Спосіб магнітної сепарації залізовмісних і магнітних руд

Корисна модель відноситься до гірничо-переробної промисловості і може бути використана для високопродуктивного магнітного збагачення залізовмісних магнетитових і магнітних руд. Корисна модель може бути використана для одержання проміжного продукту в початковій стадії збагачення чи товарного концентрату готової сировини для металургійної промисловості. Відомий спосіб магнітної сепарації для збагачення магнітних руд, що включає у верхній подачі матеріалу вихідного живлення на барабан, з магнітною системою, який обертається, та подальшому розподілу матеріалу на продукти збагачення (Справочник по обогащению руд. Основные процессы. - Изд. 2-е. - М. Недра, 1983. С.164165). Недоліком способу є те що при збагаченні можливо затискання немагнітних часток та їх механічного занесення у магнітний продукт, що знижує його якість. Крім того великі куски магнітного матеріалу можуть розвантажуватися в породний бункер при переваженні гравітаційних та відцентрових сил над магнітними, що призводить до втрати їх з "хвостами". Недоліком відомого способу є те, що при збагаченні використовується магнітне поле з незначною глибиною впливу, що знижує показники витягу і продуктивність переробки вихідного потоку рудної пульпи на концентрат і хвости збагачення. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб магнітної сепарації залізовмісних і магнітних руд, що включає дроблення і здрібнювання руди, утворення рудної пульпи і подачу її на обертову поверхню поділу сепаратора, вплив на неї постійним магнітним полем, джерело якого розташовано усередині поверхні поділу, формування вихідних потоків, один із яких - рудний залізовмісний концентрат, а інший - хвости збагачення (Патент України на винахід №37833, опубл. 15.05.01, Бюл. №4, 2001p.). Недоліком відомого способу, як і аналога, є те, що при збагаченні використовується магнітне поле з незначною глибиною і часом впливу, що зменшує ступінь використання енергії магнітного поля в просторі, знижує показники витягу і продуктивність переробки вихідного потоку рудної пульпи на концентрат і хвости збагачення. Крім того, магнітна складова, що забезпечує поділ вихідного потоку, обмежена вузьким по площі сектором і, відповідно, короткочасним впливом на магнітний компонент. Це приводить до значних утрат залізовмісних зростків чи дрібних часток утримуючих залізо, що знаходяться на периферії потоку на видаленні від ефективного радіуса джерела магнітного поля. Відомий спосіб не дозволяє оперативно змінювати координатне положення джерела магнітного поля в залежності від якісних характеристик збагачуваного продукту. Задачею корисної моделі є удосконалення способу магнітної сепарації залізовмісних руд за рахунок формування сферичної системи поділу шару пульпи заданої товщини в залежності від обсягу подачі вихідної сировини, впливу на нього напівсферичним джерелом магнітного поля і наявності диференційованого кута нахилу криволінійної площини в екваторіальному напрямку, максимального використання магнітного потоку і можливості варіювання впливу їм на рудну пульпу як по ходу переміщення поверхні поділу, так і в протитоковому напрямку. Це дозволяє підвищити ефективність впливу магнітного поля на вихідну сировину, підвищити ступінь витягу корисних компонентів, спростити технологію магнітного збагачення залізовмісних руд, знизити собівартість технології збагачення і, відповідно, одержуваного товарного концентрату. Спосіб, реалізований у конструкціях сепараторів, дозволяє значно зменшити їхні габарити без зниження продуктивності і якості продукції, що випускається. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб магнітної сепарації залізовмісних і магнітних руд включає дроблення і здрібнювання руди, утворення рудної пульпи і подачу її на обертову навколо власної осі поверхню поділу, вплив на неї постійним магнітним полем, джерело якої розташовано усередині поверхні поділу, формування вихідних потоків, один із яких - рудний концентрат, а іншій - хвости збагачення. Відповідно до корисної моделі, пульпу подають на поверхню поділу сферичної форми, постачену джерелом магнітного поля, випромінююча поверхня якого обмежена півсферою, яка коаксіальна поверхні поділу, при цьому джерело магнітного поля виконують з можливістю зміни просторового положення щодо осі обертання поверхні поділу, при чому в меридіональному напрямку від місця подачі рудної пульпи в зоні дії півсфери магнітної системи формують і відокремлюють потік хвостів збагачення, а за зоною дії півсфери магнітної системи формують і відокремлюють потік рудного концентрату. Заявлений спосіб реалізується таким чином. Як приклад приведений варіант подачі рудної пульпи на верхню частину сферичної поверхні поділу. Сферична обичайка поверхні поділу обертається навколо горизонтальної осі. Усередині поверхні поділу розташовують півсферу джерела магнітного поля складеного з постійних магнітів. Вісь обертання джерела магнітного поля збігається з віссю обертання поверхні поділу. У робочому положенні верхня частина магнітної системи спрямована нагору і може збігатися по вертикальній осі з координатою верхньої частини поверхні поділу. Зверху на поверхню поділу надходить рудна пульпа залізовмісного або іншого магнітного матеріалу і розтікається по її поверхні. В міру переміщення потоку пульпи, що знаходиться в зоні дії магнітного поля, на поверхні поділу відбувається інтенсивне осадження магніто-сприйнятливих часток. Немагнітні частки - порожня порода - стікають по поверхні поділу, формуються в потік і віддаляються в хвостосховище, а магніто-сприйнятливі частки захоплюються обертовою поверхнею поділу і переносяться за зону півсфери магнітної системи. За зоною магнітної системи під дією сил гравітації і додаткових (при необхідності) зовнішніх впливів магніто-сприйнятливі частки - залізовмісний концентрат формують у потік і видаляють для подальшої переробки до одержання товарного продукту для металургійної промисловості. У залежності від параметрів збагачення вихідної сировини і її фізико-механічних властивостей переміщувана навколо осі півсфера магнітної системи дозволяє змінювати координати магнітного впливу на вихідний потік пульпи. Тому що пульпа надходить на сферичну поверхню, то частина складових її часток рухаються по ходу обертання поверхні поділу, а частина - проти напрямку руху поверхні поділу. У тім і іншому випадку картина осадження магніто-сприйнятливих часток буде різною через різну взаємодію потоку пульпи з обертовою поверхнею поділу за допомогою напівсферичного джерела магнітного поля. Розрахунок динаміки розділового процесу на сферичній поверхні у варіанті подачі живлення (пульпи) у її верхню частину вказує на наявність сил, що викликають зміну траєкторії руху мінеральних часток з різними властивостями по магнітній сприйнятливості, питомій вазі, що забезпечує ефективне мокре магнітне збагачення тонкоздрібненої залізної руди. У розглянутому прикладі сила ваги і сила магнітного притягання збігаються, що поліпшує умови поділу по магнітних властивостях і питомій вазі мінералів. Напрямок сили ваги мінеральних часток униз до збагаченого шару сприяє процесу їх поділу по питомій вазі і збільшує імовірність осадження в збагачений магнітний шар окислених рудних мінералів (гематиту). За рахунок обертання сфери й одночасного руху часток у меридіанному напрямку траєкторія збагачуваних рудних часток має складну утворюючу. Це інтенсифікує поліградієнтний вплив магнітного і гравітаційного поля на частки і процеси їх магнітної і механічної сегрегації. У зв'язку з розтіканням потоку від вершини полюса по меридіанах до екваторіальної лінії сепаратора, вміст магнетитових часток зменшується і зростає частка рудних зростків до кінця зони поділу. Для цього реалізацією способу передбачається можливість застосування поліградієнтного магнітного поля за рахунок монтажу в сегментах, що примикають до екваторіальної частини сферичної поверхні магнітної системи постійних магнітів з високою індукцією магнітного поля. Це забезпечує ефективне уловлювання рудних зростків наприкінці процесу збагачення, коли магнітні зерна вже притягнуті магнітною системою. У залежності від конструктивної реалізації спосіб, що заявляється, передбачає як спадну, так і висхідну подачу вихідного живлення - залізорудної пульпи. У першому випадку формування потоку хвостів збагачення і залізовмісного концентрату здійснюють у нижній частині сфери поверхні поділу. В другому випадку формування потоку хвостів збагачення здійснюють у нижній частині поверхні поділу, а залізовмісного концентрату - у верхній частині сфери поверхні поділу. При необхідності спосіб передбачає можливість подачі пульпи, зняття концентрату і хвостів збагачення в будь-якій технологічно виправданій точці сфери поверхні поділу.