Магнитный гидроциклон Советский патент 1982 года по МПК B03C1/00 B03B5/34 

(54) МАГНИТНЫЙ ГИДРОиИКЛОН

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к маг нитному разделению. Известен магнитный гидроциклон, вкл чающий цилиндроконический корпус, магнитную систему, загрузочный и разгрузо : ный патрубки rij . Недостатком его является, создаваемо соленоидом равномерное постоянное магнитное поле небольшой напряженности (до 3 кЭ), вследствие чего он может применяться только для руд с высокой магнитной восприимчивостью, в частности магнетитовых руд. Наиболее близким по технической суш ности и достигаемому эффекту к изобретению является магнитный гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус из немагнитного материала, криостат с размещенной в нем магнитнсй системой, состоящей КЗ катушек, и рабочим каналом, загрузочный и разгрузочные патруб кн 21. Недостатком этого магнитного гидроч циклона является неудовлетворительный процесс разделения, так как градиент напряженности поля по оси гидроциклона распределен таким образом, что при одной и той же напряженности поля величина, магнитной силы ( F И б rod Н) в зоне разделения магнитных и немагнитных частиц меньше величины магнитной силы в зоне разгрузки песков. Это вызывает повышенные потери тонких магнитных частиц в сливе, а также затрудняет разгрузку песков Через патрубок, вплоть до образования в нем пробки из разгружаемого материала, особенно в случае напряженности поля свыше 50 кЭ. Односекционная магнитная система трапециевидной формы имеет нерегулируемую топографию магнитного поля и не позволяет изменением силы тока в обмотке качественно изменить указанное соотношение градиентов и магнитных сил во всем диапазоне напряженности поля, чтобы добиться эффективного режима работы гидроциклона. КроKie того, цилиндрически-й профиль рабочег канапа крностата затрудняет изменение поло 1:ен1ш гпдроциклона в нем в случае необходимости для оптимального совмешеппя максимума магнитного поля с зон р азделения частиц в гвд|юциклоне. Цель изобретения повь шение эффектиш1ости процесса сепарации минералов слабомагнитных тонковкрапленных руд за счет увеличения градиента напряженности магнитного поля в зоне разделения, улучшение разгрузки магнитного продутста через песковый патрубок, а, с хедовательно, и стабилизация, непрерывного режима работы .гидроциклона за счет умень шения градиента напряженности поля в зоне разгрузки песков. Цель достигается тем, что коническая часть гидроциклона выполнена с коль цеобразными прорезями и снабжена встав ками из ферромагнитного материала, раз мешенными в прорезях, а катушки установлены ступенчато, при этом рабочий канал криостата имеет цили1адричесКую форму. На чертеже изображен гид1юциклон, общий вид, М.агнитный гидроциклон включает криостат 1 с рабочим каналом 2 цилиндрической формы, сверхпроводящую магнитную систему 3, состоящую из прямоугольных катушек 4 и 5;, установленных ступенчато и выполненных из сверх проводящего материала, иилиндроконичесК11Й корпус 6 из немагнитного материала имеюший цилиндрическую 7 и коническую 8 части, причем коническая часть выпол нена с кольпеобразньми прорезями, в ко торых размешены ферромагнитные зставки 9, загрузочный спиралеобразный патрубок 1О и разгрузочные патрубки 11 и 12, соответственно сливной и песковый. Магнитный гидроциклон работает слеДУЮ1Ш1М образом. Исходное питание (пульпа) подается пОд давлением в загрузо1шый спиралеобразный патрубок 1О, предварительно намагничиваясь в нем за счет полей рассеивания, тангенциально входит в цилшад рическую 7, а затем- ив конггческую 8 части гидроциклона, где под шиянием ги родинамических и магнитных сил пролсходит процесс сепарации содержащихся в пульпе магаитных и немагнитных частиц минералов. Магнитная фракция (пески) выходит через разгрузочный песковый патрубок 12 в нижней части гидроииклона, а немагнитная ф}эакция (слив) выНОС1-1ТСЯ через разгрузочный сливной пат руёок 11. При этом вставки 9 из ферромагнитного материала, которыми снабжена коническая часть 8 гидроциклона, .намагничиваются под влиянием внешнего поля магнитной системы 3, увеличивают неоднородность магнитного поля за счет создания дополнительного радиального градиента напряженности и тем самым повышают уровень пондеромоторных сил у стенок гид- роциклона. Это способствует более эффективному удержанию магнитных частиц, особенно тонких фракций, в пристеннььх слоях . пульпы и, следовательно, их более полному извлечению в песковый продукт. Ширина 3 кольцевых вставок 9 и зазор о между ними выбирается в соответствии с оптимальными соотношениями этих параметров, принятыми при расчетах поля электромагнитных систем с чередующимися открытыми полюсами плоской формы, так чтобы напряженность поля была примерно одинаковой против середины полюсов и .середины зазоров. Учитывая, что величи на индукции насыщения магнитомягких сталей соответствует максимальной напряженности Поля у полюсов, равной 20 кЭ. то величина дополнительного радиального градиента поля, создаваемого в нашем случае чередующимися ферромагнитными кольцевыми вставками 9, достигает 20ЗО кЭ/см (при ширине вставок от 3 см .и ). Количество кольцевых вставок будет зависеть от их ширины ,и параметров гидроциклона, причем с целью оптимального соотношения величины магнитных и гидродинамических сил разделения по всей высоте гидроциклоиа коническая часть последнего может быть выполнена с переменным соотношением ширины и шага вставок. Эффективность разделения частиц в гидроциклоне и стабильность непрерывного процесса разгрузки песков повышается также за счет магнитной.системы 3, состоящей из прямоугольных катушек, установленных ступенчато, создающей поле такой конфигурации, при которой величина магнитной силы в зоне разделения превышает величину магнитной силы в зоне разгрузки песков, что обеспечивается более высокими градиентами магнитного поля, в зоне разделения частиц (в 23 раза по сравнению с прототипом) и одновременно пониженными градиентами поля в зоне разгрузки песков. Наличие нескольких катушек 4 и 5 магнитной системы с раздельной регулировкой позволяет дополнительно оптимизировать величины градиента поля и магнитных сил

Б разных зонах по оси гидроциклона в зависимости от типа обогащаемого минерального сырья, режимов работы и па; раметров гидроциклона. Кроме того, цилиндрическая форма рабочего канала 2 криостатй 1 дает возможность изменить при необходимости положение гидроцикло- на относительно максимума поля и за сче этого также улучшить процесс разделения частиц в гидроциклоне.

Экономическая эффективность предлагаемого технического решения при обогащении руд .редких металлов, в частности: танталитколумбитовых и вольфрамовых, составит для одного магнитного гидроциклона диаметром 100 мм примерно 10О тыс. руб. Б год.

Формула изобретения 20

Источники информации, принятые во внимание тфи экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 522857, кл. В ОЗ С 1/02, 1972 (прототип).