Высокоградиентный магнитный сепаратор Советский патент 1993 года по МПК B03C1/10 

Изобретение относится к магнитному обогащению, в частности к конструкциям высокоградиентных магнитных сепараторов на постоянных магнитах и может быть использовано при сухой сепарации слабомагнитных руд крупностью 1-10 мм.

Известен высокоградиентный электромагнитный бараб.анноручейковый сепаратор, включающий барабан с расположенными на его поверхности бандажами, выполненными составными из чередующихся магнитных и немагнитных элементов трапециевидного или иного сечения, электромагнитную систему,, расположенную внутри барабана, ванну, питатель, сита, полиградиентную среду и разгрузочные устройства.

Недостатками сепаратора являются по-, вышенная массовая доля железа в немагнитном продукте, обусловленная малыми градиентами и силой магнитного поля в рабочей зоне, большой вес электромагнитной системы и высокое потребление электроэнергии.

Известен высокоградиентный магнитный сепаратор, включающий рабочий орган в виде горизонтального ротора, выполненного в виде двух концентричных кольцевых полостей, в которых размещена полиградиентная среда, магнитную систему, установленную между кольцевыми полостями и состоящую из обмоток возбуждения и сердечников, питатель, приемники продуктов разделения с шиберами и брызгала.

Х|

чО

ел о

Сл)

Недостатком устройства является повышенная массовая доля железа в немагнитном продукте из-за небольших величин градиентов и силы магнитного поля, создаваемого намагничивающими катушками электромагнитной системы в рабочей зоне сепаратора. Это приводит к слабому удерживанию слабомагнитных частиц руды на поверхности намагниченной полиградиентной среды и попаданию слабомагнитных частиц при вращении рабочего органа в разгрузочное устройство для немагнитного продукта (хвостов)..

За прототип принят магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения рабочий орган, выполненный в поперечном сечении в виде многогранника, на гранях которого внутри рабочего органа установлены ряда постоянных магнитов, выполненные в виде прямоугольных шестиполюсных и квадратных восьмиполюсных магнитов с чередующейся полярностью гряду и между рядами, немагнитные клинья, установленные между рядами, полиградиентные элементы, выполненные в виде плоских ферромагнитных пластин, стыкующихся под центром верхних граней немагнитных клиньев, питатель, расположенный симметрично относительно вертикальной оси рабочего органа сепаратора, вращающийся съемник концентрата, выполненный с возможностью перемещения в радиальном направлении, защитный экран, выполненный с возможностью горизонтального перемещения, корпус, патрубок для отвода пыли, прозрачные окна, шиберы и приемники продуктов разделения для немагнитного продукта, промпродукта и концентрата.

Недостатком прототипа является высокая массовая доля железа в немагнитном продукте из-за понижения величин градиентов и силы, магнитного поля -в рабочей зоне при увеличении расстояния of поверхности полюсов в радиальном направлении, обусловленное замыканием магнитного потока вблизи полюсов, что приводит к более слабому удерживанию крупных частиц руды размером 5 мм и попаданию их в приемник для немагнитного продукта.

Целью изобретения является снижение массовой доли железа в немагнитном продукте за счет повышения величины градиента напряженности и силы магнитного поля в рабочей зоне сепаратора.

Это достигается тем, что в сепараторе, включающем установленный с возможностью вращения рабочий орган, выполненный в поперечном сечении в виде многогранника, на гранях которого установлены ряды постоянных магнитов с чередующейся полярностью полюсов внутри ряда, полиградиентные элементы, основной съемник магнитного продукта, расположенный в горизонтальной плоскости рабочего органа, немагнитный экран, питатель и приемники продуктов разделения, постоянные магниты между рядами, а в каждых двух соседних рядах с. противоположных торцовых сторон крайние магниты выполнены с осями перпендикулярными осям остальных магнитов ряда.

Устройство также снабжено дополнительными съемниками магнитного продукта, один из которых выполнен воздушным, а

другой-плоским, при этом дополнительные

съемники расположены перед основным и в

вертикальной плоскости рабочего органа.

Выполнение магнитов со смещением

геометрических осей постоянных магнитов позволяет достигнуть большей величины напряженности магнитного поля на одинаковом удалении от поверхности полюсов магнитной системы по длине и по окружности рабочего органа.

Выполнение крайних магнитов с осями перпендикулярными осям остальных магнитов ряда и поставленных таким образом, что они обращены к поверхности рабочего органа по ломаной линии одноименными полюсами позволяет повысить величины градиентов и силу магнитного поля на более дальнем расстоянии от поверхности полюсов за счет повышения глубины проникновения магнитного поля в рабочую зону, что приводит к.более сильному удерживанию крупных частиц руды размером 5-12 мм и попаданию их в разгрузочное устройство для концентрата. Это приводит к снижению

массовой доли железа в немагнитном продукте.

Снабжение устройства дополнительными воздушным и плоским съемниками позволяет снизить массовую долю железа в немагнитном продукте за счет удаления с . поверхности рабочего органа магнитных частиц в приемник для концентрата и подготовки поверхности рабочего органа к

приему поступающих слабомагнитных частиц руды, которые удерживаются на поверхности магнитной силой и снижаются в разгрузочное устройство для концентрата. При недостаточной очистке рабочей пбвер5 хности от магнитных частиц образуется слой руды из мелких частиц, который снижает силу магнитного взаимодействия частиц руды с рабочей поверхностью, что приводит к срыву магнитных частиц в разгрузочное устройство для немагнитного продукта.

Основной съемник, расположенный в вертикальной плоскости вала, позволяет снимать с рабочей поверхности более крупные магнитные частицы руды. Более мелкие частицы руды и пыль удаляются с поверхности ротора потоком сжатого воздуха из сопел воздушного съемника. Наиболее магнитные частицы снимаются с поверхности плоским съемником, расположенным после воздушного съемника.

Установка основного вращающегося съемника в вертикальной плоскости оси вала барабана позволяет более тщательно очистить поверхность рабочего органа от магнитных частиц.

Выполнение полиградиентной среды в виде сплошной тонкой ленты из ферромагнитного материала, расположенной на полюсах магнитной системы по ее окружности в несколько слоев, позволяет повысить градиент напряженности и силу магнитного поля в рабочей зоне за счет намагничивания ленты, что приводит к снижению массовой доли железа в немагнитном продукте.

На фиг. 1 показан поперечный разрез предлагаемого сепаратора; на фиг. 2 - расположение полюсов магнитов; на фиг. 3,4- сечение А-А и Б-Б на фиг. 2.

Ориентация намагниченности 1 в магнитах показана стрелками. Ломаные.линии на фиг. 2 соединяют одноименные полюса магнитов между их рядами по ходу вращения магнитной системы.

Высокоградиентный магнитный сепаратор включает установленный на валу 1 рабочий орган 2, выполненный в поперечном сечении в виде многогранника (магни- топровод), на п-лоских гранях которого расположены ряды постоянных магнитов 3, с высокой магнитной энергией. Полярность магнитов в ряду чередуется. Геометрические оси одноименных полюсов между рядами смещены примерно на половину полюса, а в каждых двух соседних рядах с противоположных торцовых сторон крайние магниты выполнены с осями перпендикулярными осям остальных магнитов. Таким образом, полярность вдоль ряда - одноименная, а к поверхности рабочего органа магниты по ломаной линии обращены одноименными полюсами.

Кроме того, сепаратор включает полиградиентную среду 4 в виде сплошной тонкой ферромагнитной ленты (может быть несколько слоев), охватывающей полюса магнитной системы, экран 5 формирования рудного потока, питающее устройство б, поворотную заслонку 7. вращающийся съемник концентрата 8, воздушный съемник 9, плоский съемник 10, шибер 11, канал 12 для

отвода пыли, смотровые люки 13, корпус 14, раму 15, разгрузочные устройства 16 и 17 соответственно для немагнитного продукта . и концентрата.

5Высокоградиентный магнитный сепаратор работает следующим образом.

Исходная слабомагнитная сидеритовая руда крупностью 10-0 мм подается через питающее устройство 6 на намагниченную

0 ферромагнитную полиградиентную среду 4, расположенную в виде тонких слоев с толщиной 0,3-1,0 мм на поверхности разноименных полюсов магнитной системы 1 с открытым градиентом напряженности маг5 нитного поля в рабочей зоне. Частицы руды намагничиваются в сильном магнитном поле. Под действием магнитной силы слабомагнитный материал наиболее сильно притягивается к рабочей поверхности на0 магниченной полиградиентной среды при прямом механическом контакте между ними. Под действием центробежной и гравитационной силы при вращении магнитной системы немагнитные частицы руды срыва5 ются по касательной с поверхности полиградиентной среды и попадают в разгрузочное устройство для немагнитного продукта 16. Магнитный продукт удаляется с рабо0 чей поверхности при помощи различных механических съемников 8, 9 и 10.

Магнитный сепаратор испытан в производственных условиях аглоцеха Бакальско- го рудоуправления ПО Уралруда при

5 сухом обогащении отсевов сидеритовой руды крупностью 10-0 мм при напряженности магнитного поля 320-400 кА/м на поверхности намагниченной ферромагнитной среды в рабочей зоне сепаратора.

0

Результаты сравнительных испытаний известного и предлагаемого сепараторов приведены в таблице.

Выход концентрата определялся по

5 формуле

,

где а. - массовая доля железа в исходном питании, %;

0 / - массовая доля железа в концентрате, %;

в - массовая доля железа в немагнитном продукте, %.

Извлечение железа в концентрат опре- 5 деляется по формуле

v,-A

Јк у.

а

,%

Эффективность процесса определяется по формуле

;ук(1-а)-48 «(48-а)

%

где коэффициент 48 - теоретическая массовая доля железа в чистом силерите, %.

Анализ результатов таблицы показывает, что предлагаемый высокоградиентный магнитный сепаратор позволяет по сравнению с известным устройством снизить массовую долю железа в немагнитном продукте на 2,6% (с 12,8% до 10,2%), повысить массовую долю железа в концентрат на 1,4% (с 30,4% до 31,8%), извлечение железа в концентрат на 0,4% (с 91,8% до 92,2%), а эффективность процесса сухой магнитной сепарации на 8.6% (с 21,7% до 30,3%).

Использование: сухая магнитная сепарация слабомагнитных руд крупностью 1-10 мм. Сущность изобретения: рабочий орган, магнитного высокоградиентного сепаратора выполнен в виде барабана, поперечное сечение которого - многогранник. На гранях рабочего органа расположены ряды гто- стоянных магнитов с чередующейся поверхностью полюсов. Постоянные магниты выполнены со смещением геометрических осей одноименных полюсов между рядами на половину полюса магнита. Крайние магниты выполнены с осями,перпендикулярными осям остальных магнитов. На поверхности рабочего органа имеется полиградиентная среда в виде сплошной ферромагнитной ленты, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фор мула и з об рёте н и я

;-:-/-.://-:. . -;/-сепаратора :- . / .

положены со смещением геометрических осей одноименных полюсов между рядами, а в каждых двух соседних рядах с противоположных торцовых сторон крайние магниты выполнены с осями, перпендикулярными осям остальных магнитов ряда, при этом съемник магнитного продукта расположен в одной вертикальной плоскости с горизонтальной осью рабочего органа.

съемниками магнитного продукта, один из которых выполнен в виде воздушного сопла,

а другой - в виде ножа, при этом дополнительные съемники установлены за основным съемником по направлению вращения

рабочего органа.

..-... :.. :. : . .

фиг. 1

фнпВ3

5V $ /J S

. 3

5A/ S

fs

1 5-5