается в способе магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов, в котором падение продукта осуществляют вдоль многоступенчатой магнитной системы, каждая из последующих ступеней которой в направлении падения продукта смещена по горизонтали относительно предыдущей ступени.

Поставленная задача решается в способе магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов, в котором падение продукта осуществляют относительно ступеней магнитной системы разной высоты и разной интенсивности магнитных сил поля.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, включающем питатель сепарируемого продукта, вертикально установленную магнитную систему, которая создает магнитные силы поля, направленные по нормали к рабочей поверхности магнитов, разделители и приемники магнитной и немагнитной фракций продукта, в котором согласно изобретению сепаратор дополняют вибратором, соединенным с поверхностью осаждения, и устройствами замедления скорости падения продукта, которые размещены в тонкостенных немагнитных направляющих поток продукта желобах, установленных вертикально в зонах максимального действия магнитных сил поля, а магнитную систему выполняют из постоянных магнитов неоднородной по горизонтали с чередованием вертикальных зон максимального и минимального действия магнитных сил поля.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, в котором устройство замедления скорости падения продукта выполняют в виде натянутых тонких немагнитных струн, установленных перпендикулярно к рабочей поверхности магнитов.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, в котором устройство замедления скорости падения продукта выполняют в виде наклоненных к вертикали и друг к другу тонких немагнитных пластин, установленных ступенчато одна под другой с возможностью пересыпания продукта с пластины на пластину при его падении под действием силы тяжести.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, в котором магнитную систему сепаратора выполняют в направлении движения продукта многоступенчатой со смещением по горизонтали каждой следующей ступени относительно предыдущей.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, в котором каждую ступень магнитной системы выполняют разной высоты и с разной величиной магнитных сил поля.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, в котором магнитную систему сепаратора выполняют из пластинчатых постоянных магнитов, размещенных на ферромагнитном шунте с чередованием их полярности по горизонтали, а желоба устанавливают вдоль зоны разделения полярности постоянных магнитов.

Поставленная задача решается в сепараторе магнитном, в котором магнитную систему сепаратора выполняют из плоских пластинчатых постоянных магнитов, установленных в ряд друг за другом в горизонтальном направлении и разделенных между собой пластинчатыми ферромагнитными концентраторами, к которым постоянные магниты прилегают своими одноименными полюсами, а желоба устанавливают вдоль ферромагнитных концентраторов с двух противоположных сторон магнитной системы.

Предложенное в изобретении искусственное замедление скорости падения продукта вдоль вертикально установленной плоской магнитной системы в сепараторе магнитном позволяет (по сравнению с прототипом) уменьшить высоту магнитной системы и величину магнитных сил, которые нужны для извлечения ферромагнитных частиц из потока падающего продукта и осаждения на рабочую поверхность магнитной системы или хотя бы для достаточного отклонения траектории этих частиц относительно траектории частиц немагнитной фракции продукта. Это объясняется тем, что при уменьшении скорости падения продукта соответственно растет время его движения под действием магнитных сил в направлении рабочей поверхности магнитной системы. За счет увеличения времени, необходимого для преодоления ферромагнитными частицами расстояния к рабочей поверхности, появляется возможность увеличить слой падающего продукта, а значит, соответственно увеличить ширину "веера" просепарированного продукта при его выходе с зоны действия магнитных сил. Расширение "веера" продукта повышает эффективность разделения продукта на магнитную и немагнитную фракции.

Уменьшение скорости падения продукта позволяет также уменьшить высоту магнитной системы (при неизменной величине магнитных сил) или уменьшить величину магнитных сил (при неизменной высоте магнитной системы).

Так как при приближении к поверхности постоянных магнитов магнитные силы, которые действуют на ферромагнитные частицы, сильно возрастают, какая-то часть этих частиц осаждается на рабочую поверхность сепаратора, и если силы трения частиц по этой поверхности больше, чем сила притяжения, то частицы, которые осели, накапливаются на этой поверхности, в результате чего уменьшается эффективность процесса сепарации.

Предложенное в изобретении использование вибратора, силы которого прилагаются к свободно закрепленному тонкому немагнитному листу, закрывающему поверхность постоянных магнитов, обеспечивает "сползание" осевших на этот лист ферромагнитных частиц под действием силы вибрации и силы тяжести вниз в приемник магнитной фракции просепарированного продукта. При необходимости силы вибрации могут быть приложены и к самим желобам, если есть вероятность возникновения затора потока продукта на устройстве замедления скорости падения продукта.

Для сепарации хорошо сыпучих (маловязких) продуктов, не склонных к комкованию, устройство замедления падения продукта предлагается выполнять в виде наклоненных к вертикали и друг к другу тонких немагнитных пластин, установленных с возможностью пересыпания продукта с пластины на пластину при его падении под действием силы тяжести.

При выполнении устройства замедления скорости падения продукта в виде тонких сильно натянутых немагнитных струн, размещенных в желобах по нормали к потоку падающего продукта, достигается не только уменьшение скорости падения продукта но и дополнительно его разрыхление, разрушение скомковавшихся фракций и создание свободновзвешенного состояния продукта в рабочем объеме сепаратора. В таком состоянии исчезают практически силы взаимного трения между падающими частицами продукта и создаются благоприятные условия для механически взаимонезависимого движения немагнитных частиц под действием силы тяжести - вертикально, а магнитных частиц под одновременным действием магнитных сил и сил тяжести - под углом к рабочей поверхности магнитной системы (к поверхности осаждения магнитной фракции).

Сепарация наименее магнитовосприимчивых продуктов требует наибольшей величины магнитных сил. Величиной этих сил лимитируется максимально допустимая толщина слоя падающего продукта, в котором действуют магнитные силы достаточной величины. В таких случаях при одноступенчатом (по вертикали) выполнении сепаратора получить технологически допустимую ширину "веера" просепарированного продукта практически невозможно. Для преодоления этих трудностей в соответствии с изобретением предлагается выполнять сепаратор многоступенчатым в направлении падения продукта. Каждая следующая ступень такого сепаратора смещена по горизонтали от предыдущей на небольшое расстояние, сохраняя при этом чаще всего вертикальное положение. Поскольку падение немагнитной фракции происходит только по вертикали, то частицы этой фракции тонким потоком будут двигаться (падать) вдоль всех ступеней сепаратора, не изменяя своей начальной траектории. Частицы же магнитной фракции под действием магнитных сил на каждой ступени будут смещаться по горизонтали на расстояние, равное смещению каждой ступени сепаратора относительно последующей. При этом расстояние падающей магнитной фракции от рабочей поверхности магнитной системы на каждой ступени можно сохранить заданно минимальным. Чем больше таких ступеней, тем больше ширина «веера» продукта на выходе из зоны действия магнитных сил.

Магнитная фракция продукта при ее свободном падении на каждой ступени и вследствие ее "стряхивания" со ступени вибратором вдоль поверхности осаждения будет смещаться на каждой ступени в направлении магнитной системы сепаратора, отдаляясь от вертикально падающей немагнитной фракции, чем и обеспечивается необходимая ширина „веера" просепарированного продукта. Поэтому количество вертикальных ступеней сепаратора является одним из основных факторов, которые определяют эффективность сепарации. Использование в магнитной системе каждой из ступеней разной высоты и разной интенсивности магнитных сил поля позволяет гибко в широких границах формировать топологию магнитных сил поля в соответствии с конкретными технологическими требованиями. Многоступенчатую по вертикали магнитную систему при большом количестве ступеней можно рассматривать как одноступенчатую, установленную с небольшим наклоном к вертикали.

Еще более важным фактором эффективности сепарации, особенно наименее магнитовосприимчивых продуктов, является интенсивность магнитных сил поля системы постоянных магнитов в рабочем объеме сепаратора. При сепарации таких продуктов создать достаточной величины магнитные силы во всем объеме вдоль плоской магнитной системы невозможно. Поэтому топология магнитных сил должна быть неоднородной с концентрацией магнитного поля на одних (рабочих) участках за счет ослабления магнитного поля на других (нерабочих) участках. Соответственно потоки сепарируемого продукта должны быть неравномерными по ширине магнитной системы, что достигается пропусканием продукта по отдельным вертикальным желобам, установленным именно в зонах действия максимальных магнитных сил.

Таким требованиям отвечает согласно изобретению предложенная магнитная система, составленная из плоских постоянных магнитов большой энергии (Nd-Fe-B), установленных на общем магнитном шунте - магнитопроводе с чередованием полярности магнитов по горизонтали и их однополярности по вертикали. Наибольшие магнитные силы в этой магнитной системе возникают в вертикальных зонах изменения полярности магнитов.

Желоба, через которые подается поток продукта на сепарацию, устанавливают именно в этих зонах, чем и достигается наиболее эффективное извлечение из общего потока продукта его слабомагнитной фракции.

Магнитную систему с концентрацией магнитных сил поля в узких вертикальных зонах можно также выполнить из плоских пластинчатых постоянных магнитов, установленных вертикально один за другим в ряд и разделенных между собой тоже пластинчатой формы ферромагнитными концентраторами, к которым постоянные магниты прилегают своими одноименными полюсами. В магнитном сепараторе с такой магнитной системой вертикальные зоны с концентрацией магнитных сил возникают вдоль ферромагнитных концентраторов с каждой из двух противоположных симметричных сторон магнитной системы. Это дает возможность выполнять сепаратор симметрично двухсторонним, то есть с подачей продукта на сепарацию с двух противоположных сторон, что увеличивает производительность сепаратора и оптимизирует использование магнитной энергии постоянных магнитов в магнитных системах такого типа.

Суть предложенного изобретения иллюстрируется следующими графическими материалами.

На фиг.1 изображен продольный разрез одноступенчатого сепаратора с односторонней подачей продукта.

На фиг.2 изображен поперечный разрез одноступенчатого сепаратора с односторонней подачей продукта.

На фиг.3 изображен продольный разрез устройства замедления скорости падения продукта, выполненного в виде тонких немагнитных струн.

На фиг.4 изображен продольный разрез многоступенчатого сепаратора с односторонней подачей продукта.

На фиг.5 изображен поперечный разрез одной из ступеней многоступенчатого сепаратора с односторонней подачей продукта.

На фиг.6 изображена развертка по вертикали магнитной системы многоступенчатого сепаратора с односторонней подачей продукта.

На фиг.7 изображен продольный разрез одноступенчатого сепаратора с двухсторонней подачей продукта.

На фиг.8 изображен поперечный разрез одноступенчатого сепаратора с двухсторонней подачей продукта.

На фиг.9 изображен продольный разрез магнитной системы одноступенчатого сепаратора с двухсторонней подачей продукта.

На фиг.10 изображен продольный разрез многоступенчатого сепаратора с двухсторонней подачей продукта.

На фиг.11 изображен поперечный разрез одной из ступеней многоступенчатого сепаратора с двухсторонней подачей продукта.

На фиг.12 изображена развертка по вертикали магнитной системы многоступенчатого сепаратора с двухсторонней подачей продукта.

На фиг.13 изображен продольный разрез устройства замедления скорости падения продукта в виде наклоненных к вертикали и друг к другу тонких немагнитных пластин.

Предложенный сепаратор магнитный в одноступенчатом выполнении с односторонней подачей продукта (фиг.1, фиг.2, фиг.3) включает питатель подачи продукта 1 (фиг.1, фиг.3), устройство замедления скорости падения продукта 2 (фиг.1, фиг.2, фиг.3), размещенное внутри направляющего продукт желоба 3. Устройство замедления скорости падения продукта 2 выполнено из немагнитных струн, натянутых по нормали к поверхности постоянных магнитов. Магнитная система выполнена из плоских постоянных магнитов 4, установленных вертикально на магнитном шунте 5 с чередованием полярности полюсов по горизонтали. Поверхность постоянных магнитов (фиг.1, фиг.2) закрыта тонкостенным немагнитным листом 6, соединенным с вибратором 7 с возможностью вертикальных смещений листа 6 за счет вибрации в направляющих роликах 8. Разделители 9 установлены с возможностью деления продукта по приемникам магнитной фракции 10 и немагнитной фракции 11.

При многоступенчатом выполнении сепаратора (фиг.4, фиг.5, фиг.6) постоянные магниты 12 устанавливают вертикальными ступенями, которые закреплены на общем для всех ступеней магнитном шунте 13. Устройство замедления скорости падения продукта 14, как и направляющий желоб 15, выполняют также соответственно многоступенчатым. Поверхность постоянных магнитов закрывают тонкостенным немагнитным листом 16.

Сепаратор магнитный с двухсторонней подачей продукта (фиг.7, фиг.8) состоит из двух идентичных половин с общими для обеих половин вибратором 7 и магнитной системой (фиг.9), которую выполняют из плоских постоянных магнитов 17, разделенных между собой пластинчатой формы ферромагнитными концентраторами 18, к которым постоянные магниты 17 прилегают одноименными полюсами. Магнитная система 17, 18 создает идентичные магнитные поля в каждой из симметричных относительно магнитной системы половинах сепаратора магнитного.

Сепаратор магнитный с двухсторонней подачей продукта может также выполняться многоступенчатым (фиг.10, фиг.11). Отличие конструкции такого сепаратора от одноступенчатого (фиг.7, фиг.8) сводится к многоступенчатому выполнению магнитных концентраторов 19, постоянных магнитов 20 и тонкостенных немагнитных листов 16, соединенных с вибратором 7.

Изображенное на фиг.13 устройство для замедления скорости падения продукта состоит из тонкостенных немагнитных пластин 21. Пластины 21 устанавливают в желобах 3 симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии желобов 3 и под наклоном друг к другу с возможностью пересыпания продукта с пластин, размещенных с одной стороны плоскости симметрии, на пластины, размещенные с другой стороны этой плоскости.

Предложенный способ магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов реализуется на сепараторе магнитном, который работает следующим образом.

Сепарируемый продукт из питателя 1 (фиг.1, фиг.4, фиг.7, фиг.10) самотеком под действием силы тяжести Fg подается в желоба 3, 15 на устройство замедления скорости падения продукта 2, 14. Если устройство замедления скорости падения продукта 2 выполнено в виде натянутых струн (фиг.3), то замедление падения продукта происходит за счет столкновения падающих частиц продукта с натянутыми струнами. Уменьшение скорости падения продукта определяется плотностью размещения и количеством струн в желобах 3, 15. Столкновение продукта со струнами разбивает, разрыхляет и рассредоточивает падающий продукт и переводит его в свободновзвешенное состояние, при котором практически исчезает трение (механическое взаимодействие) между магнитными и немагнитными частицами продукта. Так как желоба 3, 15 установлены вертикально вдоль магнитной системы в зонах наибольшего действия магнитных сил Fm, то магнитовосприимчивые частицы, которые двигаются в желобах 3, 15 под действием магнитных сил, отклоняются от вертикальной траектории и приближаются к тонкостенному немагнитному листу 6, 16. При этом та часть магнитовосприимчивых частиц, которая не достигла листа 6, 16 и не осела на нем, далее падая вниз, попадает через разделители продукта 9 в приемник магнитной фракции 10. Вторая часть магнитовосприимчивых частиц, которая осела на поверхности немагнитного листа 6, 16, под действием вибратора 7 в результате вертикальной вибрации этого листа, свободно закрепленного в роликах 8, "сползает" по вертикали на следующую ступень и в конце концов через разделитель 9 также попадает в приемник магнитной фракции 10. Что касается немагнитной фракции продукта, то частицы этой фракции, на которые действует только сила тяжести Fg, падают вертикально и через разделитель 9 попадают в приемник немагнитной фракции 11.

При использовании в сепараторе устройства замедления скорости падения продукта по фиг.13 уменьшение скорости падения продукта происходит в результате пересыпания продукта с пластин 21 на такие же пластины, размещенные с другой стороны плоскости симметрии желобов 3. Уменьшения скорости падения продукта на пластинах 21 можно достигать изменением угла наклона пластин, изменением расстояния по вертикали между смежными пластинами и длиной этих пластин.

В многоступенчатом сепараторе магнитном (фиг.4) продукт подают на первую ступень сепарации из питателя 1. В дальнейшем продукт двигается в рабочем объеме первой ступени магнитной системы постоянных магнитов 12 при включенном вибраторе 7. При этом немагнитная фракция продукта двигается (падает) вертикально, а траектория движения магнитной фракции отклоняется от вертикали под действием магнитной силы Fm в направлении магнитной системы первой ступени. Достигая поверхности осаждения (немагнитного листа 16), частицы магнитной фракции могут или осесть на немагнитный лист 16, который поддается действию вибрационных сил вибратора 7, или „пролететь" мимо первой ступени на следующую вторую степень сепарации. Неосажденная на первой ступени сепарации часть магнитной фракции самотеком попадает на вторую ступень сепарации. "Осевшая" на поверхность немагнитного листа 16 на первой ступени сепарации магнитная фракция под действием вибрационных сил "сползает" вниз по этому листу и, отпадая от него, попадает на вторую ступень сепарации. На следующих ступенях процесс происходит аналогично. Так как желоба 15 сепаратора магнитного (фиг.4) выполнены также многоступенчатыми с их расширением по мере перехода с одной ступени на следующую, то соответственно увеличивается и ширина "веера" просепарированного продукта при его выходе с зоны действия магнитных сил. При этом ширина "веера" определяется сдвигом по горизонтали следующих ступеней относительно предыдущих и общим количеством ступеней. Для оптимизации магнитной системы в условиях конкретного процесса сепарации продукта целесообразно использование каждой из ступеней с разной высотой и с разной топологией магнитных сил поля.

При большом количестве ступеней предложенного сепаратора магнитного его можно рассматривать как одноступенчатый с незначительным углом наклона относительно вертикали.

При всех вариантах выполнения предложенного сепаратора магнитного его производительность задается как скоростью падения продукта, так и количеством вертикальных зон действия максимальных сил поля, то есть шириной магнитной системы и площадью поперечного сечения желобов. Чем меньше магнитная восприимчивость частиц сепарируемого продукта, тем указанная площадь должна быть меньше. Форма поперечного сечения желобов подбирается чаще всего экспериментально для сепарации конкретного продукта.

При использовании в сепараторе электровибратора, для увеличения эффективности его действия, целесообразно вибрационные силы, которые действуют по вертикали „вверх", формировать с меньшей амплитудой и большей величиной, а „вниз" - наоборот (с большей амплитудой и меньшей величиной). Современные электронные средства управления электромагнитами позволяют в принципе реализовать любую циклограмму работы электровибраторов.

Реализация предложенного способа и сепаратора магнитного позволяет увеличить эффективность сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов при одновременном уменьшении массы и габаритных размеров сепаратора магнитного и, как следствие, уменьшить его стоимость.

Источник информации

1. В.Г. Деркач, И.С. Дацюк. „Электромагнитные процессы обогащения», Свердловск, «Металлургиздат», 1947, стр.66-68.

Изобретение относится к области сухой магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов и может быть использовано в горной, стекольной, химической и других отраслях промышленности. Способ магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов включает подачу сепарируемого продукта вдоль установленной вертикально магнитной системы, которая создает магнитные силы поля, направленные по нормали к рабочей поверхности магнитов, магнитное разделение продукта на магнитную и немагнитную фракции, распределение просепарированного продукта по приемникам его магнитной и немагнитной фракций. Продукт подают параллельными потоками вдоль вертикальных зон действия максимальных магнитных сил, при этом каждый поток подают через устройство замедления скорости свободного падения продукта, а перемещение по вертикали вниз магнитной фракции продукта, осевшей на поверхность осаждения вдоль рабочей поверхности системы из постоянных магнитов, осуществляют при помощи вибратора. Изобретение позволяет повысить эффективность магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных продуктов. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов, включающий подачу сепарируемого продукта вдоль установленной вертикально магнитной системы, которая создает магнитные силы поля, направленные по нормали к рабочей поверхности магнитов, магнитное разделение продукта на магнитную и немагнитную фракции, распределение просепарированного продукта по приемникам его магнитной и немагнитной фракций, отличающийся тем, что продукт подают параллельными потоками вдоль вертикальных зон действия максимальных магнитных сил, при этом каждый поток подают через устройство замедления скорости свободного падения продукта, а перемещение по вертикали вниз магнитной фракции продукта, осевшей на поверхность осаждения вдоль рабочей поверхности системы из постоянных магнитов, осуществляют при помощи вибратора.

2. Способ магнитной сепарации по п.1, отличающийся тем, что падение продукта осуществляют вдоль многоступенчатой магнитной системы, каждая из последующих ступеней которой в направлении падения продукта смещена по горизонтали относительно предыдущей ступени.

3. Способ магнитной сепарации по п.2, отличающийся тем, что падение продукта осуществляют относительно ступеней магнитной системы разной высоты и разной интенсивности магнитных сил поля.

4. Сепаратор магнитный, включающий питатель сепарируемого продукта, вертикально установленную магнитную систему, которая создает магнитные силы поля, направленные по нормали к рабочей поверхности магнитов, разделители и приемники магнитной и немагнитной фракций продукта, отличающийся тем, что сепаратор дополняют вибратором, соединенным с поверхностью осаждения, и устройствами замедления скорости падения продукта, которые размещены в тонкостенных немагнитных направляющих поток продукта желобах, установленных вертикально в зонах максимального действия магнитных сил поля, а магнитную систему выполняют из постоянных магнитов с чередованием вертикальных зон максимального и минимального действия магнитных сил поля.

5. Сепаратор магнитный по п.4, отличающийся тем, что устройство замедления скорости падения продукта выполняют в виде натянутых тонких немагнитных струн, установленных перпендикулярно к рабочей поверхности магнитов.

6. Сепаратор магнитный по п.4, отличающийся тем, что устройство замедления скорости падения продукта выполняют в виде наклоненных к вертикали и друг к другу тонких немагнитных пластин, установленных ступенчато одна под другой с возможностью пересыпания продукта с пластины на пластину при его падении под действием силы тяжести.

7. Сепаратор магнитный по п.4, отличающийся тем, что магнитную систему сепаратора выполняют в направлении движения продукта многоступенчатой со смещением по горизонтали каждой последующей ступени относительно предыдущей.

8. Сепаратор магнитный по п.7, отличающийся тем, что ступени магнитной системы выполняют разной высоты и с разной величиной магнитных сил поля.

9. Сепаратор магнитный по п.4, отличающийся тем, что магнитную систему сепаратора выполняют из пластинчатых постоянных магнитов, размещенных на ферромагнитном шунте с чередованием их полярности по горизонтали, а желоба устанавливают вдоль зоны разделения полярности постоянных магнитов.

10. Сепаратор магнитный по п.4, отличающийся тем, что магнитную систему сепаратора выполняют из плоских пластинчатых постоянных магнитов, установленных в ряд друг за другом в горизонтальном направлении и разделенных между собой пластинчатыми ферромагнитными концентраторами, к которым постоянные магниты прилегают своими одноименными полюсами, а желоба устанавливают вдоль ферромагнитных концентраторов с двух противоположных сторон магнитной системы.