Магнітна система барабанного сепаратора

Магнітна система барабанного сепаратора, що включає обичайку, усередині якої закріплені на ярмі радіально намагнічені блоки полярності, що чергуються, між якими встановлені магнітні клини, при цьому, кожен блок виконаний у вигляді феромагнітної прямокутної основи з пов'язаними з нею протилежними бічними прямокутними пластинами, а усередині блока розміщені пластини основних магнітів, що встановлені на плитки підпірних магнітів, при цьому по осі блока між пластинами основних магнітів установлений концентратор з феромагнітного матеріалу, причому полярність магнітів, що примикають до концентратора, однакова, яка відрізняється тим, що бічні пластини блоків виконані з магнітом'якого матеріалу, а концентратор виступає над поверхнею магнітного блока на висоту, що дорівнює: Винахід відноситься до збагачення корисних копалин, зокрема, до магнітної сепарації слабомагнітних руд. Відома магнітна система барабанного сепаратора, що включає закріплені на ярмі на однаковій відстані радіально намагнічені блоки полярності, що чергується, які виконані у вигляді феромагнітного прямокутного стакана, усередині якого розташована стопка основних магнітів у вигляді плиток однакової висоти, намагнічених у напрямку від нижньої до верхнього [АС СРСР №1666182 В03С1/10, БВ №28 1991p.]. Недоліком такої системи є велика зона низької напруженості на середині поверхні верхньої плитки, тому що основна частина силових ліній магнітного поля сконцентрована на горизонтальних ребрах блоку. Це приводить до збільшення неоднорідності поля через його високу напруженість в зонах між сусідніми блоками і низьку на пруженість над поверхнею блоку. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є магнітна система барабанного сепаратора, що включає обичайку, усередині якої закріплені на ярмі радіально намагнічені блоки полярності, що чергується, між якими встановлені магнітні клини, при цьому, кожен блок виконаний у вигляді феромагнітної прямокутної основи з пов'язаними з нею протилежними бічними прямокутними пластинами, а усередині блоку розміщені пластини основних магнітів, що встановлені на плитки підпірних магнітів, при цьому по осі блоку між пластинами основних магнітів установлений концентратор з феромагнітного матеріалу, причому полярність магнітів, що примикають до концентратора, однакова [А.А. Азарян та ін. «Якість мінеральної сировини», Кривий Ріг, «Мінерал», с. 159]. Недоліком такої системи є те, що магнітний потік високої напруженості на горизонтальних реб (13) 51595 , де Hk - величина перевищення концентратора над поверхнею блока з магнітних пластин з боку обичайки; Rb - діаметр обичайки; Hz- величина зазору між ребром концентратора й обичайкою; Нс - осьовий розмір магнітної системи; Lmk - товщина магнітного клина; Lp - товщина бічної пластини. C2 ) (11) (Lmk Lp)2 UA Hc 2 (19) Hc 2 Hk (Rb Hz ) (1 3 51595 4 рах концентратора замикається через стінки блоку боку обичайки; виконаного з фериту. Це приводить до того, що Rb - діаметр обичайки; між блоками полярності, що чергується, напружеHz - величина зазору між ребром концентраність магнітного поля знижується практично до тора й обичайкою; нуля і збільшує неоднорідність магнітного поля, Нc - осьовий розмір магнітної системи; створюючи значні тангенціальні сили. ТангенціаLmk - товщина магнітного клина; льно діючі магнітні сили порушують плавний рух Lp - товщина бічної пластини. магнітних часток до розвантажувального приВинахід, що заявляється, ілюструється схестрою, сповільнюючи їхній рух в околицях піків мою, на якій зображена магнітна система бараполів. Сповільнення руху магнітних часток привобанного магнітного сепаратора (вигляд збоку). дить до утворення скупчень матеріалу, що знижуМагнітна система барабанного сепаратора ють ефективність його поділу по фізичних і мехавключає ярмо 1, до якого за допомогою болтів 2 нічних властивостях за допомогою магнітних, приєднані основи 3 магнітних блоків полярності, гравітаційних і доцентрових сил. що чергується, бічні пластини 4, які зв'язані з осВ основу винаходу поставлена задача удосконовою 3, контактують з магнітними клинами 5. налення конструкції магнітної системи барабанноУсередині кожного магнітного блоку розміщені го сепаратора за рахунок виконання бічних пласпластини 6 основних магнітів, а між пластинами 6 тин блоків з магнітом'якого матеріалу і розміщення основних магнітів і основою 3 розташовані опорні концентраторів між основними магнітами концентмагніти 7. По осі магнітного блоку встановлений ратора, тіло якого виступає над поверхнею блоку, концентратор 8. Коаксіальне ярму 1 над магнітниутвореною пластинами основних магнітів з боку ми блоками розміщена обичайка 9 барабана сепаобичайки сепаратора. ратора. Це забезпечить підвищення напруженості й Реалізація винаходу, що заявляється, ілюстоднорідності магнітного поля на робочій поверхні рується на прикладі експериментальної конструкції барабана і підвищення ефективності сепарації магнітної системи барабанного сепаратора. слабомагнітних руд. Обичайка 9 виконується з титанового сплаву у У порівнянні з прототипом, така конструкція вигляді циліндра радіусом R = 0,45м і товщиною магнітної системи дозволяє сконцентрувати магністінки 5мм. Ярмо 1 виконане з отворами для кріптний потік на ребрах концентратора, що виступалення основи 3 магнітних блоків за допомогою ють над поверхнею блоку. болтів 2. Виступаюча частина концентратора, знаходяПластини 6 основних магнітів і підпірні магніти чись ближче до поверхні обичайки барабана, за7, які мають, 50 x 50 x 10мм, а також магнітні клини безпечує велику напруженість магнітного поля на 5 виконані з неодим - залізо - бор сплаву (Nd-Feповерхні обичайки барабана. Так як концентратор В). виступає над поверхнею блоку, то пластина з магРозмір бічних пластин 4 магнітних блоків станітом'якої сталі робить менше шунтуючий вплив на новить 80 x 50 x 3мм, а основи (3) - 50 x 50 x 10мм. магнітний потік і велика частина силових ліній заВони виконані з магнітом'якого матеріалу, напримикається на концентраторі протилежної полярноклад зі сталі марки Ст.3. сті. Таким чином, збільшується напруженість магДо кожної основи 3 прикріплений болт 2 з нітного поля в зоні магнітних пластин і різьбою М6 чи М8. підвищується його однорідність уздовж окружності Концентратор 8 виконаний з феромагнітного барабана. матеріалу з залишковою магнітною проникністю Поставлена задача вирішується за рахунок топотоку розсіювання μф = 14,8*10-7. Осьовий розмір го, що магнітна система барабанного сепаратора системи Нс = 80 * 10-3м. включає обичайку, усередині якої закріплені на Властивості магнітів: Bz=0.98Тл; ярмі радіально намагнічені блоки полярності, що Hсr=650*103кА/м. Товщина магніту Lm=10*10-3м. чергується, між якими встановлені магнітні клини, Висота магніту Но=50*10-3м. Висота концентратопри цьому, кожен блок виконаний у вигляді ферора магнітної прямокутної основи з пов'язаними з нею протилежними бічними прямокутними пластинами, де ΔHk - величина перевищення концентратоа усередині блоку розміщені пластини основних ра над поверхнею блоку з магнітних пластин з бомагнітів, що встановлені на плитки підпірних магніку обичайки; тів, при цьому по осі блоку між пластинами основНо - висота магніту. них магнітів установлений концентратор з фероВисота перевищення концентратора над помагнітного матеріалу, причому полярність магнітів верхнею блоку, визначається в залежності від вена стінках, що примикають до концентратора, одличини технологічного зазору між блоком і обинакова. чайкою. При розміщенні частини концентратора Відповідно до винаходу, бічні пластини блоків над поверхнею блоку технологічний зазор між конвиконані з магнітом'якого матеріалу, а концентрацентратором і обичайкою повинний зберегтися. тор виступає над поверхнею магнітного блока на Тому висота перевищення концентратора над повисоту рівну верхнею блоку і величина технологічного зазору геометричне зв'язані. де ΔHk - величина перевищення концентратора над поверхнею блока з магнітних пластин з 5 51595 6 ΔHk=(45*10-3-1*10-3)*(1-√80*10-3/(80*10-3+5*10-3+ стю і за рахунок напрямку намагніченості вони +3*10-4))=1.00*10-3м. знижують величину потоків розсіювання основних Провідність робочого зазору магнітів 6, а напрямок їхньої намагніченості такий, λβ=μοΗοΝФ/Νf=12.55*10-7x80*10-3x5/5=2.04*10-7(Гн), що магнітний потік основних магнітів 6 складаєтьде ΝФ/Νf - співвідношення кількості магнітних ся з магнітним потоком додаткових підпірних магтрубок з однаковими магнітними параметрами; нітів 7, і сумарний потік над поверхнею обичайки 9 μο -12,55*10-7 - магнітна постійна. збільшується. Виступаюча частина концентратора Приймемо провідність розсіювання з однієї то8 над поверхнею основних магнітів 6 дозволяє рцевої сторони магніту сконцентрувати силові лінії магнітного поля на λТ = 0.47*10-7 (Гн). поверхні концентратора 8, особливо в зоні ребер. Провідність розсіювання п'яти Це приводить до того, що силові лінії магнітного λП=SбпΝФ/Νfμο=10x50*10-3x5/4x12.55*10-7= поля будуть замикатися через концентратор 8 =7.52*10-7(Гн). протилежної полярності, а потік розсіювання через де Sбп - площа бокової поверхні опорного магбічні стінки 4 буде мінімальним. Це досягається ніту. завдяки досить малої магнітної проникності бічних Сумарна провідність розсіювання пластин 4 блоків, виконаних з магнітом'якого маλΣ = 2λТ + 2λП = (0.94 + 15.04)*10-7 = 15.98*10-7 (Гн). теріалу, наприклад стали марки Ст.3, а також блиЗагальна площа всіх магнітів зьким розташуванням сусіднього блоку. Крім того, Sm = 9 x 25*10-4 = 21*10-3м2. забезпечується зменшення провалів напруженості Перетин концентратора в робочій зоні магнітного поля як у радіальному, так і в тангенціSb = 10*10-3 x 50*10-3 = 5*10-4м-2. альному напрямку, що підвищує однорідність магКорисний потік, з урахуванням того, що залинітного поля і поліпшує процес сепарації. шкова магнітна проникність ферита складає Запропонована конструкція магнітної системи μФ=14.8*10-7 барабанного сепаратора дозволяє значно поліпΦδ=Βz*Sm*λβ/(λβ+λΣ+μФ*Sm/Hk)=(0.98x25*10-3х шити технологічні показники сухого збагачення х2.04*10-7)/(2.04*10-7+15.98*10-7+14.8*10-7x слабомагнітних руд. Як показали дослідження і х25*10-3/51,00/10-3)=0.56*10-3(Вб) випробування експериментального зразка магнітІндукція на поверхні концентратора ного блоку сепаратора нової конструкції, на ребВ = Фδ / Sb = 0.56*10-3 / 0.5*10-3 = 1.12(Тл.) рах робочої поверхні концентратора індукція склаСумарна індукція декількох разом складених дає В = 1.09Тл, що на 12% вище, ніж у прототипу. однополярних блоків збільшується за рахунок При сухій магнітній сепарації магнетитових руд зниження розсіювання потоків торцевих повермагнітний сепаратор із пропонованою магнітною хонь. системою, у порівнянні із сепаратором, що серійно При експлуатації сепаратора магнітна система випускається («ВПБС 90-250»), забезпечує при працює таким чином. однаковому навантаженні підвищення виходу відМагнітне поле блоку створюється як основнивальних «хвостів» з 6 - 10% до 15 - 22%, приріст ми магнітними пластинами 6, так і підпірними магмасової частини загального магнітного заліза віднітами 7. При цьому, основну частину магнітного повідно на 3 - 5% і зменшення змісту магнітного потоку створюють основні магнітні пластини 6. заліза в «хвостах» з 4 - 5% до 2.5 - 3%. Роль підпірних магнітів 7 - двояка: своєю присутні Комп’ютерна верстка M. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601