Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов Российский патент 2023 года по МПК B03C1/24 

Изобретение относится к области сухой магнитной сепарации и может быть использовано в черной металлургии и других отраслях промышленности при магнитной сепарации мелкодисперсных сыпучих материалов.

Известен магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов, включающий устройство для подачи сепарируемого продукта, установленную вертикальную магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройства для выделения магнитной и немагнитной фракций [1].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пневмоиндукционный сепаратор, включающий открытый снизу и закрытый сверху цилиндрический корпус с установленным снизу приемником немагнитной фракции, соединенный сверху с помощью патрубка с циклоном, который соединен с вентилятором, установленную вертикально магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройство для подачи сепарируемого продукта [2].

Общим недостатком известных магнитных сепараторов является низкое качество магнитной фракции, обусловленное засорением частицами немагнитной фракции.

Технический результат изобретения - повышение качества магнитной фракции при высоком извлечении в нее ценного компонента за счет снижения вероятности попадания в нее частиц немагнитной фракции.

Указанный технический результат достигается тем, что в магнитном сепараторе для мелкодисперсных сыпучих материалов, включающем открытый снизу и закрытый сверху цилиндрический корпус с установленным снизу соосно цилиндроконическим приемником немагнитной фракции, соединенный сверху с помощью патрубка с циклоном, который соединен с вентилятором, а вентилятор соединен с рукавным фильтром, установленную вертикально магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройство для подачи сепарируемого продукта, внутри цилиндрического корпуса соосно с ним установлен пустотелый стакан, внешняя поверхность которого по всей высоте выполнена в виде многозаходной винтовой нарезки с горизонтальной верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов, в нижней части которого установлен цилиндроконический приемник большего диаметра с разгрузителем магнитной фракции, магнитная система в виде цилиндрического магнита установлена внутри пустотелого стакана и сверху снабжена приводом для вращения, устройство для подачи сепарируемого продукта выполнено в виде установленного снаружи цилиндрического корпуса соосно с ним закрытого сверху цилиндроконического распределителя потоков, сообщающегося с внутренним пространством корпуса через щелевые отверстия в корпусе на уровне нижней конической части распределителя потоков, тангенциально соединенного в верхней части с патрубком напорного вентилятора, над которым установлен бункер с разгрузителем сепарируемого продукта, соединенным с патрубком напорного вентилятора.

На фиг. 1 приведен общий вид магнитного сепаратора, на фиг. 2 - вертикальный разрез корпуса с магнитной системой, на фиг. 3 - разрез А-А, на фиг. 4 - разрез Б-Б.

Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов состоит из открытого снизу и закрытого сверху цилиндрического корпуса 1, снизу которого установлен соосно цилиндроконический приемник 2 большего диаметра с разгрузителем 3. Сверху корпус 1 соединен с помощью патрубка 4 с циклоном 5, который соединен с вентилятором 6, а вентилятор 6 соединен с рукавным фильтром 7. Внутри корпуса 1 соосно с ним установлен пустотелый стакан 8, на внешней стороне которого по всей высоте выполнена многозаходная винтовая нарезка 9 с горизонтальной верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов. В нижней части пустотелого цилиндра 8 соосно с ним установлен цилиндроконический приемник 10 большего диаметра с разгрузителем магнитной фракции 11. Внутри пустотелого стакана 8 установлена магнитная система, выполненная в виде цилиндрического магнита 12, соединенного сверху с приводом для вращения 13. Снаружи цилиндрического корпуса 1 установлен соосно с ним закрытый сверху цилиндроконический распределитель потоков 14, сообщающийся в нижней конической части с корпусом 1 через щелевые отверстия 15 в корпусе 1.

Распределитель потоков 14 в верхней части тангенциально соединен с патрубком 16 напорного вентилятора 17. Над патрубком 16 напорного вентилятора 17 установлен бункер 18 с разгрузителем 19, соединенным с патрубком 16. Циклон 5 снизу снабжен разгрузителем 20. Рукавный фильтр снизу снабжен разгрузителем 21.

Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов работает следующим образом.

При включении вентилятора 6 воздух поступает через зазоры между корпусом 1 и приемником 2 внутрь корпуса 1, поднимается вверх и через патрубок 4, циклон 5, вентилятор 6 и рукавный фильтр 7 выходит наружу.

При включении напорного вентилятора 17 воздух через тангенциальный патрубок 16, распределитель 14 и щелевые отверстия 15 поступает в корпус 1 и смешивается с восходящим потоком воздуха.

При подаче сепарируемого продукта из бункера 18 разгрузителем 17 в патрубке 16 образуется взвесь твердых частиц, которая поступает тангенциально в распределитель потоков 14, в котором распределяется по окружности, опускается вниз распределителя и через щелевые отверстия 15 попадает в корпус 1, в котором происходит разделение частиц по скоростям витания. Частицы, у которых скорости витания больше скоростей восходящих потоков в корпусе 1, будут опускаться вниз, а частицы, у которых скорости витания меньше скоростей восходящих потоков в корпусе 1, будут подниматься вверх. Находящиеся во взвеси магнитные частицы в процессе движения будут притягиваться магнитным полем магнита 18 и накапливаться в вырезах 9 пустотелого стакана 8.

Крупные немагнитные частицы в корпусе 1 опускаются вниз в приемник 2 и разгружаются с помощью разгрузителя 3.

Мелкие немагнитные частицы восходящим потоком в корпусе 1 выносятся вверх и через патрубок 4 поступают в циклон 5, в котором за счет центробежной силы по внутренним стенкам опускаются вниз циклона 5 и разгружаются с помощью разгрузителя 20. Запыленный воздух вентилятором 6 направляется в рукавный фильтр 7, из которого очищенный воздух выходит наружу. Пыль из рукавного фильтра 7 разгружается с помощью разгрузителя 21.

При включении привода 13 осуществляется вращение цилиндрического магнита 12. При этом в спиральных вырезах многозаходной винтовой нарезки 9 пустотелого стакана 8 возникает бегущее вниз магнитное поле, которое увлекает вниз накопившиеся в вырезах 9 магнитные частицы, которые накапливаются в цилиндроконическом приемнике 10 и разгружаются с помощью разгрузителя 11.

В предлагаемом техническом решении установка внутри цилиндрического корпуса пустотелого стакана с многозаходной винтовой нарезкой по всей высоте внешней поверхности с горизонтальных верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов и установка магнитной системы внутри пустотелого стакана обеспечивают выделение из аэросмеси внутреннего пространства корпуса и накопление в вырезах стакана за счет магнитной силы магнитных частиц с минимальным засорением немагнитными частицами. Вращение магнитной системы с помощью привода создает бегущее вниз магнитное поле в многозаходной винтовой нарезке и обеспечивает непрерывную транспортировку вниз и разгрузку магнитных частиц в приемник магнитной фракции.

Установка снаружи корпуса закрытого сверху цилиндрического распределителя потоков, сообщающегося в нижней части с внутренним пространством корпуса через щелевые отверстия, тангенциально присоединенного в верхней части с патрубком напорного вентилятора, обеспечивает вращательное движение потоков аэросмеси с исходным питанием и за счет центробежной силы движение немагнитных частиц во вращающемся восходящем потоке воздуха к стенкам цилиндрического корпуса, снижая тем самым вероятность попадания немагнитных частиц в приемник магнитной фракции.

Таким образом, совокупность предложенных признаков обеспечивает повышение качества магнитной фракции при высоком извлечении в нее ценного компонента.

Пример реализации процесса магнитной сепарации для мелкодисперсных сыпучих материалов.

Выполнено сравнение показателей магнитной сепарации на известном и предлагаемом магнитных сепараторах.

Эксперименты выполнены на тонкоизмельченной магнетитовой руде крупностью минус 0,071 мм при одинаковых производительности по исходному питанию, напряженности магнитного поля, сечении восходящего потока и скорости движения воздуха. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Таблица - Результаты магнитной сепарации в известном и предлагаемом магнитных сепараторах Наименование показателя Значение показателя, % Известный сепаратор Предлагаемый сепаратор Массовая доля железа в магнитной фракции 60,2 68,7 Извлечение железа в магнитную фракцию 65,4 70,3

Установлено, что магнитная сепарация в предлагаемом магнитном сепараторе по сравнению с магнитной сепарацией в известном магнитном сепараторе обеспечивает при одинаковых условиях проведения процесса повышение качества железного концентрата с 60,2 % до 68,7 % при повышении извлечения железа в концентрат с 65,4 % до 70,3 %.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Патент РФ № 2462316, опубл. 27.09.2012, бюл. № 22.

2. Патент РФ № 2275247, опубл. 27.04.2006, бюл. № 12.

Предложенное изобретение относится к области сухой магнитной сепарации и может быть использовано в черной металлургии и других отраслях промышленности при магнитной сепарации мелкодисперсных сыпучих материалов. Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов включает открытый снизу и закрытый сверху цилиндрический корпус с установленным снизу соосно с ним цилиндроконическим приемником большего диаметра с разгрузителем немагнитной фракции, соединенный сверху с помощью патрубка с циклоном, который соединен с вентилятором, а вентилятор соединен с рукавным фильтром, установленную вертикально магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройство для подачи сепарируемого продукта. Внутри цилиндрического корпуса установлен соосно с ним пустотелый стакан, внешняя поверхность которого по всей высоте выполнена в виде многозаходной винтовой нарезки с горизонтальной верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов. В нижней части пустотелого стакана установлен соосно с ним цилиндроконический приемник большего диаметра с разгрузителем магнитной фракции. Магнитная система в виде цилиндрического магнита установлена внутри пустотелого стакана и сверху снабжена приводом для вращения. Устройство для подачи сепарируемого продукта выполнено в виде установленного снаружи цилиндрического корпуса соосно с ним закрытого сверху цилиндроконического распределителя потоков, сообщающегося с внутренним пространством корпуса через щелевые отверстия в корпусе на уровне нижней конической части распределителя потоков, тангенциально соединенного в верхней части с патрубком напорного вентилятора, над которым установлен бункер с разгрузителем сепарируемого продукта, соединенным с патрубком напорного вентилятора. Технический результат – повышение качества магнитной фракции при высоком извлечении в нее ценного компонента. 4 ил., 1 табл.

Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов, включающий открытый снизу и закрытый сверху цилиндрический корпус с установленным снизу соосно с ним цилиндроконическим приемником большего диаметра с разгрузителем немагнитной фракции, соединенный сверху с помощью патрубка с циклоном, который соединен с вентилятором, а вентилятор соединен с рукавным фильтром, установленную вертикально магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройство для подачи сепарируемого продукта, отличающийся тем, что внутри цилиндрического корпуса установлен соосно с ним пустотелый стакан, внешняя поверхность которого по всей высоте выполнена в виде многозаходной винтовой нарезки с горизонтальной верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов, в нижней части пустотелого стакана установлен соосно с ним цилиндроконический приемник большего диаметра с разгрузителем магнитной фракции, магнитная система в виде цилиндрического магнита установлена внутри пустотелого стакана и сверху снабжена приводом для вращения, устройство для подачи сепарируемого продукта выполнено в виде установленного снаружи цилиндрического корпуса соосно с ним закрытого сверху цилиндроконического распределителя потоков, сообщающегося с внутренним пространством корпуса через щелевые отверстия в корпусе на уровне нижней конической части распределителя потоков, тангенциально соединенного в верхней части с патрубком напорного вентилятора, над которым установлен бункер с разгрузителем сепарируемого продукта, соединенным с патрубком напорного вентилятора.