Спосіб безперервної магнітної сепарації слабомагнітних матеріалів і прилад для його здійснення

1 Спосіб безперервної магнітної сепарації слабомагнітних матеріалів, що включає подачу призначеного для збагачування матеріалу до поділених зазорами подовжніх феромагнітних тіл вище їх поздовжніх похилих кромок, які мають криволінійний профіль у поперечному перерізі та спільну площину, що їх дотикається, орієнтовану під прямим кутом до напрямку магнітного поля, вилучення немагнітних часток униз крізь зазори між феромагнітними тілами, вилучення магнітних часток в магнітний продукт сепарації, який відрізняється тим, що подачу призначеного для збагачування матеріалу та подальше його переміщення виконують в напрямку до місця вилучення магнітних часток в магнітний продукт сепарації паралельно поздовжнім похилим кромкам подовжніх феромагнітних тіл, що мають криволінійний профіль у поперечному перерізі, які розміщені під кутом 30±10° до вертикалі 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що при мокрому збагаченні здійснюють подачу води у контакті з потоком призначеного для збагачення ма теріалу нижче поздовжніх похилих кромок і за и допомогою переміщують немагнітні частки до немагнітного продукту сепарації 3 Прилад для здійснення способу безперервної магнітної сепарації слабомагнітних матеріалів, який складається з магнітної системи з полюсними наконечниками, встановлених між ними принаймні двох подовжніх паралельних розташованих відносно одне одного з зазорами, що дотримуються за допомогою дистанційних прокладок, похилих феромагнітних тіл, поздовжні похилі кромки яких виконані з криволінійним профілем у поперечному перерізі та мають загальну площину, що їх дотикається, орієнтовану під прямим кутом до напрямку магнітного поля, пристрою для подачі призначеного для збагачування матеріалу, який розміщено вище поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл, що мають криволінійний профіль у поперечному перерізі, пристроїв для відведення немагнітного і магнітного продуктів сепарації, який відрізняється тим, що всі поздовжні твірні внутрішньої поверхні зазорів розташовані паралельно поздовжнім похилим кромкам феромагнітних тіл під кутом 30±10° до вертикалі 4 Прилад за п 3, який відрізняється тим, що при виконанні процесу мокрого збагачення пристрій для подачі води розміщено нижче подовжніх похилих кромок феромагнітних тіл О 00 О> О (О Винахід відноситься до області магнітної сепарації матеріалів за магнітними властивостями, зокрема, в гірничорудній, ХІМІЧНІЙ та інших галузях промисловості Відомо спосіб безперервного збагаченні слабомагнітних матеріалів [1], що включає подачу призначеного для збагачування матеріалу до зазору, вертикальна подовжня площина симетрії якого перпендикулярна магнітному полю, між феромагнітним тілами подовжні похилі поверхні яких, повернуті до зазору, мають криволінійний профіль у поперечному перерізі, переміщення матеріалу в напрямку до місця вилучення немагнітних часток до немагнітного продукту сепарації, вилучення магнітних часток з потоку матеріалу, що збагачується, та переміщення їх до місця вилучення до магнітного продукту сепарації, вилучення немагнітних часток, що залишились в потоку матеріалу, до немагнітного продукту сепарації Недоліком даного способу є переміщення матеріалу, що збагачується, від місця подачі його в зазор в напрямку до місця вилучення немагнітних часток із зазору до немагнітного продукту сепарації Внаслідок цього, щоб вивести магнітні частки із потоку матеріалу, а потім відвести їх на достатню відстань дня запобігання взаємного забруднення 61098 магнітного та немагнітного продуктів сепарації, необхідно перпендикулярно напрямку руху матеріалу створити поле магнітних сил відповідної протяжності, що потребує великих витрат енергії Даний спосіб реалізується в приладі [1], що складається з магнітної системи з похилими полюсними наконечниками поверхні яких, повернуті до міжполюсного зазору, мають у поперечному перерізі криволінійний профіль, встановленої між ними похилої камери, пристрою для подачі в камеру призначеного для збагачування матеріалу, пристроїв для відведення немагнітного і магнітного продуктів сепарації, причому, стінки камери, які розташовані паралельно магнітному полю, є паралельними напрямку від пристрою для подачі пульпи до пристрою для відведення немагнітного продукту сепарації Принцип дії приладу полягає в наступному Матеріал, призначений для збагачування, потрапляє в похилу камеру і рухається униз вздовж и нижньої подовжньої стінки до пристрою для відведення немагнітного продукту сепарації Завдяки заданої орієнтації магнітного полю та криволінійному профілю поверхонь полюсних наконечників в камері утворюється магнітна сила, спрямована перпендикулярно вверх від траєкторії руху матеріалу Під ДІЄЮ ЦІЄЇ СИЛИ магнітні частки виходять з потоку матеріалу та перемішуються до пристрою для відведення магнітного продукту сепарації Немагнітні частки, що залишилися в потоці матеріалу, потрапляють до пристрою для відведення немагнітного продукту сепарації Недоліком даного приладу є розміщення вищезгаданих стінок камери паралельно напрямку від пристрою для подачі призначеного для збагачування матеріалу до пристрою для відведення немагнітного продукту сепарації Це потребує додаткової енергії для спрямування магнітних часток до пристрою для відведення магнітного продукту сепарації Прототип [2] способу, що заявляється, включає подачу призначеного для збагачування матеріалу до зазорів між феромагнітними тілами, подовжні похилі кромки яких мають криволінійний профіль у поперечному перерізі та спільну площину, що їх торкається, орієнтовану під прямим кутом до напрямку магнітного полю, вилучення магнітних часток з потоку призначеного для збагачування матеріалу, до магнітного продукту сепарації, вилучення немагнітних часток крізь зазори між феромагнітними тілами до немагнітного продукту сепарації, причому, подачу та подальше переміщення призначеного для збагачування матеріалу здійснюють в напрямку до місця виведення немагнітних часток до немагнітного продукту сепарації під гострим кутом до подовжніх похилих кромок феромагнітних тіл, які розміщені під прямим чи близьким до нього кутом до напрямку магнітного полю (яке може бути яким завгодно) При мокрому збагаченні подають воду у контакті з потоком призначеного для збагачування матеріалу вище подовжніх похилих кромок феромагнітних тіл і за и допомогою переміщують магнітні частки до магнітного продукту сепарації Недоліком прототипу способу, що заявляється, є переміщення потоку призначеного для збага чування матеріалу в напрямку до місця відведення немагнітного продукту сепарації та під гострим кутом до поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл Це викликає необхідність виведення магнітних часток з потоку призначеного для збагачування матеріалу та спрямування їх в напрямку до місця відведення магнітного продукту сепарації Такий поворот траєкторії руху потребує витрачання енергії на подолання сил інерції магнітних часток та, в разі мокрого збагачення, швидкісного напору пульпи, які намагаються заштовхнути магнітні частки до зазорів між феромагнітними тілами, ВІДКІЛЯ вони обов'язково потрапляють до немагнітного продукту Прототип [2] приладу, що заявляється, складається з магнітної системи між полюсними наконечниками якої встановлені поділені зазорами феромагнітні тіла поздовжні похилі кромки шейх мають криволінійний профіль у поперечному перерізі і торкається загальної площини, що орієнтована під прямим кутом до напрямку магнітного полю, пристрою для подачі призначеного для збагачування матеріалу, який розміщено вище поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл, що мають криволінійний профіль у поперечному перерізі, пристроїв для відведення немагнітного і магнітного продуктів сепарації, причому, всі внутрішні поверхні стінок та перегородки камери, повернуті своїми площинами до полюсних наконечників, розміщені під гострим кутом до поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл, які, в свою чергу, розміщені під прямим чи близьким до нього кутом до напрямку магнітного полю (яке може бути яким завгодно) У випадку мокрого збагачення прототип приладу має пристрій для подачі води, призначеної для транспортування магнітних часток до магнітного продукту сепарації, який розміщено вище поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл Принцип дії прототипу приладу полягає в наступному Матеріал, що збагачується, подають до зазорів між феромагнітними тілами, які знаходяться в магнітному полі, вище та під гострим кутом до їх поздовжніх похилих кромок При заданій орієнтації феромагнітних тіл відносно магнітного поля на рівні та вище згаданих кромок утворюється магнітна сила, яка звернена із зазорів між феромагнітними тілами Ця сила утримує магнітні частки від руху униз крізь зазори під дією сил інерції та ваги, а при мокрому збагаченні - ще і швидкісного напору пульпи, і вони рухаються над зазорами вище поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл до пристрою для відведення магнітного продукту Немагнітні частки, не зазнаючи пістримуючої дії магнітних сил, рухаються униз крізь зазори між феромагнітними тілами і надходять до пристрою для відведення немагнітного продукту сепарації Недоліком прототипу приладу, що заявляється, є розміщення всіх внутрішніх поверхонь стінок та перегородок камери, повернутих своїми площинами до полюсних наконечників, під гострим кутом до поздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл, які мають криволінійний профіль у поперечному перерізі, що спрямовує матеріал, який подасться на збагачення, а разом з ним і магнітні частки, крізь зазори між феромагнітними тілами до немаг 61098 ня умов, які дозволять зменшити індукцію магнітного полю без зменшення вилучення магнітних часток до магнітного продукту), полягає у наступному При подачі та переміщенні матеріалу, що збагачується, паралельно поздовжнім похилим кромкам феромагнітних тіл з криволінійним профілем у поперечному перерізі сила інерції часток не має компоненти, яка б діяла проти спрямованої із зазору магнітної сили та примушувала б магнітні частки увійти до зазорів між феромагнітними тілами і далі у немагнітний продукт сепарації Це саме стосується і швидкісного напору пульпи на частки при здійсненні процесу мокрого збагачення У цьому випадку виникає необхідність переміщувати воду по зазорах нижче кромок феромагнітних тіл, вище яких переміщається пульпа Без цієї води потік пульпи обов'язково би розширювався, створюючи саме ті компоненти швидкісного напору, які б примушували магнітні частки подолати магнітні сили і увійти до зазорів між феромагнітними тілами Таким чином, при подачі матеріалу, що збагачується, паралельно поздовжнім похилим кромкам феромагнітних тіл, але вище їх, а в разі мокрого збагачення, ще і при подачі воду в зазори між феромагнітними тілами нижче цих кромок, відсутні діючи на магнітні частки сили інерції та швидкісного напору пульпи, які були б спрямовані до зазорів Завдяки цьому, тільки спрямована униз сила ваги спонукає магнітні частки до руху у напрямку до зазорів між феромагнітними тілами У порівнянні з прототипом це дає можливість зменшити індукцію магнітного полю без зменшення вилучення магнітних часток до магнітного продукту, чи при однаковій індукції магнітного полю досягнути більшого вилучення магнітних часток Експериментальним При мокрому збагаченні здійснюють подачу шляхом встановлено, що раціональний кут похилу води у контакті з потоком призначеного для збагапоздовжніх похилих кромок феромагнітних тіл до чення матеріалу нижче поздовжніх похилих кромок вертикалі дорівнює 30±10° При меншому куту поі за її допомогою переміщують немагнітні частки хилу немагнітні частки не встигають вийти з потоку до немагнітного продукту сепарації магнітних часток і потрапляють до магнітного проРозв'язання поставленої задачі досягається дукту, забруднюючи його При більшому куту потакож тим, що у приладі [2] для здійснення спосохилу уповільнюється рух матеріалу по зазорах між бу безперервної магнітної сепарації слабомагнітферомагнітними тілами, наслідком чого погіршуних матеріалів, який складається з магнітної сисються показники збагачення Орієнтація паралетеми з полюсними наконечниками, встановлених льних феромагнітних тіл відносно магнітного поля, між ними як найменш двох подовжніх паралельних при якої діюча в зазорі між ними магнітна сила розташованих відносно одне одного з зазорами, спрямована із зазору [2, 4], задана тим, що загащо дотримуються за допомогою дистанційних прольна площина, яка торкається поздовжніх похилих кладок, похилих феромагнітних тіл, поздовжні покромок феромагнітних тіл, розташована під пряхилі кромки яких виконані з криволінійним профімим кутом до магнітного поля Завдяки тому, що лем у поперечному перерізі та мають загальну поздовжні похилі кромки мають у своєму перерізі площину, що їх торкається, орієнтовану під прякриволінійний профіль, наприклад, закруглений, мим кутом до напрямку магнітного полю, пристрою еліпсоїдний чи таке інше, над зазорами не стводля подачі призначеного для збагачування матерюються спрямовані до феромагнітних тіл значні ріалу, який розміщено вище поздовжніх похилих магнітні сили, які були б достатні для притягнення кромок феромагнітних тіл, що мають криволінійний із зазорів та утримання магнітних часток [4] профіль у поперечному перерізі, пристроїв для відведення немагнітного і магнітного продуктів Для реалізації способу було розроблено та висепарації, згідно винаходу всі поздовжні твірні внуготовлено лабораторний сепаратор, який має дві трішньої поверхні зазорів розташовані паралельно розміщені у вертикальних площинах подовжні попоздовжнім похилим кромкам феромагнітних тіл хилі феромагнітні пластини товщиною 10мм і довпід кутом 30±10° до вертикалі жиною 200мм Пластини встановлені з зазором 10мм відносно одне одного Верхні поздовжні кроПри виконанні процесу мокрого збагачення мки пластин закруглені у поперечному перерізі та пристрій для подачі води розміщено нижче поздомають загальну площину, якої вони торкаються, вжніх похилих кромок феромагнітних тіл похилену під кутом 30° до вертикалі Радіус закруПричинно-наслідковий зв'язок між ознаками глення рівний 5мм До закруглених кромок феровинаходу і результатом, що досягається (створеннітного продукту сепарації Наслідком цього є необхідність витрат додаткової енергії для повертання траєкторії руху магнітних часток у напрямку до місця виведення магнітного продукту В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб [2] безперервної магнітної сепарації слабомагнітних матеріалів і прилад для здійснення цього способу шляхом створення умов для усунення витрат енергії на подолання сил інерції та швидкісного напору пульпи, які намагаються заштовхнути магнітні частки до зазорів між феромагнітними тілами, що дозволить зменшити витрати енергії без зменшення вилучення магнітних часток до магнітного продукту сепарації Розв'язання поставленої задачі досягається тим, що в способі безперервної магнітної сепарації слабомагнітних матеріалів, що включає подачу призначеного для збагачування матеріалу до поділених зазорами подовжніх феромагнітних тіл вище їх поздовжніх похилих кромок, які мають криволінійний профіль у поперечному перерізі та спільну площину, що їх торкається, орієнтовану під прямим кутом до напрямку магнітного полю, вилучення немагнітних часток униз крізь зазори між феромагнітними тілами, вилучення магнітних часток до магнітного продукту сепарації, згідно винаходу, подачу призначеного для збагачування матеріалу та подальше його переміщення виконують в напрямку до місця вилучення магнітних часток в магнітний продукт сепарації паралельно поздовжнім похилим кромкам подовжніх феромагнітних тіл, що мають криволінійний профіль у поперечному перерізі, які розміщені під кутом 30±10° до вертикалі 61098 8 магнітних пластин приєднані пластини з неферо(0,6Тл замість 0,9Тл) Це підтверджує ефективмагнітного матеріалу, які закривають собою зону ність нового способу збагачення та приладу для дії найбільших притягаючих магнітних сил його реалізації У разі збагачування за патентом [2] при розташуванні похилих кромок феромагнітВсі ПОЗДОВЖНІ твірні внутрішньої поверхні заних тіл під кутом 30° до вертикалі магнітні частки в зору розташовані паралельно поздовжнім похилим магнітний продукт майже не вилучались кромкам феромагнітних тіл під кутом 30±10° до вертикалі Площини феромагнітних пластин орієнтовані перпендикулярно вертикальним поверхням Таблиця полюсних наконечників магнітної системи Пристрій для подачі пульпи призначеного для Сепараційна камера збагачування матеріалу розмішено вище закругПоказник збагачення що заявля- згідно палених у поперечному перерізі поздовжніх кромок ється тенту [2] обох похилих феромагнітних пластин Нижче вкаМагнітна індукція, Тл 0,6 0,9 заних кромок розміщено пристрій для подачі води Вміст марганцю в Біля НИЖНІХ КІНЦІВ похилених феромагнітних пласнемагнітній фракції, % 1,4 1,9 тин розмішені пристрої для відведення немагнітномагнітній фракції, % 40,2 40,8 го і магнітного продуктів сепарації Завдяки заданій орієнтації твірних внутрішньої На фіг 1 показаний вертикальний розріз сепаповерхні зазору пульпа по зазору рухається параратора, на фіг 2 - його горизонтальний розріз лельно поздовжнім похилим кромкам і не утворює Сепаратор (фіг 1 і 2) включає магнітну систему сил швидкісного напору, які б намагались спряму1, у міжполюсному зазорі якої встановлений один вати магнітні частки в зазор між феромагнітними або декілька рядів похилих феромагнітних тіл у пластинами вигляді пластин 2 розміщених з зазорами 3 відноЗавдяки заданій орієнтації феромагнітних пласно одна одної Площини пластин вертикальні та стин відносно магнітного поля на рівні їх закруглепаралельні магнітному полю Як приклад на маних у поперечному перерізі кромок виникають люнках дано один ряд пластин Верхні поздовжні спрямовані із зазору магнітні сили, докладно опипохилі кромки 4 пластин у поперечному перерізі сані в літературі [2, 4] Немагнітні частки під дією закруглені До цих кромок прилягають немагнітні сили ваги без перешкоди входять в зазор між плапластини 5, які закривають зону, де притягаючи стинами та рухаються там далі до пристрою дня магнітні сили є найбільшими Пластини та роздівідведення немагнітного продукту сепарації Магляючи їх дистанційні прокладки в даному випадку нітні частки утримаються магнітними силами від виконані як єдине ціле входу в зазор між феромагнітними пластинами та Пристрій 6 для подачі пульпи призначеного рухаються над зазорами до пристрою для відведля збагачування матеріалу розміщено вище подення магнітного продукту сепарації здовжніх закруглих у поперечному перерізі кромок На лабораторному сепараторі збагачувалася похилих феромагнітних пластин Нижче цих кромарганцева руда величиною 4-0мм із вмістом мармок розміщено пристрій 7 для подачі води в зазоганцю 21,4% Пульпа руди, що збагачувалась, ри між феромагнітними пластинами прямувала вище та паралельно поздовжнім похиВсі ПОЗДОВЖНІ твірні внутрішньої поверхні залим кромкам феромагнітних пластин Нижче цих зору розташовані паралельно поздовжнім похилим кромок, до зазору між феромагнітними пластинакромкам феромагнітних тіл під кутом 30±10° до ми поступала вода, швидкість якої була рівна вертикалі швидкості пульпи (0,2м/с) Біля НИЖНІХ КІНЦІВ ПОХИЛИХ феромагнітних плаНемагнітний кварц під впливом сили ваги відстин розміщені пристрої для відведення немагнітразу ж входив до зазору між феромагнітними планого 8 і магнітного 9 продуктів сепарації стинами і далі у пристрій для відведення немагнітПульпа з пристрою 6 надходить до зазору між ного продукту сепарації Магнітний марганець, що немагнітними пластинами 5 вище та паралельно підтримується магнітними силами, рухався над поздовжнім закруглим у поперечному перерізі зазором, який поділяє феромагнітні пластини, викромкам похилих феромагнітних пластин Нижче ще їх похилих поздовжніх кромок до пристрою для цих кромок в зазори між феромагнітними пластивідведення магнітного продукту сепарації нами з пристрою 7 подасться вода Для порівняння, збагачування здійснювалося Немагнітні частки під дією сили ваги опускатакож в лабораторному сепараторі, який було виються униз і по зазорам між феромагнітними пласготовлено за патентом [2] Згідно з цим патентом, тинами транспортуються водою до пристрою 8 для подача пульпи в сепаратор здійснювалась не павідведення немагнітного продукту Магнітні частки ралельно, а під гострим кутом до поздовжніх попідтримуються магнітною силою, яка спрямована хилих кромок феромагнітних тіл з криволінійним із зазорів між феромагнітними пластинами, і по профілем у поперечному перерізі Феромагнітні зазору між немагнітними пластинами транспортутіла похилені до вертикалі під кутом 8° В воду, яка ються пульпою, в якої поступово зменшується КІподасться з тієї ж сторони кромок, що і пульпа, ЛЬКІСТЬ немагнітних часток, до пристрою 9 для відпереходили магнітні частки Результати випробуведення магнітного продукту вань наведені в таблиці Немагнітні пластини 5 можуть не застосовуваЗгідно З наведеними даними, сепаратор, що тися якщо нема жорстких вимог до чистоти магнітзаявляється, дав ті ж результати збагачення, що і ного продукту Це дозволяє збільшити витяг магнійого прототип, але для цього йому була потрібна у тних часток до магнітного продукту і спростити півтора рази менша індукція магнітного полю конструкцію сепаратора Роль немагнітних плас 61098 10 тин у цьому випадку виконують слабомагнітні часчасток від входу до зазору між феромагнітними тки, що притягнулись до криволінійної поверхні пластинами ВІДКІЛЯ ВОНИ неодмінно потрапляли би подовжніх похилих кромок феромагнітних тіл Ці у немагнітний продукт Зменшення магнітної сили частки притягуються з матеріалу, який переміщуведе до зменшення енергії при тому ж вилученню ється над феромагнітними пластинами, а не над магнітних часток у магнітний продукт зазорами між ними При мокрому збагаченні, згідно способу, необхідно подавати воду нижче поздовжніх похилих Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими кромок феромагнітних пластин, що досягається за ознаками приладу та результатом, що досягаєтьдопомогою ВІДПОВІДНОГО пристрою ся, полягає в тому, що прилад дозволяє реалізувати ІСТОТНІ ознаки способу збагачування слабоШирина зазору між феромагнітними тілами магнітних матеріалів, що заявляється Завдяки залежить під розміру та магнітних властивостей тому, що всі поздовжні твірні внутрішньої поверхні часток матеріалу, що збагачується зазору розташовані паралельно поздовжнім похиСепаратор може вироблятися серійно з виколим кромкам феромагнітних тіл, які мають кривористанням стандартного обладнання лінійний профіль у поперечному перерізі, магнітні ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ частки із пристрою для подачі матеріалу, що зба1 Пат США №2056426, пріоритет від 05 02 36 гачується, перемінюються паралельно подовжніх 2 Пат України №15096 А, приоритет от 29 03 93 закруглих кромок феромагнітних пластин і не ма3 Пат США №5568869, пріоритет від 29 10 96 ють такої складової своєї швидкості, яка була б 4 Svoboda J , Magnemc Methods for the Treatment of спрямована до зазору між феромагнітними пласMinerals, Elsevier Science Publishers В Y, тинами Відсутність такої складової швидкості доAmsterdam - Oxford - New York - Tokyo, 1987 зволяє, у порівнянні з прототипом, зменшити магс 286 нітну силу, необхідну для утримання магнітних f\ - ft 4 Фіг 2 Фіг Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119