Магнітний барабанний сепаратор

Магнітний барабанний сепаратор для магнітного збагачення сильномагнітних руд, переважно тонкоподрібнених, який містить немагнітний барабан, що обертається, з розміщеною всередині нерухомою магнітною системою, завантажувальний короб, змивний пристрій, ванну з розташованим всередині лотком, стінки ванни і лотка утво рюють канал, що розширюється по ходу пересування пульпи до робочої зони магнітної системи, який відрізняється тим, що для підвищення ефективності розподілу за рахунок усунення місцевої циркуляції пульпи і розширення зони ефективного діставання шляхом забезпечення оптимального гідродинамічного режиму руху пульпи у сепараторі, стінки ванни і лотка виконані криволінійними і утворюють криволінійний рупор, причому кривизна стінок ванни і лотка змінюється за законом логарифмічної спіралі з спільним центром кривизни таким чином, що переріз каналу по ходу пересування пульпи збільшується за експонентою. Корисна модель відноситься до галузі збагачення корисних копалин, зокрема, до магнітного збагачення сильномагнітних руд. Відомі магнітні барабанні сепаратори з напівпротитечійною ванною 25СБ2, ПБМ-2ПП, ПБМ-4ПП, 209-ПП-СЭ [Обогатительное оборудование. Каталог-справочник, НИИИНФОРМТЯЖМАШ, Москва, 1971 -с. 109-128], а також ПБМ-ПП90/250, ПБМ-ПП-120/3 00, ПБМ-ПП-150 [Обогатительное оборудование. Отраслевой каталог. 18-282, ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, Москва, 1982- с.66-73], які містять немагнітний барабан, що обертається навколо нерухомої магнітної системи, завантажувальний короб, пристрій для змиву магнітного продукту і ванну, що складається з корпусу ванни і розташованого всередині корпусу лотка. Стінки лотка і корпусу ванни утворюють розширену частину ванни, де відбувається контакт пульпи з магнітним полем. Пульпа подається знизу під барабан. Магнітні частки притягуються до поверхні барабана, що обертається у протилежному руху пульпи напрямку, і виносяться за межі зони дії магнітного поля, де й змиваються водою із змивного пристрою. Немагнітні частки разом з водою видаляються з-під барабана самостійним потоком у внутрішню порожнину лотка через поріг. Ефективність мокрої магнітної сепарації сильномагнітних тонкоподрібнених руд знижується через попадання у магнітний продукт значної частини немагнітних часток. У концентрат потрапляють не тільки сильномагнітні рудні зерна, але й захоплені між пасмами магнітних часток немагнітні частки пустої породи й бідні зростки. Для одержання якісних концентратів доводиться пропускати пульпу через магнітні сепаратори неодноразово, використовуючи декілька барабанів на кожній стадії збагачення. Відомі також магнітні барабанні сепаратори ПБМ-Ц1111-90/250 [Справочник по обогащению руд. Основные процессы / Под ред. О.С. Богданова, 2-е изд. - Москва, Недра, 1983 - с. 175,176], з циркуляцією магнітного продукту. Ці сепаратори дозволяють здійснювати перечистку магнітного продукту на одному й тому ж барабані [а.с.№ 157638, кл. В 03 С 1/10, 1962, а.с.№ 473524, кл. В 03 С 1/10, 1975.]. Недоліком відомих сепараторів з напівпротитечійною ванною є наявність місцевої циркуляції пульпи у ванні, що сприяє "захвату" немагнітних часток у магнітний продукт. Виникнення циркуляції пульпи обумовлено формою ванни. У напівпротитечійних сепараторах пульпа подається під лоток, здійснює різкий поворот вгору у розширену частину ванни (робочу зону) під барабан. З точки зору гідравлики форма ванни відповідає поєднанню випадку повороту труби й випадку розширення труби. При повороті пульпи на частки рідини діють відцентрові сили, котрі разом із силами в'язкості викликають перерозподіл кінетичної енергії у по со о CD О) 6017 тоці. Як результат, у примежовому шарі рідини біля стінок лотка й розширеної частини ванни виникає зворотний перепад тиску, частки рідини тут загальмовуються, відбувається відрив струменя від стінки й виникає зворотній рух рідини. Різке розширення потоку при вході у розширену частину ванни також викликає перерозподіл кінетичної енергії у потоці й призводить до відриву струменя й утворенню зворотнього руху рідини. Як результат, у робочій зоні утворюється транзитний струмінь й дві області з місцевою циркуляцією пульпи: одна біля стінки лотка, інша біля стінки ванни. Найбільший інтерес становить область біля стінки ванни, оскільки вона займає частину робочої зони магнітної системи сепаратора біля поверхні барабана. Циркулюючий потік пульпи тут рухається у зворотньому напрямку, від барабана у робочу зону. Сильномагнітні частки у цьому потоці пульпи практично відсутні, він складається в основному з немагнітних продуктів. Далі циркулюючий потік стикається з основним і знову спрямовується до барабана. Вже витягнутий магнітний продукт на барабані омивається циркулюючим потоком з підвищеною концентрацією немагнітного продукта, що сприяє "захвату" немагнітних часток між пасмами магнітного продукта. Крім того, простір, де відбувається ефективне діставання магнітного продукта з "свіжої" пульпи стає меньшим на ту частину, яку займає циркулюючий потік. Відомий сепаратор з встановленими у зоні сепарації перфорованими трубами, що обертаються [Моделирование процесса магнитной сепарации руд. Младецкий И.И, МарютаА.Н. - Киев, "Вища школа", 1984- с. 126,127]. До труби з надлишковим тиском подається вода. Вона створює зустрічний потік основному потоку пульпи й створює опір рухові немагнітних часток до барабана. Магнітні ж частки долають цей опір завдяки дії магнітного поля. Відомий також сепаратор, в якому для руйнування циркулюючого потоку пульпи в области виходу концентрату встановлено вивідні патрубки [Моделирование процесса магнитной сепарации руд. Младецкий И.И, Марюта А.Н. - Киев, "Вища школа", 1984- с. 127,128]. Цими патрубками частина пульпи повертається у зону сепарації, з'єднуючись з початковим потоком. Крім того, встановлено додатковий патрубок, по якому подається вода. Недоліком двох вищеназваних сепараторів є ускладнення конструкції ванни, при цьому не усувається причина виникнення циркуляції, а лише зменшується ії прояв. Крім того, необхідно додатково використовувати воду. За прототип обрано сепаратор ПБМ-Ш 1-90/25 0, як найбільш поширений зараз серійно випускаємий напівпротитечійний сепаратор. Недоліком прототипу є наявнисть місцевої циркуляції пульпи у ванні, що сприяє "захвату" немагнітних часток у магнітний продукт. Більше того, за наявної конструкції ванни неможливо збільшити довжину зони розподілу за рахунок глибокого занурення барабана (а.с.№174149, кл. В 03 С 1/10,1962.), оскільки у цьому випадку при незначному збільшенні зони розподілу в основному збільшується зона цирку ляції. Тому збільшення продуктивності сепараторів шляхом збільшення зони розподілу ведеться за рахунок збільшення діаметра барабана з 900 мм до 1200 мм і навіть до 1500 мм [Магнитные и электрические методы обогащения: Учебник для вузов./ Кармазин В.В., Кармазин В.И. - М.: Недра, 1988-С.129]. Відомо, що концентрати містять до 6-8% породи і бідних зростків з вмістом магнетиту меньш 5%. Суттєвим резервом підвищення якості концентрату є зменшення ефекта "захвату" у магнітний продукт нерудних часток. Задача корисної моделі - підвищення ефективності розподілу за рахунок усунення місцевої циркуляції пульпи і розширення зони ефективного діставання шляхом забезпечення оптимального гідродинамічного режиму руху пульпи у сепараторі. Поставлена мета досягається тим, що у магнітному барабанному сепараторі, який містить немагнітний барабан, що обертається, з розміщеною всередині нерухомою магнітною системою, завантажувальний короб, змивний пристрій, ванну з розташованим всередині лотком, що відрізняються формою криволінійних стінок ванни і лотка, які утворюють криволінійний рупор, причому кривизна цих стінок змінюється за законом логарифмічної спіралі із спільним центром кривизни, а площа радіальних поперечних перетинів каналу між стінками збільшуються по ходу пересування пульпи за законом: де: S o - площа каналу на вході у рупор; ( - коефіцієнт, що характеризує швидкість наЗ ростання експоненти; Ф - кутова координата полярної системи координат з початком у центрі кривизни утворюючих стінок ванни і лотка. Сутність корисної моделі полягає в тому, що стінки ванни і лотка утворюють канал у формі криволінійного рупора (використовується в акустиці), при цьому пульпа подається у горловину рупора, а гирло обернуто до барабана сепаратора. Оптимальні співвідношення геометричних параметрів одержані при використанні в ролі утворюючих відрізків логарифмічної спіралі з спильнім центром кривизни, а перетин каналу по ходу пересування пульпи збільшується за експонентою. Запропонований сепаратор зображено на фіг. 1, а на фіг. 2 пояснюються геометричні побудови криволінійного рупора. Сепаратор на фіг. 1 містить немагнітний барабан 1 з магнітною системою 2, завантажувальний короб 3, змивний пристрій 4 і ванну, що складається з корпусу ванни 5 з криволінійною стінкою ванни 6 і лотка 7 з криволінійною стінкою лотка 8. Магнітний сепаратор працює безперервно таким чином. Пульпу подають у короб 3, звідки вона переливається у корпус ванни 5 під лоток 7. Далі пульпа потрапляє у канал між криволінійною стінкою корпуса ванни 6 і криволінійною стінкою лотка 8, де потік пульпи, розширюючись, повертає вгору і просувається "знизу-догори" під барабан до зони дії магнітного поля. Геометрична форма ка 6017 налу забезпечує безвідривне від криволінійних стінок 6 і 8 просування і рівномірний розподіл пульпи по всьому перетину потоку. Під дією магнітного поля, створеного магнітною системою 2, магнітні частки притягуються до барабана 1 і за рахунок обертання барабана транспортуються в зону розвантаження, де змиваються за допомогою змивного пристрою 4. Немагнітні частки потоком пульпи виносяться у зазор між лотком 7 і барабаном 1, де продовжується діставання магнітних часток і, далі, через поріг розвантажуються до внутрішньої порожнини лотка 7. Таким чином, відбувається розподіл початкової пульпи на магнітні і немагнітні продукти. Геометрична форма каналу на фіг. 2 створена ділянкою логарифмічної спіралі AGB з центром кривизни у точці О і ділянкою логарифмічної спіралі DFC з центром кривизни також у точці О. Логарифмічна спіраль має властивість незмінності кута між дотиковою і радіусом кривизни у будь-якій точці кривої, що сприяє безвідривному просуванню пульпи біля стінок AGB і DFC. Зміна площей перетинів каналу в напрямку руху пульпи за експонентою відповідає характеру розповсюдження зануреного турбулентного струменя в'язкої рідини. Завдяки цьому потік пульпи розподіляється рівномірно по перетину каналу. Перевагою запропонованого технічного рішення є забезпечення безвідривного просування пульпи у магнітному сепараторі, чим усувається причина виникнення місцевої циркуляції. За рахунок усунення циркуляції знижується забруднення одержаного магнітного продукту і збільшується зона ефективного витягання. Крім того, стає доречним збільшення довжини зони розподілу за рахунок використання глибокого (на 1/3-2/3 радіуса) занурення барабана у пульпу. При цьому довжина зони розподілу збільшується порівняно з прототипом у 1,4-2,0 рази. З 2 ФІГ.1 4 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 28 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