Магнитный дешламатор Советский патент 1993 года по МПК B03B5/62 B03C1/10 

Изобретение относится к области гравитационно-магнитного разделения зернистых смесей в движущемся потоке пульпы и быть использовано для обогащения тонкоизмельченных магнитных руд.

Для гравитационно-магнитного разделения материала в водной среде в современной технике используют аппараты различной конструкции.

Известен магнитный дешламатор для дешламации и сгущения тонкойзмельченно- го сильномагнитного материала, включающий чан с кольцевым сливным желобом в верхней части, намагничивающие аппараты, установленную ниже нижней кро мки сливного желоба магнитную систему, питающие и разгрузочные патрубки и граблины, закрепленные на в;алу. установленном с возможностью; вращения по центру чана, немагнитный диск с установленным под ним в верхней части чана неподвижным кольцевым немагнитным перекрытием, магнитная система выполнена из расположенных с промежутками секторных частей, каждая из которых прикреплена посредством немагнитных стержней к стенкам чана, в которых пйд кольцевым перекрытием выполнены Отверстия для питающих.патрубков с намагничивающими аппаратами, при этом диск жёстко соединен с валом, причем магнитная система расположена над диском с зазо- ром, ее радиус равен радиусу диска, а сумма радиуса диска и ширины кольцевого перекрытия равна радиусу чана.

Магнитный дешламатор указанной конструкции имеет следующие недостатки. При использовании его поток пульпы в области между немагнитным Диском и кольцевым немагнитным перекрытием, из-за малого живого сечения, движется с большой скоростью, вследствие этого здесь механические силы, действующие на отдельные - более тонкие магнитные частицы, превышают магнитные и они (эти частицы) увлекаются в слив. Кроме этого сгуститель имеет недостаточную площадь сгущения. Отмеченные недостатки приводят к повышению содержания металла в сливе и снижению эффективности обогащения. Наиболее близким к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату является магнитный дешламатор, включающий цилиндро-кони- ческий корпус, с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, патрубками для подачи воды, лопастями для сгребания осадка, сливным порогом и магнитной системой.

Недостатком указанного дешламатора является недостаточная площадь сгущения,

что приводит к снижению производительно сти и уменьшению эффективности разделения.

Поставленная цель достигается тем, что

магнитная система выполнена в виде установленных концентрично меньшими основаниями вниз полых усеченных конусов из магнитомягкой сетки с квадратными ячейками, при этом верхние кромки конусов расположены на уровне сливного порога, на сетке в шахматном порядке длинной стороной горизонтально установлены прямоугольные магнитные пластины на расстоянии друг от друга по высоте равном от 0,021 до 0,074

высоты цилиндрической части корпуса, по

горизонтали равном от 0,0164 до 0,08 длины

.окружности усеченного конуса, на которой.

расположен соответствующий ряд пластин,

при этом верхние кромки верхнего ряда пластин расположены на уровне сливного порога, а длина стороны квадратной ячейки сетки равна от 0,004 до 0,006 высоты цилин- дрической части корпуса.

Для определения вышеуказанных оптимальных размеров и параметров предполагаемого изобретения было проведено три серии опытов (см, таблицу) на заявленном магнитном дешламаторе снабженным магнитной системой в виде установленных концентрйчно меньшими основаниями вниз трех полых усеченных конусов из магнитомягкой сетки с квадратными ячейками, при этом верхние кро мки конусов расположены на уровне сливного порога, на сетке в шахматном порядке длинной стороной горизон- тально установлены прямоугольные магнитные пластины.

В каждой серии опытов изменялся один из параметров и размеров устройства, рстальные - не изменялись.

В первой серии опытов изменялось расстояние между магнитными пластинами по высоте, оно составляло соответственно - 0,01,-0,021;0,038: 0,074-0,18 высоты цилиндрической части корпуса - Н.

Вторая серия опытов проводилась при различном расстоянии между магнитными пластинами по горизонтали, равном 0,0131; 0,0164; 0,021; 0,030; 0,046 длины окружности усеченного конуса - L, на которой расположен соответствующий ряд магнитных пластин.

В третьей серии опытов изменялась длина стороны квадратной ячейки магнитомягкой сетки, она составляла соответственно - 0,003; 0.004; 0,005: 0,006: 0,007 высоты цилиндрической части корпуса - Н.

Для сравнения в каждой серии опытов на идентичной руде были проведены исследования с использованием устройства-про- TOTijina 2.

Все опыты проводились на предстэви- телЫой пробе магнитной железной руды кругшостью 1-0 мм, с содержанием железа 514-55.4%.

Результаты опытов приведены в таблице. Как видно из данных таблицы, оптималь- ныгЬ|и являются следующие размеры и параметры: расстояние между магнитными пла стинами по высоте 0,021-0,074 Н; рас- сто шие между магнитными пластинами по горизонтали 0,0164-0,030L; длина стороны квадратной ячейки магнитомягкой сетки 0,064-0,006 Н.

При вышеуказанных оптимальных размерах и параметрах (см. табл. 1 опыты 4, 10, 16) производительность и эффективность разделения составляют соответственно 90.6; 104.0; 85.0 т/ч; и 9,2; 8.5; 9,8%.

Что же касается гидравлической классификации сгущения и обогащения руды на гидросепараторе-прототипе (см, табл. 1 опыты 1, 7, 13), то здесь в сравнении с результатами, полученными в заявленном устройстве (см. табл. 1 опыты 4, 10, 16) в среднем производительность меньше в 1,3 , эффективность разделения ниже в 1,5 раз а. Изготовление магнитного дешламато- ра по предлагаемому изобретению не вызывает технической сложности и может быть осуществлено в условиях действующих металлургических предприятий.

На фиг.1, 2 представлен предлагаемый магнитный дешламатор.

Магнитный дешламатор состоит из кор- пуф 1 (фиг.1) с верхней частью 2 цилиндри- чес|кой, нижней 3 конической, загрузочного 4 и разгрузочного 5 устройств, патрубков для подачи воды 6, спиральных лопастей 7, слЦвного кругового порога 8, полых усеченны кояусов 9 и магнитных пластин 10.

; Цилиндроконический корпус - рабочий . Здесь происходит непосредственно прфцесс гидравлической классификации, сгущения и обогащения. Загрузочное уст- рой|ство служит для равномерного распределения пульпы при ее вводе в цилиндроконический корпус. Спиралеобразные лопасти предназначены для транспортировки сгущенного продукта к разгрузочному устройству, сливной круговой порог служит для равномерной разгрузки слива. Концентрично расположенные по/1ые усеченные конуса, прикрепленные к верхней части цилиндрического корпуса, нижними основаниями вниз, выполнены из магнитомягкой сетки с длиной стороны квадратной ячейки и, равной 0,004-0,006 высоты цилиндрической части корпуса.

На фиг.1 показано 3 полых усеченных конуса, выполненных из магнитомягкой сетки, на них в шахматном порядке длинной стороной перпендикулярно высоте конуса

уложены и закреплены магнитные пластины на расстоянии друг от друга по высоте h равным 0,021-0,074 высоты цилиндрической части корпуса,- по горизонтали - I равном 0,0164-0,030 длины окружности

усеченного конуса, на которой расположен соответствующий ряд магнитных пластин,

Работа магнитного дешламатора заключается., в следующем: исходный зернистый магнитный продукт в виде пульпы поступает

в загрузочное устройство 4, откуда равномерным потоком направляется в цилиндрический корпус 1. Содержащийся в пульпе магнитный материал осаждается на днище корпуса и поверхности концентрично расположенных усеченных конусов 9. На поверхности усеченных конусов магнитные частицы под действием полиградиентного магнитного поля, созданного магнитными пластинами 10, образуют флокулы, которые

по мере вырастания под действием силы тяжести отрываются и опускаются на днище корпуса. В цилиндроконической части корпуса, за счет подачи по патрубкам 6 воды, происходит гидравлическая классификация

и обогащение оседающего материала. Осевший на днище корпуса продукт при вращающихся вокруг вертикальной оси лопастей 7 сгребается к разгрузочному устройству 5, через которое он удаляется из

аппарата. Илистые чйстицы,: под воздействием восходящего потока пульпы, перемещаются в верхнюю цилиндрическую часть корпуса, откуда они вместе с водой разгружаются через сливной круговой порог 8.

Концентричн о расположенные усеченные конуса создают в цилиндрической части корпуса более спокойную зону, увеличивают площадь осаждения, сетка, из которой они изготовлены, позволяет отмывать восходящим потоком пульпы из осевшего на их поверхность продукта шламистые частицы. При этом, расположенные на усеченных конусах в шахматном порядке магнитные пла- стины 10, создают полиградиентное

магнитное поле, которое препятствует выносу магнитных частиц в слив.

Таким образом, увеличение площади осаждения, достигаемое этой конструкцией магнитного дешламатора, позволяет повысить производительность и эффективность разделения. П р и м е р 1. Касается минимальных значений размеров стороны квадратной ячейки магнитомягкой сетки и параметров

расположения на ней магнитных плэстин.

Условия проведения опытов аналогичны условиям, при которых проводились опыты по определению оптимальных параметров по предполагаемому изобретению.

Диаметр и высота цилиндрической части корпуса магнитного дешламатора равнялись соответственно 9000 и 2000 мм, длина образующих полых усеченных конусов и угол наклона их к горизонту составляли соответственно 488 мм и 55°, диаметры верхнего и нижнего оснований полых усеченных конусов составляли соответственно 7600, 7200, 6800 мм и 7040, 6640, 6240 мм, длина - а. ширина - в и толщина - б магнитных пластин равнялись соответственно 85, 64 и 14 мм. .:

Магнитные пластины располагались на полых усеченных конусах из магнитомягкой сетки, при этом расстояние по высоте составляло 0,021 высоты цилиндрической части корпуса и было равно 0,021 х 2000 42 мм. Количество рядов магнитных пластин на каждом конусе определено по формуле:

n c:(h + b), где п т количество рядов, шт;

с - длина образующей конуса, мм;

h - расстояние между магнитными пластинами, мм; : :

в - ширина магнитной пластины, мм;

п 488:(42 + 64) 4,6 5 рядов

расстояние между пластинами по горизонтали - I составляло 0,0164 длины окружности конуса, на которо.й расположен соответствующий ряд магнитных пластин и равнялось:

Т. В большом конусе в первом верхнем ряду.

I 0,0164:7600 х 3,14 394 мм количество пластин в ряду по горизонтали определялось по формуле:

m L:(a + I). . где m - количество Магнитных пластин, шт;

L - длина окружности, на которой расположен соответствующий ряд пластин, мм;

t - расстояние между пластинами по горизонтали, мм;

аг- длина пластины, мм;

m 23864:(85 + 394) 50 шт. ;

2. В большом конусе во втором ряду.

Da D + (S cos а) х 2; S С - (b + h)

S 483 - (64 + 40) 384 мм,

DZ 7600 + (384 х cos 55°) к 2 7480 мм

L 3,14x7480 23485 мм;

1 0,0164x23485 385 мм

Количество пластин

m 23485:(85 + 385) 50 шт.

Пояснение к расчету показано на фиг.2.

Расчет каждого следующего ряда проводится аналогично. Согласно расчету расстояние между магнитными пластинами по горизонтали составили, мм: в большом конусе: в третьем ряду - 378: в четвертом ряду- 369; в пятом ряду - 362; в среднем конусе: в первом верхнем

ряду- 367; во втором ряду - 362; в третьем ряду - 352; в четвертом ряду -344; в пятом ряду - 337: в малом конусе: в первом врехнем ряду -342; во втором ряду -337; в третьем ряду -327; в четвертом ряду -319; в пятом ряду - 312 на всех конусах в каждом ряду по горизонтали расположено 50 пластин. Размер стороны квадратной ячейки составлял 0,004-высоты цилиндрической части корпуса и равнялся 0,004 х 2000 8 мм.

При введении в работу данного магнитного дешламатора получены следующие ре- зультаты: производительность 90 т/ч, эффективность разделения 9,4%.

П р и м е р 2. касается средних значений размеров стороны квадратной ячейки магнитомягкой сетки и параметров расположе- ния на ней магнитных пластин по предполагаемому изобретению, а именно:

- расстояние между магнитными пластинами по высоте составляло 77 мм (на конусе на высоте расположено 4 ряда пла- стин);

- расстояние между магнитными пластинами по горизонтали, мм: в большом конусе:в первом ряду И 512; во втором ряду 12 499;

в третьем ряду 1з 486;

в четвертом ряду Ц 474; в среднем конусе: в первом ряду И 480; во втором ряду 12 467; в третьем ряду 1з 454;

в четвертом ряду 14 441; в малом конусе: в первом ряду И 449; во втором ряду 2 436; в третьем ряду з 423; в четвертом ряду 4 - 410; во всех рядах всех конусов по горизонтали расположено 40 пластин;

- размер стороны квадратной ячейки магнитомягкой сетки составил 10 мм. Условия проведенных опытов и расчета в этом примере аналогичны принятым в примере 1. При введении в работу данного магнитного дешламатора получены следующие результаты: производительность 85 т/ч, эффективность разделения 9,8%.

Пример 3 касается максимальных значений стороны квадратной ячейки магнито- мяг|кой сетки и параметров расположения на йей магнитных пластин по предполагаемому изобретению, а именно:

- расстояние между пластинами по высот э составляло 148 мм (в конусах по высоте расположено 3 ряда пластин);

- расстояние между магнитными пластинами по горизонтали, мм:

в большом конусе: в первом ряду во втором ряду ; в третьем ряду в среднем корпусе: в первом ряду ; во втором ряду в третьем ряду в первом ряду

в м|алом конусе:

во втором ряду в третьему ряду

710; 685; 660; 668; 643;. 618; 627; 601; 576.

На всех конусах в каждом ряду по концентрации расположено 40 пластин;

- размер стороны квадратной ячейки составлял 12 мм. Условия проведения опы- тов и расчеты в этом примере аналогичны принятым в примере 1.

При введении в работу данного магнитного дешламатора получены следующие ре- зул ьтаты: производительность 85 т/ч, эффективность разделения 9,9%.

Результаты примеров конкретного исполнения показали, что при работе магнитного дешламатора по предлагаемому изобретению в сравнении с прототипом в среднем производительность увеличивается в 1,3 раза, эффективность разделения возрастает в 1,5 раза.

Использование: в области гравитационно-магнитного разделения зернистых смесей в движущемся потоке пульпы и для обогащения тонкоизмельченных магнитных руд. Дешламатор включает цилиндрический корпус 1 с загрузочными 4 и разгрузочным 5 приспособлениями, патрубки для подачи воды , магнитную систему, выполненную в виде лопастей и установленных концент- рично меньшими основаниями вниз полых усеченных конусов 9 из магнитомягкой сетки с квадратными ячейками, при этом верхние кромки конусов 9 расположены на уровне сливного порога, на сетке в шахматном порядке горизонтально установлены прямоугольные магнитные пластины 10 на расстоянии друг от друга по высоте, равном от 0,021 до 0,074 высоты цилиндрической части корпуса, по горизонтали, равном от 0,0164 до 0,03 длины окружности усеченного конуса, на которой расположен соответствующей ряд пластин, при этом верхние кромки верхнего ряда пластин расположены на уровне сливного порога, а длина стороны квадратной ячейки сетки равна от 0,004 до 0,006 высоты цилиндрической части корпуса. Продукт в виде пульпы поступает в корпус 1, Содержащийся в пульпе магнитный материал осаждается на днище корпуса 1 и на поверхность конусов 9, где частицы под действием полиградиентного магнитного поля, созданного пластинами 10, образуют флокулы, которые отрываются и опускаются на днище корпуса .1. 2 ил., 1 табл. ч И

Формула изобретения

Магнитный дешламатор, включающий цилиндроконичёский корпус с загрузочным и разгрузочным приспособлениями, патрубки -для подачи воды в корпус, лопасти для сгребания осадка, сливной порог и магнит- нуф систему, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности и эффективности разделения за счет увеличе- ни площади осаждения, магнитная система выполнена в виде установленных кон| центрично меньшими основаниями вниз усеченных конусов из магнитной сетки Ь квадратными ячейками, при этом верхРезультаты опытов по определению оптимальных размеров стороны квадратной

ячейки магнитомягкой сетки и параметров расположения на них магнитных

пластин в магнитном дешламаторе

ние кромки конусов расположены на уровне сливного порога, на сетке в шахматном порядке длинной стороной горизонтально ус- тановлены прямоугольные магнитные пластины на расстоянии друг от друга по высоте, равном 0,021-0,074 высоты цилиндрической части корпуса, по горизонтали - равном 0,0164-0,08 длины окружности усеченного конуса, на которой расположен соответствующий ряд пластин, при этом верхние кромки верхнего ряда пластин расположены на уровне сливного порога, а длина стороны квадратной ячейки сетки равна 0,004-0,006 высоты цилиндрической части корпуса.

Таблица 1

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Опыты проведены при различных значениях Ни г.

Продолжение таблицы