Барабанний магнітний сепаратор

Барабанний магнітний сепаратор, що має порожній немагнітний барабан, який встановлено з 3 35749 збільшити ступінь вилучення, ефективність сепарації корисного продукту та продуктивність апарату. Вказане завдання досягається тим, що в магнітному барабанному сепараторі, що має порожній немагнітний барабан, який встановлено з можливістю обертання навколо нерухомої магнітної системи з полюсами полярності, що чергуються та насаджені на загальний магнітопровід і розташовані уздовж ванни, в якій тече сепаруємий матеріал паралельно осі барабана. Згідно корисної моделі, магнітна система виконана з окремих секцій з магнітною індукцією, яка збільшується, за ходом руху матеріалу, а на поверхні робочого барабана закріплене гвинтоподібне потовщення, таке, що виконує функцію шнека. Корисна модель, що заявляється, ілюструється схемами, де на Фіг.1 наведено барабанний магнітний сепаратор; на Фіг.2 - вигляд зверху, на Фіг.3 - перетин А - А, на Фіг.4 схема розподілу прискорень, що викликані силами діючими на частинку матеріалу на барабані сепаратора, який обертається. Барабанний сепаратор має немагнітний барабан 1 з приводом 2 і шнеком 3. Вісь барабану розташована паралельно ванні 4, яку виконано з немагнітного матеріалу. Магнітна система 5 (Фіг.3) складається з нерухомих постійних магнітів з полюсами, які чергуються. Також, сепаратор має завантажувальну коробку 6, три приймача магнітного матеріалу 7, 8 і 9, патрубок немагнітного матеріалу 10. Сепаратор встановлений на станині 11 і має бризкало 12. Під час роботи сепаратора, на намагнічену частинку матеріалу 13, яка рухається разом з барабаном 1, діють утримуюча магнітна сила 14, сила тяжіння 15 і відцентрова сила інерції 16. Пристрій працює так. Потік вихідного матеріалу із завантажувальної коробки 6 поступає у ванну 4 в районі дії слабкого 4 поля полюсів магнітної системи 5, яке не сприяє їхньої інтенсивної коагуляції і залученню у флокули слабомагнітні частинки матеріалу. Вилучені розкриті зерна сильномагнітного продукту переміщаються барабаном у верхню частину ванни до першого розвантажувального лотка 7. Продукт, що залишився у ванні 4, переміщається самопливом та за допомогою шнека 3 далі уздовж барабана 1, і потрапляє в полі дії більш сильного магнітного поля середньої частини магнітної системи 5. Нерозкриті зерна сильномагнітного матеріалу вилучаються з потоку і переміщаються барабаном 1 до чергового лотка 8. Потік, що містить слабомагнітні таі немагнітні частинки, переміщається у ванні 4 і поступає в зону дії полюсів системи 5 з найбільшою магнітною силою 14 в робочій зоні сепаратора, яка утримує їх на поверхні обертаючого барабана 1. У цій частині сепаратора вилучаються в третій лоток 9 всі слабомагнітні частинки. Немагнітні частинки транспортуються водним потоком, а частинки, що осіли на дно ванни - шнеком 3, в приймальний короб 10. Оснащення сепаратора магнітною системою 5, що має вилучаючу силу, яка збільшується за ходом руху сепаруємого матеріалу, приводе до зменшення коагуляції сильномагнітних частинок. Як наслідок цього, збільшується якість першого продукту та вилучення корисного матеріалу, а також отримуються відвальні «хвости», тобто немагнітний продукт. Також, оснащення барабана 1 своєрідним шнеком запобігає засміченню дна ванни 4 немагнітними частинками, які осіли, що створює можливість управляти продуктивністю сепаратора. Розміри секцій магнітної системи 5 (довжини активних зон вилучення) можна визначити з міркування постійності продуктивності сепаратора на кожному етапі вилучення: Як відомо, максимальна продуктивність барабанних сепараторів для мокрого збагачення визначається виразом æk ö Q = 0,0094ç g k ÷bPlакт d3 (m0 cHgradH- g)1D2d2 / h , (1) ç ÷ wø è де kg - коефіцієнт, що враховує умови подачі де g - вихід продукту в першій і другій стадіях пульпи в робочу зону сепаратора; kw - коефіцієнт, сепарації, долі од. що показує відношення об'ємної витрати немагнітЗ виразу (2) виходить, що довжину активної ної частини пульпи до об'ємної витрати живлення зони подальших магнітних систем сепаратора мо(відношення цих коефіцієнтів вважаємо величижна виразити через довжину першої магнітної сисною постійною для нашого випадку); b - ширина теми: живлення (тобто ванни 4); Р - вміст твердого в l lакт1 lакт 2 = акт1 , lакт 3 = (3) живленні, долі од.; lакт - довжина активної частини 1 - g1 1 - g1 - g2 зони вилучення, м; d - крупність магнітних частиМінімальне значення напруженості магнітного нок, м; - c - питома магнітна сприйнятливість час3 поля на поверхні магнітних полюсів третьої магніттинок, м /кг; Н - напруженість магнітного поля в ної системи, з метою найбільшого вилучення сларобочій зоні, А/м; g - прискорення вільного падінбомагнітної компоненти, можна визначити з міркуня; D, d - щільність живлення і твердого в магнітвання рівності сили тяжіння 16 і магнітної сили 14, 3 ному продукті, кг/м ; h - в'язкість середовища, яка утримує частинку на поверхні нерухомого магПа*с. ніту. З цього рівняння виходить Магніти підбираємо з такою залишковою намаm0c(НgradH)=g. (4) гніченістю, щоб вираз в дужках під коренем (тобто Для спрощення рішення поставленого завданприскорення частинки в магнітному полі) залишавня, можна скористатися рівнянням О.Я. Сочнева, ся постійним на всіх стадіях сепарації. Тоді, після яке описує магнітне поле багатополюсних систем: скорочення постійних величин, можна записати Нх=Н0ехр(-сх), (5) Q=lакт1P=lакт2P(1-g1)=lакт3Р(1-g1-g2), (2) 5 35749 де с - коефіцієнт неоднорідності поля, що залежить від радіусу циліндрової поверхні, по якій розташовані краї полюсних наконечників, і крупності збагачуваної р уди. Узявши похідну за х від виразу (5) і підставивши її в (4), отримуємо m0c(HgradH)=m0cсН2ехр(-2сх)=g. (6) Для частинок діаметром 50мкм і стандартного розміру робочого барабана величину коефіцієнта неоднорідності поля можна прийняти рівною 50с/м. Тоді на відстані, наприклад, 5мм від полюса магніту величина ехр(-2сх)=с/e=0,61, а мінімальна напруженість поля на поверхні магніту дорівнює H0 = 10 A / м . (7) 30,5 m0c Якщо, для прикладу, узяти мінімальну магнітну сприйнятливість гематиту, яка дорівнює 60·10-8м 3/кг, то ця напруженість буде складати 0,66МА/м (індукція дорівнює 0,83Тл). Для врахування сили інерції 15, що виникає при обертанні робочого барабана сепаратору з постійною швидкістю, скористаємося формулою критичної швидкості обертання барабана, при якій магнітні частинки почнуть відділятися від його поверхні [1] u= RS2 (m0c HgradH+ g cos j) , (8) S 2 + 0,5p2 dR де R - радіус барабана, м; j - кут, що визначає положення частинки на барабані (див. Фіг.4). 6 Оскільки діаметр частинок дуже малий, то другим додатком в знаменнику рівняння (8) можна знехтувати, і крім того, кут можна вважати рівним нулю, оскільки згідно Фіг.4 сила тяжіння 16 буде у цей момент максимальною. Тоді, скориставшись формулою (5), для напруженості поля отримаємо вираз n2 +g H= R e2cx . (10) m0 cc Якщо замінити лінійну швидкість обертання точок барабана кутовою швидкістю, а останню виразити через частоту його обертання, і скористатися набутого значення (7), в якому величину неоднорідності магнітного поля ми прийняли 50с/м, то отримаємо вираз H= (2pu )2R + g 0,61m0 c50 . (11) Хай частота обертання барабана сепаратора дорівнює 0,5Гц, його радіус - 0,3м, а магнітна сприйнятливість буде такою ж, як при попередньому розрахунку, тоді напруженість поля буде дорівнювати 0,74МА/м, а індукція поля повинна бути більше 0,93Тл. Рез ультати розрахунку показали, що прийнята швидкість обертання барабана 1 не набагато збільшила необхідну для роботи із слабомагнітними матеріалами індукцію магнітного поля, і останнє значення її реально, при існуючих керамічних магнітах. 7 Комп’ютерна в ерстка О. Рябко 35749 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601