Спосіб розмагнічування феромагнітної пульпи

Реферат: Винахід належить до гірничо-переробної промисловості і може бути використаний на гірничозбагачувальних комбінатах для розмагнічування намагніченої феромагнітної пульпи. Спосіб розмагнічування феромагнітної пульпи включає розміщення на неметалічному пульпопроводі електромагнітної системи, формування електромагнітного поля і вплив ним на потік намагніченої феромагнітної пульпи. На феромагнітну намагнічену пульпу впливають імпульсами розмагнічуючого загасаючого змінного електромагнітного поля, періодичність проходження яких не перевищує 0,4 секунди, а максимальне значення напруженості змінного електромагнітного поля не перевищує 320 кА/м. Забезпечують загасання імпульсу не більше ніж за 0,2 секунди з періодом загасаючого змінного електромагнітного поля не більше 0,1 секунди. Причому вплив на пульпу здійснюють при її швидкості, що не перевищує 55 метрів у UA 105809 C2 (12) UA 105809 C2 секунду і щільністю не нижче 1005 грамів на літр із масовою часткою твердого не більше 90 %. Використають пульпу з максимальної крупністю часток не більше 3 міліметрів. Обмежують обсяг впливу на пульпу розмагнічуючого імпульсного змінного загасаючого електромагнітного поля усередині електромагнітної системи по довжині пульпопроводу не менше 10 міліметрів і у діаметрі не більше 1000 міліметрів. Винахід дозволяє підвищити ефективність розмагнічування феромагнітної пульпи, що забезпечує ефективний поділ феромагнітних часток і відповідно підвищує ефективність наступних технологічних операцій. UA 105809 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничо-переробної промисловості і може бути використаний на гірничо-збагачувальних комбінатах для розмагнічування намагніченої феромагнітної пульпи. Зокрема, винахід може бути використаний при збагаченні магнетитових руд для розмагнічування магнетитової пульпи, що була піддана впливу постійних магнітних полів. Винахід може бути використаний для розмагнічування утворених флокул з магнетитових часток для зменшення залучення в технологічний процес часток порожньої породи і рудно-породних зростків з низьким вмістом заліза. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є спосіб для розмагнічування феромагнітної пульпи [Кармазин В.И. і ін. Процеси і машини для збагачення корисних копалин. - М.: Недра, 1974. - C. 322]. Спосіб включає розміщення на неметалевому пульпопроводі електромагнітної системи, формування електромагнітного поля і вплив їм на потік намагніченої феромагнітної пульпи, При впливі електромагнітного поля відбувається розмагнічування утворених флокул феромагнітних часток, які надходять на подальшу переробку відповідно до прийнятої технології збагачення магнетитових руд. Недоліком відомого способу є те, що він не працює при підвищених швидкостях пульпи, і не забезпечує її якісного розмагнічування в значному об'ємі за короткий період часу і при цьому вимагає підвищеного споживання електроенергії. Застосування відомої магнітної системи приводить до недостатньо високої якості сировини, що переробляється, через неглибоке розмагнічування флокул. Це приводить до непродуктивного навантаження на млини і інше технологічне устаткування, за допомогою яких здійснюють відділення феромагнітного продукту від часток порожньої породи і бідних зростків. Використання відомого способу вимагає значних трудових і матеріальних витрат на проведення заходів при монтажі і налагодженні устаткування. Задачею винаходу є удосконалення способу розмагнічування феромагнітної пульпи, за рахунок формування електромагнітного поля усередині пульпопроводу. Формування електромагнітного поля здійснюють регламентуванням параметрів, які визначають величину інтенсивності імпульсів електромагнітного поля, їхню періодичність і порядок загасання. Технічний результат від використання винаходу полягає в підвищенні ефективності розмагнічування феромагнітної пульпи, що забезпечує ефективний поділ феромагнітних часток і відповідно підвищує ефективність наступних технологічних операцій. Застосування способу дозволяє забезпечити ефективне розмагнічування феромагнітної пульпи при змінюваних параметрах вихідної сировини. При застосуванні системи керування технологічним процесом і системи її автоматизації, заявлений спосіб дозволяє розмагнічувати магнітні флокули практично всіх типів магнетитових руд, які піддаються магнітному впливу в ході збагачувального технологічного процесу. Спосіб забезпечує поліпшення технологічних і економічних показників гірничозбагачувальних підприємств, що переробляють магнетитові руди. Технічне устаткування, необхідне для реалізації способу, може бути встановлене на пульпопроводі після магнітної обробки у збагачувальному апараті залізорудної пульпи перед входом у наступне технологічне устаткування, у якому здійснюється наступний цикл збагачення, до отримання залізорудного концентрату з необхідними якісними показниками. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб розмагнічування феромагнітної пульпи включає розміщення на неметалічному пульпопроводі електромагнітної системи, формування змінного розмагнічуючого електромагнітного поля і вплив ним на потік феромагнітної пульпи. Відповідно до винаходу, на феромагнітну намагнічену пульпу впливають імпульсами розмагнічуючого загасаючого змінного електромагнітного поля, періодичність проходження яких не перевищує 0,4 секунди, а максимальне значення напруженості змінного електромагнітного поля не перевищує 320 кА/м, при цьому забезпечують загасання імпульсу не більш ніж за 0,2 секунди з періодом загасаючого змінного електромагнітного поля не більше 0,1 секунди, причому вплив на пульпу здійснюють при її швидкості, що не перевищує 55 метрів у секунду й густиною не нижче 1005 грамів на літр із масовою часткою твердого не більше 90 %, причому використовують пульпу з максимальної крупністю часток не більше 3 міліметрів, і обмежують обсяг впливу на пульпу розмагнічуючого імпульсного загасаючого змінного електромагнітного поля усередині електромагнітної системи по довжині пульпопроводу не менше 10 міліметрів і у діаметрі не більше 1000 міліметрів. Спосіб розмагнічування феромагнітної пульпи застосовують наступним чином. Установка розмагнічування феромагнітної пульпи являє собою електромагнітну котушку, розміщену на пульпопроводі, по якому рухається пульпа. 1 UA 105809 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Обмотка електромагнітної котушки підключена до блока керування, що, у свою чергу, підключений до джерела живлення змінного струму. При подачі електричного струму заданих регламентованих параметрів усередині електромагнітної котушки і відповідно в пульпопроводі виникає електромагнітне поле, яке здійснює вплив на флокули феромагнітних часток і розмагнічує їх. Необхідність розмагнічування феромагнітної пульпи пояснюється наступними причинами. При збагаченні магнетитових руд, пульпу збагачують у магнітних сепараторах, де видаляють немагнітну частину (хвости) і одержують магнітний продукт (концентрат). У магнітному постійному полі магнітних сепараторів магнітні частки, здрібнені, наприклад, до крупності 95 % класу дрібніше 70 мікронів, взаємодіють один з одним, утворюють т. зв. магнітні флокули і укрупнюються, наприклад, до 2 мм. У процесі утворення магнітних флокул, магнітні частки захоплюють частки порожньої породи, а також бідні зростки кварцу з магнетитом. Процес флокуляції знижує якість магнітних продуктів і погіршує ефективність класифікації в гідроциклонах за рахунок влучення флокул, як великих часток, у піски. Тому, перед класифікацією намагніченої пульпи необхідно її піддати розмагнічуванню з метою руйнування флокул часток магнетиту. У результаті руйнування магнітних флокул відбувається звільнення немагнітних і слабомагнітних часток, які потім сепаруються від магнетитових часток. Експериментальні дослідження показали, що сила взаємного притягання часток залежить від роду магнітного поля. Так, міцність взаємного притягання часток у полі змінного струму приблизно в десять разів менше, ніж у постійному полі. Згідно з експериментальними даними, зі збільшенням частоти поля розмір флокул, а також довжина пасом, утворених частками руди, за інших рівних умов, скорочуються обернено пропорційно частоті поля. Тому, для більш ефективного розмагнічування і дефлокуляції пульпи варто застосовувати пристрої (соленоїди), що живлять змінним струмом підвищеної частоти. Для ефективної дефлокуляції необхідно, щоб флокули не встигали повертатися при зміні полярності поля, напруженість різнополярного поля швидко досягала максимального значення і повільно спадала. За час перебування флокули в апараті вона встигала б піддаватися декільком змінам полярності при напруженості, залежно від коерцитивної сили феромагнітного мінералу, з поступовим зменшенням амплітуди сплесків напруги. У полях підвищеної частоти петля гістерезису для феромагнітних мінералів міняється в порівнянні з петлею гістерезису, що має місце у квазістатичному змінному полі. Гістерезисна петля перетягається в області малих значень перемагнічуючого зовнішнього поля, що приводить до зниження коерцитивної сили і залишкової намагніченості. Зазначені властивості петлі гістерезису обумовлені поводженням системи неупорядкованих динамічних доменів. Ширина і кількість доменів варіюються зі зміною знака і величини значення поля. Динамічні домени протягом періоду стискуються-розширюються, спотворюється їхня форма. Швидкість проростання кінців доменів значно перевершує швидкість бічного руху доменних стінок, тому утворення декількох відростків повинно бути енергетично вигідно. Домени, що ростуть одночасно в різних напрямках, займають більшу площу за найкоротший проміжок часу. Всі перераховані особливості динамічного поводження магнітного мінералу дозволяють знизити залишкову намагніченість, практично до нульового значення за найкоротший інтервал часу розмагнічування. Характер впливу електромагнітного поля на пульпу є імпульсним з регламентованим загасанням. Саме цей вплив забезпечує розрив ланцюгів флокул до мінімально можливих розмірів. На пульпу при її русі в пульпопроводі впливають імпульсами загасаючого змінного електромагнітного поля, що розмагнічує, періодичність проходження яких не повинна перевищувати 0,4 сек. Збільшення величини інтервалу імпульсів приводить до пропусків у впливі, що розмагнічує, на пульпу, а також до збільшення розмірів і маси системи, що розмагнічує. Максимальне значення напруженості електромагнітного поля формують не більше 320 кА/м. Дослідження показали, що збільшення напруженості електромагнітного поля імпульсів більше 320 кА/м приводить до збільшення залишкової намагніченості часток та перегріву котушки. Електричний ланцюг електромагнітного впливу на пульпу в пульпопроводі повинен забезпечувати загасання імпульсу не більш ніж за 0,2 секунди з періодом загасаючого змінного електромагнітного поля не більше 0,1 секунди. Дослідження показали, що збільшення часу загасання імпульсу більше 0,2 секунди приводить до надмірного збільшення довжини котушки, що розмагнічує, а збільшення періоду загасаючого електромагнітного поля понад 0,1 секунду приводить до зниження ефективності розмагнічування. Зазначені вище параметри дозволяють забезпечити оптимальну 2 UA 105809 C2 5 10 15 20 25 30 дефлокуляцію феромагнітних часток і відповідно знизити засмічення збагачуваної сировини при подачі її на наступну операцію збагачення. Створення зазначених параметрів дозволяє впливати на сировину при переміщенні її по пульпопроводу зі швидкістю, яка не перевищує 55 м/с. Збільшення швидкості переміщення пульпи по пульпопроводу понад 55 м/с приводить до неповної дефлокуляції часток і неповній підготовці сировини для наступної переробки. Оптимальним з погляду впливу на пульпи є її густина, що не може бути нижче 1005 г/л, а масова частка твердого не більше 90 %. Зниження щільності приводить до зниження ефективності розмагнічування. Збільшення щільності пульпи і її масової частки твердого, приводить до абразивного впливу на стінки пульпопроводів і зниженню плинності пульпи. Дослідно-промислові випробування і проведені дослідження показали, що оптимальними умовами для розмагнічування пульпи є ті технологічні умови, коли максимальний розмір її часток становить не більше 3 міліметрів, тому що більші частки практично не схильні до флокуляції з-за значної маси і розміру. Дослідження показали, що мінімальний обсяг змінного електромагнітного поля, що розмагнічує, який впливає на феромагнітну пульпу усередині електромагнітної системи по довжині пульпопроводу повинен бути не менше 10 міліметрів. Зменшення цієї величини приводить до неповного впливу на флокули пульпи. Це не дозволяє повністю забезпечити розмагнічування феромагнітних часток, а феромагнітні промпродукти і концентрат залишаються засміченими частками порожніх порід і бідними зростками. Так як електромагнітний вплив здійснюється усередині електромагнітної системи і усередині пульпопроводу, по якому подається пульпа, то максимальний діаметр електромагнітного впливу на феромагнітну пульпу не може перевищувати в діаметрі більше 1000 мм. При збільшенні діаметра обсягу електромагнітного впливу на феромагнітну пульпу знижується вплив імпульсного загасаючого електромагнітного поля, особливо в осьовій частині трубопроводу. Цим знижується ефективність реалізації способу, направленого на розмагнічування флокул. Виконані дослідження і експерименти на гірничо-збагачувальних комбінатах показали високу ефективність способу, який може бути застосований при всіх типах руд, що утримують феромагнітні частки. Застосування способу дозволяє ефективно зруйнувати флокули здрібненої рудної маси і відповідно звільнити захоплені ними породні часточки, що засмічують одержуваний на кінцевій стадії збагачувального процесу магнетитовий концентрат. Розмагнічування пульпи забезпечує поліпшення технологічних показників збагачення магнетитових руд і у результаті знижує собівартість сировини для металургійної промисловості. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 Спосіб розмагнічування феромагнітної пульпи, що включає розміщення на неметалічному пульпопроводі електромагнітної системи, формування змінного розмагнічуючого електромагнітного поля і вплив ним на потік намагніченої феромагнітної пульпи, який відрізняється тим, що на феромагнітну намагнічену пульпу впливають імпульсами розмагнічуючого загасаючого змінного електромагнітного поля, періодичність проходження яких не перевищує 0,4 секунди, а максимальне значення напруженості змінного електромагнітного поля не перевищує 320 кА/м, при цьому забезпечують загасання імпульсу не більше ніж за 0,2 секунди з періодом загасаючого змінного електромагнітного поля не більше 0,1 секунди, причому вплив на пульпу здійснюють при її швидкості, що не перевищує 55 метрів за секунду і густиною не нижче 1005 грамів на літр із масовою часткою твердого не більше 90 %, причому використовують пульпу з максимальної крупністю часток не більше 3 міліметрів, і обмежують обсяг впливу на пульпу розмагнічуючого імпульсного загасаючого змінного електромагнітного поля усередині електромагнітної системи по довжині пульпопроводу не менше 10 міліметрів і у діаметрі не більше 1000 міліметрів. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3