магнитно-гравитационный сепаратор

Формула изобретения

1. Магнитно-гравитационный сепаратор, включающий цилиндро-конический корпус из немагнитного материала, приспособления для подачи исходной суспензии, промывной воды и вывода продуктов разделения, магнитную систему, установленную снаружи и внутри корпуса, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде соосно расположенных электромагнитных катушек для образования низкоградиентного магнитного поля.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что отношение радиусов сопредельных электромагнитных катушек составляет 1.5 - 2,5.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что электромагнитные катушки снабжены автономными системами регулирования напряженности магнитного поля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при выделении тонкодисперсных ферромагнитных минералов и материалов.

Для обогащения сильномагнитных руд известна конструкция магнитно-гравитационного сепаратора (МГС), обеспечивающая за счет создания объемного низкоградиентного магнитного поля напряженностью 50-100 Э одновременное разделение минеральных комплексов по магнитным свойствам и плотности, при этом с наружной стороны немагнитного корпуса установлена магнитная система в форме электромагнитной катушки [1].

Наиболее близким изобретением является магнитно-гравитационный сепаратор, включающий цилиндроконический корпус из немагнитного материала, приспособления для подачи исходной суспензии, промывной воды и вывода продуктов разделения, магнитную систему, установленную снаружи и внутри корпуса [2].

Общим недостатком указанных известных конструкций МГС является низкая их производительность из-за невозможности создания в рабочей зоне низкоградиентного магнитного поля (50-100 Э) в большом объеме.

Задача изобретения - повышение производительности МГС за счет увеличения объема низкоградиентного магнитного поля.

Указанная задача решается тем, что в магнитно-гравитационном сепараторе, включающем цилиндроконический корпус из немагнитного материала, приспособления для подачи исходной суспензии, промывной воды и вывода продуктов разделения, магнитную систему, установленную снаружи и внутри корпуса, магнитная система выполнена в виде соосно расположенных электромагнитны катушек для образования низко градиентного магнитного поля.

Отношение радиусов cопредельных электромагнитны катушек может составлять 1,5-2,5.

Электромагнитные катушки могут быть снабжены автономными системами регулирования напряженности магнитного поля.

На фиг. 1 показан общий вид магнитно-гравитационного сепаратора с двумя электромагнитными катушками (поперечный разрез); на фиг.2 - то же, с тремя электромагнитными катушками; на фиг.3 представлен график зависимости напряженности магнитного поля от радиуса лектромагнитной катушки; на фиг.4 - то же, при сочетании электромагнитной катушки и постоянных магнитов; на фиг.5 представлен график зависимости напряженности электромагнитного поля от расположения электромагнитны катушек; на фиг.6 показано совмещение электромагнитны потоков отдельных катушек.

Магнитно-гравитационный сепаратор включает цилиндро-конический корпус 1 из немагнитного материала, соосно расположенные с наружной стороны и внутри корпуса Электромагнитные катушки 2 с автономными блоками управления напряженностью магнитного поля 3, питающую трубу 4 с загрузочным устройством 5, сливной желоб 6, разгрузочный патрубок 7, приспособление 8, для подачи промывной воды с тангенциально установленными патрубками 9.

Сепаратор работает следующим образом. На Электромагнитные катушки 2 подается Электрический ток, величина которого регулируется через блоки управления 3 с целью создания в рабочей зоне низкоградиентного магнитного поля заданной напряженности. Исходная суспензия через питающую трубу 4 поступает в загрузочное устройство 5, из которого через щелевые зазоры равномерно распределяется по радиусу корпуса 1. Под действием Электромагнитного поля и гравитационной силы ферромагнитные частицы образуют концентрированный слой с четко выраженной верхней границей. Промывная вода, поступающая через патрубки 9 и приспособление 8 создает в сепараторе центробежно-восходящий поток, вместе с которым в сливной желоб 6 выносятся немагнитные частицы и их бедные сростки с магнетитом. Очищенные от примесей магнитные частицы под действием гравитационной силы в виде концентрированной суспензии (60-70% твердого ) выводятся из сепаратора через патрубок 7. Селективность разделения минеральных комплексов по магнитным свойствам и плотности обеспечивается путем регулирования напряженности магнитного поля и скорости восходящего водного потока при соблюдении следующих соотношений действующих сил.

Для магнитных частиц: F_м<F, F_м+F_г>F_п.

Для слабомагнитных частиц: F_м<F; F_м+F_г<F.

Для немагнитных частиц: F_п>F_г,

где F_м - магнитная сила, действующая на частицу, Н;

F_г - гравитационная сила частицы, Н;

F_п - сила восходящего водного потока, Н.

Диаметр МГС зависит от количества электромагнитны катушек, которые устанавливаются при соотношении радиусов сопредельных катушек, равном 1,5-2,5.

Пример 1. МГС с двумя Электромагнитными катушками фиг.1 имеет диаметр 4 м и производительность: по сливу - 310 м³/ ч, по концентрату - 115 т/ч.

Пример 2. МГС с тремя Электромагнитными катушками (фиг.2) имеет диаметр 6 м и производительность: по сливу - 840 м³/ч, по концентрату - 260 т/ч.

Производительность МГС при прочих равных условиях (скорость восходящего водного потока, напряженность магнитного поля, содержание твердого в исходной суспензии) определяется, в основном, объемом слива, с которым выводятся немагнитные и слабомагнитные частицы. Производительность же МГС по сливу изменяется пропорционально квадрату диаметра сепаратора,



где Q - объем слива, м³/с;

F - площадь сепаратора, м²;

V - скорость восходящего водного потока, м/с;

D - диаметр сепаратора, м.

Однако магнитная система в виде одной электромагнитной катушки из-за grad H, составляющего 50 Э/м, создает заданную напряженность магнитного поля (50-100 Э) по радиусу катушки не более 1 м (фиг.3). Поэтому МГС имеют ограничения по диаметру (до 1,5-2,0 м), а их производительность составляет: по сливу 60-90 м ³/ч, концентрату 20-25 т/ч.

Установка дополнительной магнитной системы из постоянных магнитов, имеющих grad H до 10000 Э/м, приводит к нежелательному увеличению неоднородности магнитного поля (фиг.4).

Сочетание электромагнитной катушки и постоянных магнитов обеспечивает рабочую напряженность магнитного поля (80-100 Э) по радиусу не более 1 м (фиг. 4, кривая 1). При увеличении же радиуса, например, до 2 м в аппарате образуется кольцевая зона шириной около 1,2 м, в которой напряженность магнитного поля составляет менее 50 Э (фиг.4, кривая 2). При этой причине рассматриваемая конструкция аппарата имеет ограничения по диаметру, а следовательно, и по производительности.

За счет совмещения магнитных потоков отдельных катушек во всем объеме между катушками образуется низкоградиентное магнитное поле заданной напряженности (фиг. 6). Например, магнитная система, состоящая из двух электромагнитны катушек радиусами 2 м, создает по радиусу 2 м магнитное поле напряженностью 80-100 Э (фиг.5, кривая 1). А магнитная система, состоящая из трех электромагнитных катушек радиусами 1,2 и 3 мс создает магнитное поле напряженностью 75-100 Э по радиусу 3 м (фиг.5, кривая 2).

Источники информации:

1. Усачев П. А. Магнитная реология разделения минералов в ферросуспензиях. Л., Наука.1983.

2. SU 915966 A, 30.03.82.