Установка розмагнічування феромагнітної пульпи

Реферат: Установка розмагнічування феромагнітної пульпи містить електромагнітну систему, розміщену на неметалевому пульпопроводі, по якому переміщається намагнічена феромагнітна пульпа. Електромагнітна система виконана у вигляді електромагнітної котушки, підключеної до блока керування. Електричне коло виконане з можливістю створення усередині електромагнітної котушки імпульсного загасаючого змінного електромагнітного поля. UA 71551 U (12) UA 71551 U UA 71551 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничо-переробної промисловості і може бути використана на гірничозбагачувальних комбінатах, де як вихідну сировину використовують феромагнітні руди з різним змістом корисного компонента. Зокрема, корисна модель може бути використана в технологічних процесах переробки магнетитової руди, для розмагнічування магнетитової пульпи, що була намагнічена при збагаченні в постійних магнітних полях. Установка може бути використана для розмагнічування утворених флокул з феромагнітних часток для поліпшення технологічного процесу збагачення магнетитових руд. Найбільш близьким аналогом є пристрій для розмагнічування феромагнітної пульпи (В.И. Кармазин і ін. "Процеси і машини для збагачення корисних копалин", М. "Надра" 1974 р. с 322), що включає електромагнітну систему, розміщену на неметалевому пульпопроводі, по якому переміщається намагнічена феромагнітна пульпа. Електромагнітна система складається з декількох котушок, які розміщені на неметалевому пульпопроводі. Число витків котушок убуває по ходу руху пульпи, що розмагнічується. Живлення котушок здійснюється змінним струмом, що створює змінне електромагнітне поле. У міру переміщення намагнічена феромагнітна пульпа піддається впливу електромагнітного поля, що деполяризує феромагнітні частки і тим самим руйнує флокули. Недоліком відомої установки є те, що вона не працює при підвищених швидкостях пульпи, споживає багато електроенергії, громіздка і незручна при експлуатації. Застосування відомої магнітної системи приводить до недостатньо високої якості сировини, що переробляється, через неглибоке розмагнічування флокул, що приводить до непродуктивного навантаження на млини і інше технологічне устаткування, за допомогою яких здійснюють відділення феромагнітних часток від часток порід, що вміщають. Використання відомої установки вимагає значних трудових і матеріальних витрат на проведення заходів при монтажу і налагодженню устаткування, яке забезпечує розмагнічування феромагнітної пульпи. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції установки розмагнічування феромагнітної пульпи, за рахунок монтажу в транспортуючий пульпопровід ділянки пульпопроводу з немагнітного матеріалу, на якому розміщена електромагнітна котушка. Котушка підключена до блока управляння, що дозволяє усередині труби формувати електромагнітне поле регламентованої частоти, загасання, а також інтенсивності. Реалізація корисної моделі дозволяє підвищити ефективність наступних технологічних операцій по збагаченню магнетитових руд і одержання високоякісного магнетитового концентрату для металургійної промисловості. Установка дозволяє забезпечити ефективне розмагнічування феромагнітної пульпи при динамічно 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. Установка забезпечує поліпшення технологічних показників збагачення магнетитових руд, зниження собівартості одержання магнетитового концентрату, а також підвищення технікоекономічних показників роботи гірничозбагачувального підприємства в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що установка розмагнічування феромагнітної пульпи містить електромагнітну систему, розміщену на неметалевому пульпопроводі, по якому переміщається намагнічена феромагнітна пульпа, згідно з корисною моделлю, електромагнітна система виконана у вигляді електромагнітної котушки, яка електропроводами, що мають активний опір не більше 4 Ом, підключена до блока керування, який у свою чергу підключений до джерела живлення змінного струму, при цьому електричне коло, що складається із блока керування, електропроводів і електромагнітної котушки, виконана з можливістю створення усередині електромагнітної котушки імпульсного загасаючого змінного електромагнітного поля, що розмагнічує, періодичність проходження імпульсів якого не перевищує 0,4 секунди при максимальному значенні напруженості змінного електромагнітного поля не перевищуючої 320 кА/м, при цьому електричне коло забезпечує загасання імпульсу не більш ніж за 0,2 секунди з періодом загасаючого змінного електромагнітного поля не більше 0,1 секунди, причому електромагнітна котушка виконана із внутрішнім діаметром не більше 1000 мм, а довжиною не менш 10 мм і не менш двох витків електропроводу, причому електромагнітна котушка виконана з можливістю формування напруженості змінного електромагнітного поля не більше 320 кА/м при діючих значеннях струму в електромагнітній котушці не більше 2900 амперів, при цьому електромагнітна котушка розміщена на неметалевому пульпопроводі із зовнішнім діаметром не більше 1000 мм і довжиною не менш 30 мм, що витримує температурне навантаження в місці 1 UA 71551 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зіткнення з електромагнітною котушкою не менш 20 °С, при цьому металеві предмети розміщують від центра електромагнітної котушки на відстані не менш 10 мм. Корисна модель пояснюється кресленням, на якому зображено функціональну схему установки. Установка розмагнічування феромагнітної пульпи являє собою електромагнітну котушку 1, розміщену на неметалевій трубі (пульпопроводі) 2, яка є частиною пульпопроводу 3. Електромагнітна котушка 1 електропроводами 4 з'єднана із блоком керування 5. Блок керування 5 підключений до джерела живлення. Установка працює в такий спосіб. 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 поле 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 назад пропорційно частоті поля. Тому для більше ефективного розмагнічування і дефлокуляції пульпи варто застосовувати пристрої (соленоїди), що живляться 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, а за час перебування флокули в апараті вона встигала б піддаватися декільком змінам полярності при напруженості, обумовленої 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, їхня ширина і кількість 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 повинне 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 електромагнітним полем на пульпу є імпульсним з регламентованим загасанням змінного електромагнітного поля. Саме цей вплив забезпечує розрив ланцюгів флокул до мінімально можливих розмірів. Для розмагнічування феромагнітної пульпи перед технологічним устаткуванням, що забезпечує реалізацію збагачувального процесу, наприклад, перед гідроциклонами, монтують неметалеву трубу (пульпопровід) 2 з електромагнітною котушкою 1. Спочатку живильний пульпопровід 3 розрізують, вирізуючи ділянку розрахункової довжини. Замість вирізаної ділянки вставляють розмірний неметалевий пульпопровід 2 з розміщеною на цьому пульпопроводі електромагнітною котушкою 1 і закріплюють за допомогою, наприклад фланцевих з'єднань. Після монтажу котушку 1 з'єднують провідниками 4 електричного струму, що мають активний опір не більше 4 Ом, із блоком керування 5, що пов'язаний із джерелом живлення. Дослідження показали, що заявлена величина опору провідників 4 електричного струму, якими підключають електромагнітну котушку 1 до блока керування 5, забезпечує прийнятне за 2 UA 71551 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 часом загасання електромагнітного поля. Перевищення рівня активного опору провідника понад 4 Ом приводить до зникнення коливань у коливальному контурі. Стосовно до поставленої мети застосування установки по розмагнічуванню пульпи, електричне коло, що складається із блока керування 5, електропроводів 4 і котушки 1, виконане з можливістю створення усередині електромагнітної котушки 1 імпульсного загасаючого змінного електромагнітного поля. Дослідження показали, що періодичність проходження імпульсів поля не повинна перевищувати 0,4 с. Збільшення величини інтервалу імпульсів приводить до пропусків у впливі на пульпу, що розмагнічує, а також до збільшення розмірів і маси системи, що розмагнічує. Установлено, що максимальне значення напруженості електромагнітного поля необхідно формувати при його значенні не більше 320 кА/м. Дослідження показали, що збільшення напруженості магнітного поля імпульсів більше 320 кА/м приводить до збільшення залишкової намагніченості часток, споживаною котушкою потужності і її перегріву. Виконані теоретичні дослідження і експериментальні роботи на діючому промисловому устаткуванні показали, що електричне коло повинно забезпечувати загасання коливань 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 електромагнітного поля понад 0,1 секунду приводить до зниження ефективності розмагнічування. Зазначені вище параметри дозволяють забезпечити оптимальне розмагнічування феромагнітних часток і, відповідно, знизити засмічення збагачуваної сировини при подачі її на наступний цикл збагачення. Електромагнітний вплив на феромагнітну пульпу здійснюється усередині електромагнітної котушки 1 і усередині пульпопроводу 2 по якому подається пульпа, при цьому максимальний діаметр обсягу електромагнітного впливу, що розмагнічує, на феромагнітну пульпу не може перевищувати більше 1000 мм. При збільшенні діаметра обсягу електромагнітного впливу на феромагнітну пульпу знижується ефективність її розмагнічування, особливо в осьовій частині пульпопроводу. Виходячи із цього, внутрішній діаметр електромагнітної котушки 1 і, відповідно, зовнішній діаметр пульпопроводу 2 з неметалевого матеріалу на якому вона розміщена, не повинні перевищувати 1000 мм. Довжина неметалевого пульпопроводу 2 повинна бути не менш 30 мм у зв'язку з тим, що дія електромагнітного поля, що розмагнічує, відбувається не тільки усередині електромагнітної котушки, але і за її межами усередині пульпопроводу. Ефект розмагнічування досягається при довжині активної частини електромагнітної котушки 1 не менш 10 мм, і не менш двох витків провідника електричного струму. Зменшення довжини котушки 1 і кількості витків електропроводу в ній приводить до зменшення інтенсивності і обсягу впливу електромагнітного поля на феромагнітну пульпу і тим самим не забезпечує розмагнічування феромагнітних флокул і, відповідно, не дозволить застосувати установку на практиці. Електромагнітну котушку 1 виконують із можливістю формування в ній діючого струму не більше 2900 А. При збільшенні діючого значення струму понад 2900 А можливий перегрів електромагнітної котушки і установка може вийти з ладу. При роботі установки електромагнітна котушка 1 нагрівається. Виходячи із цього, матеріал з якого виконують трубу 2 в місці зіткнення електромагнітної котушки із трубою повинен витримувати температуру не менш 20 °С без наслідків. Дослідження показали, що мінімальний обсяг впливу на пульпу змінного електромагнітного поля, що розмагнічує, усередині електромагнітної котушки 1 по довжині пульпопроводу 2, по якому рухається феромагнітна пульпа, є обсяг змінного електромагнітного поля, що розмагнічує, по довжині не менш 10 мм. Зменшення цієї величини приводить до неповного впливу на флокули пульпи. Це не дозволяє повністю забезпечити розмагнічування феромагнітних часток, сировина залишається засміченою частками порожньої породи і бідними зростками. Установлено, що розміщення металевих предметів від центра електромагнітної котушки 1 повинне бути не менш 10 мм. При наближенні металевих предметів ближче 10 мм спотворюється картина електромагнітного поля і знижується ефективність розмагнічування феромагнітних флокул у пульпі. Виконані дослідження і експерименти на гірничозбагачувальних комбінатах показали високу ефективність роботи установки розмагнічування феромагнітної пульпи, яка може бути застосована при всіх типах руд, що містять феромагнітні частки. 3 UA 71551 U 5 Застосування установки дозволяє ефективно руйнувати флокули здрібненої феромагнітної пульпи і звільнити захоплені ними породні часточки, що засмічують одержуваний на кінцевій стадії збагачувального процесу магнетитовий концентрат. Поділ компонентів пульпи забезпечує максимальну ефективність класифікації по крупності (наприклад, у гідроциклонах) і в результаті знижує собівартість сировини для металургійної промисловості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 Установка розмагнічування феромагнітної пульпи, що містить електромагнітну систему, розміщену на неметалевому пульпопроводі, по якому переміщається намагнічена феромагнітна пульпа, яка відрізняється тим, що електромагнітна система виконана у вигляді електромагнітної котушки, яка електропроводами, що мають активний опір не більше 4 Ом, підключена до блока керування, що у свою чергу підключений до джерела живлення змінного струму, при цьому електричне коло, що складається із блока керування, електропроводів і електромагнітної котушки, виконане з можливістю створення усередині електромагнітної котушки імпульсного загасаючого змінного електромагнітного поля, що розмагнічує, періодичність проходження імпульсів якого не перевищує 0,4 секунди при максимальному значенні напруженості змінного електромагнітного поля не перевищуючої 320 кА/м, при цьому електричне коло забезпечує загасання імпульсу не більш ніж за 0,2 секунди з періодом загасаючого змінного електромагнітного поля не більше 0,1 секунди, а електромагнітна котушка виконана із внутрішнім діаметром не більше 1000 мм, а довжиною не менш 10 мм і не менш двох витків електропроводу, причому електромагнітна котушка виконана з можливістю формування напруженості змінного електромагнітного поля не більше 320 кА/м при діючих значеннях струму в електромагнітній котушці не більше 2900 амперів, при цьому електромагнітна котушка розміщена на неметалевому пульпопроводі із зовнішнім діаметром не більше 1000 мм і довжиною не менш 30 мм, що витримує температурне навантаження в місці зіткнення з електромагнітною котушкою не менш 20 °С, при цьому металеві предмети розміщають від центра електромагнітної котушки на відстані не менш 10 мм. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 4