Магнітний сепаратор панкратова

Реферат: Магнітний сепаратор складається з магнітної системи і має організатор потоку переміщення початкового матеріалу відносно магнітної системи, що має опукле магнітне поле. UA 74449 U (54) МАГНІТНИЙ СЕПАРАТОР ПАНКРАТОВА UA 74449 U UA 74449 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сухої і мокрої магнітної сепарації магнетитових залізних руд в крупності -10 +0 мм і дрібніше, і може бути використана для виділення товарних продуктів на різних стадіях збагачення. Відомий пристрій для магнітної сепарації магнетитових (залізних) руд шляхом обробки в спеціальних апаратах [Кармазін В.В., Кармазін В.І. Магнітні та електричні методи збагачення / В.В. Кармазін, В.І. Кармазін. - М.: Недра, 1984]. Пристрій передбачає обробку пульпи безпосередньо перед операцією сепарації в спеціальному апараті - флокуляторі, що складається з немагнітної труби, всередині якої розташований лопатевий турбулятор, що створює гідродинамічні сили для руйнування флокул. Труба з турбулятором поміщена всередину електромагнітних котушок, число витків в яких зростає вздовж по осі відповідно до необхідної картини магнітного поля. Недоліками відомого пристрою є: - обмеженість характеристик вихідного продукту по крупності (90 % 0,08 +0 мм); - необхідність окремого апарата-флокулятора (витрати на виготовлення апарата, енергію на електромагнітні котушки, технічне обслуговування). Технічним рішенням, прийнятим як найближчий аналог, є магнітний сепаратор, що включає стрічковий конвеєр, у якому регулюється кут нахилу робочої гілки стрічки. Над стрічкою розташована плоска магнітна система з постійних магнітів. Магнітна система має привід для поперечних щодо стрічки коливань. Під магнітами встановлений немагнітний лист, який переміщається поперек стрічки. Він здійснює розвантаження магнітного продукту в приймач. Немагнітний продукт розвантажується в приймач [Авторське свідоцтво СРСР. 1616706А1, кл. В03З 1/00. 11.08.88]. Недоліками відомого пристрою є: - обмеженість застосування тільки для сухих тонкоподрібнених матеріалів; - наявність трьох механічних пристроїв, за допомогою яких досягається селективна флокуляція і перемішування флокул; - наявність зворотно-змінних напрямків руху магнітної системи та органу, перемішуючого і транспортуючого магнітний продукт до місця розвантаження, що свідомо ускладнює пристрій сепаратора і здорожчує процес магнітної сепарації. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції магнітного сепаратора за рахунок: - виключення пристроїв для транспортування вихідного продукту в робочій зоні (магнітне поле) і немагнітного продукту (розвантажується самопливом під дію сили тяжіння); - збільшення крупності вихідного продукту до -10 +0 мм створенням регульованого повітряного зазору між вихідним продуктом і робочим органом; - відсутність пристрою для плавного входження і виходу вихідного і немагнітного продуктів з магнітного поля, в якому пондеромоторна сила (HgradH) змінюється від нуля до максимуму і знову до нуля; - відсутність пристрою для перемішування флокул магнітних частинок; перемішування досягається гідро- і аеродинамічним впливом води і повітря на потік частинок, що рухається в режимі вільного падіння під дією сили тяжіння зі швидкістю від одного до п'яти м/с. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що підвищується ефективність магнітної сепарації, підвищується якість концентрату, знижується непродуктивне навантаження на технологічні і транспортні апарати в наступних технологічних операціях. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що магнітний сепаратор включає магнітну систему, яка впливає на потік збагачуваного вихідного матеріалу і виконана з можливістю вилучення магнітних частинок і їх поступального переміщення поперек руху вихідного матеріалу. Згідно з корисною моделлю, магнітний сепаратор має організатор потоку переміщення початкового матеріалу відносно магнітної системи, що має опукле магнітне поле, в якому, в робочій зоні, магнітна (пондеромоторна) сила має величину, що змінюється від нуля (природний фон) до максимуму і від максимуму до нуля, при умові швидкості потоку в повітряному зазорі між потоком і робочим органом сепаратора в режимі вільного падіння під дією сили тяжіння від 1 м/с до 5 м/с. Для підвищення ефективності магнітної сепарації організатор потоку (лоток) з немагнітного матеріалу складається з прямолінійної і частково кругової ділянки, з якої потік продукту направляють на поверхню робочого органу в нижній частині магнітного поля. Для підвищення ефективності магнітної сепарації організатор потоку з немагнітного матеріалу складається з прямолінійної і параболічної ділянки, з якої потік продукту направляють на поверхню робочого органу в нижній частині магнітного поля. 1 UA 74449 U 5 10 15 20 25 30 Для підвищення ефективності магнітної сепарації організатор потоку (лоток) з немагнітного матеріалу складається з прямолінійної, параболічної та гіперболічної ділянки (пряма і гіпербола не сполучаються), з якої потік продукту направляють на поверхню робочого органу в нижній частині магнітного поля. Для підвищення ефективності магнітної сепарації організатор потоку виконаний у вигляді решітки з немагнітного матеріалу з круглих або гранованих стрижнів, з діаметром від 0,005 м до 0,015 м, розташованих вздовж і поперек руху вихідного продукту, з кроком від 0,05 м до 0,2 м. Для підвищення ефективності магнітної сепарації на дні лотка-організатора потоку з немагнітного матеріалу є виступи з немагнітного матеріалу, висотою від 0,001 м до 0,02 м. Заявлений магнітний сепаратор ілюструється схемами, де на фіг. 1 показана схема барабанного магнітного сепаратора: на фіг. 2 - організатор потоку; на фіг. 3 - схема магнітної сепарації в пропонованому сепараторі; на фіг. 4 - технологічна схема з застосуванням запропонованого сепаратора. Магнітний сепаратор включає в себе раму 8 на фіг. 1, на якій закріплена коробка 2 для прийому вихідного продукту 1. Прямокутна коробка 2 на фіг. 1 з немагнітного матеріалу з розмірами LBH=654060 мм має дно з нахилом 35 % (3/4). У більш високій стінці, в 10 мм від низу, над дном, через 8 мм один від одного просвердлені сім отворів 4 діаметром 4 мм. В отвори вставлені верхні вигнуті кінці шматків мідного дроту 3 діаметром 2,5 мм, довжиною 250 мм. Нижні кінці дротів, для додання жорсткості всій решітці, скріплені зігнутою свинцевою пластинкою 5. Як єдина технологічна конструкція перераховані елементи представлені на фіг. 2 - організатор потоку. Для зміни швидкості потоку вихідного продукту при вході в магнітне поле (в робочу зону) і характеристик магнітного поля (HgradH - пондеромоторна сила), що взаємодіє з потоком руди в робочій зоні, організатор потоку (фіг. 2) на фіг. 1 може переміщатися відносно барабана у вертикальній і горизонтальній площинах. На рамі 8, в 0,03 м від елемента 3 встановлений з можливістю обертання барабан 6 з немагнітного матеріалу, призначений для виносу магнітного продукту із зони розділення в магнітному полі (фіг. 1, 3). Усередині барабана 6 нерухомо закріплена радіальна магнітна система 7 з постійних магнітів, що створює магнітне поле на поверхні барабана 6 80 кА/м і 28 кА/м на відстані 0,03 м, де знаходилася середина решітки 3 організатора потоку (фіг. 2). Барабан з магнітною системою і приводом взяті від сепаратора 237 СЕБ, характеристика якого наведена в табл. 1. Таблиця 1 Технічна характеристика сепаратора 237 СЕБ Найменування параметрів Норми по типорозміру Діаметр барабана, мм 400 Довжина барабана, мм 100 Швидкість обертання барабана, обор./хв 38 Напруженість магнітного поля на поверхні барабана проти центрів 1500 полюсів, ерстед, не менше крайнього 1000 Продуктивність сепаратора, кг/год. до 100 Співвідношення твердого до рідкого за вагою 1:4 Виконання ванни Протиточна Споживана потужність, Вт 180 35 40 45 Ванна сепаратора була знята. Замість неї під барабаном 6 і під нижнім кінцем 5 організатора потоку, на рамі 8 нерухомо закріплені пірамідальні лійки 9 для прийому магнітного і 10 для немагнітного продуктів. Магнітний сепаратор працює таким чином. Вихідний продукт 1 надходить у повітряний зазор між рухомим робочим органом 2 (прямолінійна, циліндрична або будь-яка інша поверхня з позитивним радіусом) з плоскою, радіальною чи іншою формою магнітної системи, що створює в повітряному зазорі між робочим органом 6 і потоком вихідного продукту (позиції 3, 4, 5 на фіг. 1) магнітне поле з пондеромоторною силою (HgradH), плавно змінюється від нуля (природний фон) в точках 5 до максимуму в точці 3, і від максимуму знову до нуля в точці 5. Вихідний продукт 1, що складається з магнітних і немагнітних частинок, рухається по організатору потоку (фіг. 2; позиції 4, 3, 5 на фіг. 1), не торкаючись робочого органу. Під дією 2 UA 74449 U 5 10 15 20 25 30 35 магнітної індукції (в речовинах параферомагнетиках при русі в магнітному полі виникають електричні струми, перетворюючи частки такої речовини в магнітики, які притягуються один до одного, утворюючи флокули) утворюються флокули магнітних частинок (позиція 11 на фіг. 3), які рухаються поперек потоку вихідного продукту 1, притягуються до поверхні рухомого робочого органу 6 на фіг. 1, що виносить їх у зону, де напруженість магнітного поля дорівнює нулю (природний фон), де під дією сили тяжіння вони відпадають в приймач магнітного продукту 9. Немагнітні частинки проходять через магнітне поле під дією сили тяжіння в інший приймач 10. Залежно від необхідного вмісту заліза в магнітному продукті регулюють швидкість руху вихідного продукту до початку магнітного поля, товщину шару вихідного продукту (продуктивність) і саму характеристику магнітного поля (HgradH), що взаємодіє з вихідним продуктом, збільшуючи або зменшуючи зазор між організатором потоку (фіг. 3) і поверхнею робочого органу 6, додаючи або зменшуючи силу (кількість) постійних магнітів, або змінюючи силу струму в електромагнітах. На безперервно діючій установці з продуктивністю 0,021 кг/с (75 кг/год.) збагачували руду підземного видобутку одного з рудників Кривбасу. Руда містила 29,8 % заліза загального і 19,5 % заліза магнетитового. Руду подрібнювали у воді до крупності 75 % класу -0,074 +0 мм. Установка складалася з кульового млина DL=0,4430,63 м, спірального класифікатора з діаметром спіралі 0,15 м, стандартного експериментального сепаратора 237 СЕБ з характеристиками в таб. 1, і такого ж сепаратора, переобладнаного для магнітної сепарації в заявлених умовах (фіг. 1). Переобладнання полягало в заміні ванни сепаратора приймачами пірамідальної форми для магнітного 9 і немагнітного 10 продуктів, повороту магнітної системи приблизно на 90° і установки вертикального організатора потоку пульпи (фіг. 2) в магнітному полі. Прийнявши вертикальну складову швидкості потоку на виході з коробки (позиція 4 на фіг. 1 і 2) рівною нулю і задавшись швидкістю падіння пульпи до початку магнітного поля один м/с, знайшли час досягнення такої швидкості - t, розділивши швидкість на прискорення сили тяжіння (t=1/9,8410,1 с), і шлях до початку магнітного поля (S=9,841·0,12/2=0,049 м0,05 м). Коробку 2 організатора потоку зміцнили на рамі сепаратора таким чином, щоб відстань від випускних отворів 4 до початку магнітного поля сепаратора склала 0,05 м. У цьому випадку швидкість потоку в зоні виходу з магнітного поля (позиція 5 на фігурах 1 і 2) досягла 2,2 м/с. За глибиною магнітного поля напруженість його змінювалася від 80 кА/м на поверхні робочого органу (барабана) 2 до 12 кА/м на відстані 0,06 м від поверхні робочого органу (барабана) 2. Випробування запропонованого сепаратора проводили при відстані від поверхні барабана 2 до організатора потоку 0,03 м (позиція 3 на фіг. 1), де напруженість магнітного поля становила 28 кА/м. На фіг. 4 представлена технологічна схема, а в табл. 2 - результати магнітної сепарації з застосуванням запропонованого сепаратора. Таблиця 2 Результати збагачення з запропонованим сепаратором Руда Продукти Вихід (γ), % Вміст заліза (β), % Вилучення (ε), % Ефективність збагачення (ε-γ), % 34,5/30,9 Магнітний 35,8/39,7 59,0/53,3 70,3/70,6 Магнетитова підземного Немагнітний 64,2/60,3 13,9/14,5 29,7/29,4 видобутку Вихідний 100 29,8 100/100 Примітка: в чисельнику з пропонованим сепаратором, в знаменнику - без пропонованого сепаратора. 40 Ефективність магнітної сепарації з застосуванням заявлюваного сепаратора 34,5 % більше за рахунок збільшення вмісту заліза до 59 % проти 53,3 % без нього. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 1. Магнітний сепаратор, що містить магнітну систему, яка впливає на потік збагачуваного вихідного матеріалу і виконана з можливістю вилучення магнітних частинок і їх поступального переміщення поперек руху вихідного матеріалу, який відрізняється тим, що магнітний 3 UA 74449 U 5 10 сепаратор має організатор потоку переміщення початкового матеріалу відносно магнітної системи, що має опукле магнітне поле, в якому, в робочій зоні, магнітна (пондеромоторна) сила має величину, що змінюється від нуля (природний фон) до максимуму і від максимуму до нуля, при умові швидкості потоку в повітряному зазорі між потоком і робочим органом сепаратора в режимі вільного падіння під дією сили тяжіння від 1 м/с до 5 м/с. 2. Магнітний сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що організатор потоку (лоток) з немагнітного матеріалу складається з прямолінійної і частково кругової ділянки, з якої потік продукту направляють на поверхню робочого органу в нижній частині магнітного поля. 3. Магнітний сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що організатор потоку з немагнітного матеріалу складається з прямолінійної і параболічної ділянки, з якої потік продукту направляють на поверхню робочого органу в нижній частині магнітного поля. 4 UA 74449 U 5 UA 74449 U 6 UA 74449 U 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 7