Фильтр магнитного разделения фракций Советский патент 1986 года по МПК B01D35/06 

Изобро/гение относится к области магнитного разделения веществ и может быть использовано в горнообогатительной, металлургической, машиностроительной, химической промыишенности для разделения примесей текучих сред на магнитную и немагнитную фракции, а также для анализа содержания магнитной фракции в технологических сточных водах указанных отраслей промышленности, а также тепловой и атомной энергетике.

Цель изобретения - повышение эффективности и точности отделения маг;нитной фракции и жидкости.

На чертеже изображен фильтр магт:. разделения фракций.

Фильтр включает корпус 1 камеру дефлокуляции, с помощью перфорированных перегородок 2 разделенную на отдельные секции 3-5 снабженные электрическими катушками 6-8 соответственно, подключенными к источникам переменного тока различных частот, кассету магнитного разделения, разделенную на секции, размещенные в чбфедовании с секциями дефлокуляции, причем секции 9 и 10 заполнены ферритовой насадкой различной крупности, а последняя секция 11 заполнена металлической насадкой с малыми размерами осадительных элементов (гранул) CeKijjiH снабжены электрическими катушками 12 и 13 подключенными к источникам тока различных частот,, а последняя секция снабжена iатушкой 14, подключенной к источнику постоянного тока. Фильтр содержит патрубки подвода 15 разделяемой среды и отвода 16 диспергирующей жидкости с немагнитной фракирей примесей.

Фильтр работает следуюгсщм образом Л идкая среда, содержашдя диспергированные примеси, включающие магнитную и немагнитную фракции, подводится по патрубку 15 в полость корпуса 1 , в первую очередь в дефлокуляционную секцию 2, где под действием переменного магнитного поля катушки 6 происходит дефлокуляция и размагничивание крупных флокул и размагничивание крупных ферромагнитньЕх частиц. На более мелкие частицы магнитное поле размагничивающего влияния не оказывает, так как из-за своей более высокой частоты собственных колебаний они успевают ориентироваться вдоль поля с его частотой, что

приводит к дефлокуляции - разобщению магнитных и немагнитных частиц.

Разобщенные примесные частицы вместе с потоком хсидкости подаются в секцию 9 магнитного осаждения, заполненную насадкой из магнитных осадительных элементов (гранул), выполненных, например, из феррита и помещенных в переменное магнитное поле катушки 12. Под действием высоких градиентов магнитного поля магнитные примесные частищ : осаждаются вблизи точек контакта осадительных элементов, но, так как осаждение происходит в переменном магнитном поле, осажденные частицы продолжают совершать колебатешьные и колебательновращательные движения вблизи точек контакта осадительных элементов, что затрудняет дефлокуляцию в процессе осаждения, так как вновь образующиеся флокулы немедленно распадаются. При этом происходит постепенныймед|ленный снос части магнитных частиц Едоль осадительной секции потоком жидкости, и возможно вымывание таких частиц в следующую секцию дефлокуляции. Эти и оставшиеся более высокодисперсные магнитные частицы, очень мелкие флокулы и немагнитные частицы, миновавшие первую осадителькую секцию, попадают в дефлокулядионную секцию 4. Более мелкие и имеютщие более высокие частоты собственных колебаний частицы эффективно размагничиваются и дефлокулируют в связи с тем, что размагничиваницее магнитное поле, создаваемое здесь катушкой 7, имеет более высокую частоту, соответствующую собственной частоте большинства оставшихся частиц, Дефлокулированные магнитные частиц в связи со своими меньшими размерами, имеющие более низкие магнитные свойства, осаждаются в следующей секции 10 осаждения, где все процессы происходят аналогично секции 9 с той разницей, что поглотительная способность этой секции выше в связи с наличием насадки из осадительных элементов более малых размеров, чем в предыдущей секции 9, Так как эта секция ра- ботает в условиях более низких концентраций магнитных частиц и скоfpocTb сноса части магнитных частиц более низкая, она может быть выполнена в 1,5-2 раза меньшей длины, чем предыдущая. Процессы дефлокуля 3, ции и осаждения в последующих секци ях проходят аналогично. Последняя секция 11 осаждения является оконча тельным фильтром для магнитных час«тиц, вымываемых из прерыдущей секци осаждения вследствие явления сноса. Процесс осаждения в ней происходит более эффективно вследствие того, что насадка ее выполнена из осадительных элементов малых размеров, помещенных в постоянное магнитное п ле катушки 14. При осаждении здесь рефлокуляций не происходит, так как ферромагнитные частицы, поступаюпдае в секцию, весьма высокодисперсны и концентрация их очень мала. Находяс на значительных расстояниях одна от другой, частицы между собой практически не взаимодействуют и дефлокуляция их невозможна. Немагнитные частицы свободно минуют секцию 11 и вместе с жидкостью выводятся через патрубок 16. Число секций фильтра магнитного разделения может быть различным в зависимости от ожидаемой величины относительной концентрации магнитных частиц в примесях разделяемой жидкости. Так, при ожидаемой доле ферромагнитной фракции, меньшей 50% достаточно двух секций магнитного разделения, так как явления флокуля ции и защемления магнитными частица ми немагнитных проявляются слабо и во второй секции осаждения их можно не учитьшать. При относительной ко центрации магнитных частиц, большей 50%, осадительных секций может быть три, а при существенном преобладании магнитной фракции 75% и более четыре и пять, т.е. процесс дефлокуляции и разделения может быть многоступенчатым, причем частота тока питания катушек секций дефлокуляции и соотвенно осаждения по порядку сек ций повышается примерно на порядок, причем могут быть учтены коррективы в зависимости от дисперсного состава магнитных частиц, если имеются iпредположения о его характере. Секции магнитного осаждения, заполненные полиградиентной насадкой, выполненной из осадительных элементов, обладающих высоким удельным электрическим сопротивлением и намаг ничиваемых в переменном магнитном поле, позволяют значительно снизить па разитные вихревые токи в них, что вы 730 зывает проникнове{{ие переменного магнитного поля вглубь слоев насадки и повышение эффективности работы центральных зон секций осаждения, а так- . же позволяет снизить материалоемкость катушек намагничивания и мощность источника переменного тока. То, что камера дефлокуляции и кассета магнитного осаждения разделены на секции и размещены с чередованием, позволяет вести процессы осаждения и дефлокуляции в равновесии, с минимальным захватом немагнитных частиц, причем в каждой стадии процесса учтены изменяннциеся свойства разделяемых фракций, что вьфажено в различной крупности насадки в секциях и различной частотой тока питания намагничивающих катушек. Последняя секция осаждения, катушка которой питается от источника постоянного тока, представляет собой барьер для дрейфующих в насадке под действием потока жидкости магнитных частиц, которые могут вымываться из предыдущих секций осаждения. Таким образом, предлагаемый фильтр позволяет достичь практически точного отделения магнитной фракции примесей от немагнитной при широких диапазонах концентраций и дисперсного состава фракций. Портативное его исполнение может быть использовано как высокоточный магнитный анализатор для определения доли ферромагнитной фракции примесей. Применение фильтра в горнообогатительной промышленности позволит повысить коэффициент обогащения руд. мула изобретения 1. Фильтр магнитного разделения фракций, содержащий корпус, включающий кассету магнитного разделения с электромагнитными катушками, заполненную полиградиентной насадкой,часть оторой выполнена из ферромагнитного гранулированного металла, камеру делокуляции с электрической катушкой, сточники постоянного и переменного тока, патрубки ввода и вывода раздеяемой жидкости, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности точности отделения магнитной фракции в жидкости, кассета агнитного разделения и дефлокуляционная камера выполнены состоящими из

отдельных чередующихся секций, -катушки которых подключены к источникам переменного тока, кроме катушки последней секции магнитного разделения, подключенной к источнику постоянного тока, причем секции магнитного разделения, кроме последней, заполнены насадкой с высоким удельным электрическим сопротивлением и каждая из секций дефлокуляции размещена перед секцией магнитного разделения. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что насадка с высоким удельным электрическим сопротивлением изготовлена из феррита.

3.Фильтр по п. 1, отличающийся т€м, что средние размеры элементов насадки уменьшаются по порядку секций,

4.Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что электрические катушки подключены к источникам тока возрастающей по порядку секций частоты.

5. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что длина секций магнитного разделения уменьшается по 15 порядку секций.

Изобретение быть использовано в горнообогатительной, металлургической, маииностроительной, химической промышленности для разделения текучих сред на магнитную и немагнитную фракции. Фильтр позволяет повысить точность отделения ферромагнитной фракции примесей за счет устранения влияния флокуляции магнитных и немагнитных частиц в широком диапазоне исходных концентраций магнитной и немагнитной фракций примесей. Это достигается за счет того, что кассета магнитного разделения и дефлокуляционная камера разделены перфорированными перегородками 2 на секции магнитного разделения (СМР) 9, 10, 11 и секции дефлокуляции (СД) 3, 4, 5, которые размещены в корпусе 1 с чередованием. Электрические катушки 6, 7, 8, 12, 13 секций под§ ключены к источникам тока переменных частот, а полиградиентная насадка (Л СМР выполнена из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением., кроме того, последняя СМР 11 снабжена катушкой 14, подключенной к источнику постоянного тока. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.