Способ феррогидростатической сепарации Советский патент 1984 года по МПК B03C1/32 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для разделения смесей немагнитных материалов по плотности. Известен способ магнитогидростатической сепарации, включающий квазиутяжеление ферромаглитной жидкости, расположенной в камере между полюсными наконечниками магнитной системы, подачу исходного материала и разгрузку продуктов разделения l Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ феррогидростатической сейарации,включающий квазиутяжеление ферромагнитной жидкости, размещенной в камере, расположенной вертикально между полюсными наконечниками магнитной системы подачу исхо,:,ного материала в камеру и разгрузку продуктов разделения Н Недостатком этих способов является потеря значительного количества ферромагнитной жидкости. Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации за счет сокращения потерь ферромагнитно жидкости. Указанная цель достигается тем, что согласно способу феррогидростатической сепарации, включающему создание квазиутяжеления ферромагни ной жидкости, размещенной в камере, расположенной вертикально между полюсны ми наконечниками магнитной системы, подачу исходного материала в камеру и разгрузку продуктов разделения, сн чала в камеру заливают слой ферромаг нитной жидкости большей физической плотности, а затем - слой ферромагни ной жидкости меньшей физической плот ности, причем плотность нижнего слоя составляет 1,2-1,7 плотности верхного слоя. На чертеже изображено устройство для реализации способа. В межполюсном зазоре магнитной сис темы, создаваемой полюсами 1 и индук ционный полюсом-плитой 2, размещается камера 3 с ферромагнитной жидкостью, образующей верхний рабочий слой А с направлением квазиутяжеления, совпадающим с направлением верт кальной выталкивающей силы. Вдоль нижней границы АВ верхнего рабочего слоя 4 ферромагнитной жидкости размещается нижний подпорный слой ферромагнитной жидкости 5 с более высокой физической плотностью, достаточной для удержания верхнего слоя жидкости в межполюсном зазоре сепаратора. Направление квазиутяжеления в нижнем слое феррожидкости противоположно силам удержания и определяется направлением вертикальной составляющей Рл , совпадающей с действием силы тяжести, определяемой вектором ускорения свободного падения . Векторы F, и Fn антипарйллельны. Изменение знака выталкивающей силы происходит на границе АВ. Способ осуществляют следующим образом. Исходный материал загружается в верхний слой ферромагнитной жидкости. При этом легкая фракция 6 под дейстг вием вертикальной составляющей силы и обычной архимедовой всплывает, а тяжелая фракция 7, утонув, проходит через границу двух жидкостей АВ, после чего, ускоряясь под действием вертикальной составлякицей выталкивающей силы 2 выпадает в осадок.. Таким образом, размещение двух феррожидкостей с различнь1ми плотностями в межполюсном зазоре магнитной системы позволяет обеспечить подпор верхней жидкости, в которой Происходит деление материала, упростить процесс сепарации и разгрузки тяжелой фракции в ФГС-сепараторе в связи с ликвидацией гидростатического столба подпора, уменьшить потери ферромагнитной жидкости, вызванные уносом ее тяжелой фракцией, сократить расход на- регенерацию ферромагнитной жидкости, убрав операцию ее извлечения ИЗ отмывающей жидкости, заключенной в гидростатическом столбе, увеличить производительность аппарата за счет ускорения выгрузки тяжелой фракции, улучшить транспортировку и выгрузку легкой фракции за счет возможности реализации необходимой формы свободной поверхности ферромагнитной жидкости. Эти преимущества подтверждаются опытами, проведенными на натурных образцах феррогидростатических сепараторов в лабораторных условиях.

В качестве ферромагнитной жидкости для верхнего рабочего слоя берут жидкость с плотностью 0,859 г/см а в качестве подпорной - жидкость с плотностью 1,3 г/см

Сначала в межполюсный зазор электромагнита, лодключенного к источнику постоянного тока, заливается опорный слой ферромагнитной жидкости толщиной 2 см с плотностью 1,3 г/см. Затем сверху заливается рабочий слой ферромагнитной жидкости с плотностыр 0,859 г/см и толщиной 10 см. Под действием поля получаются две квазизатвердевшие структуры, не смешивающиеся между собой.

В результате проведенных опытов отмечено снижение уноса феррюмагнитной жидкости тяжелыми фракциями на 10%, время выгрузки тяжелой фракции сокращается на 13%, форма свободной поверхности жидкости вогнутая, сокращаются расходы на регенерацию жидкости на 8%.

Удаление ферромагнитной жидкости из межполюсного зазора происходит в таком порядке. При постепенном снижении тока в обмотке возбуждения электромагнита добиваются постепенного перехода жидкости верхнего рабочего слоя из желеобразного кристаллического состояния в обычное жидкое, после чего жидкость сливают в специальную емкость. Переход желеобразной структуры подпорного слоя жидкости в обычное жидкое состояние наблюдается при более низких значениях тока в обмотках возбужденияj что позволяет удалять ее из межполюсного зазора магнитной системы после удаления верхнего рабочего слоя жидкости.

Таким образом, на протяжении всего процесса рабочая и подпорная жидкости не смешиваются.

Экономическая эффективность способа достигается за счет сокращения потерь ферромагнитной жидкости.

СПОСОБ ФЕРРОГВДРОСТАТИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ, включающий -создание квазиутяжеления ферромагнитной жидкости, размещенной в камере, расположенной вертикально между полюсными наконечниками магнитной системы, подачу исходного материала в камеру и разгрузку продуктов разделения, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации за счет сокращения потерь ферромагнитной жидкости, сначала в камеру заливают слой ферромагнитной жидкости, большей физической плотности, а затем - слой ферромагнитной жидаости меньшей физической плотности, причем плотность нижнего слоя составляет 1,2-1,7 плотности верхнего слоя. . д