способ магнитомеханического измельчения материалов ферромагнитными мелющими телами

Формула изобретения

Способ магнитомеханического измельчения материалов ферромагнитными мелющими телами, включающий вращение барабана мельницы с , где n - число оборотов в минуту; D - диаметр барабана, м, с диаметрально закрепленными на нем двумя электромагнитами (через 180°), полюса магнитных полей которых при движении в зоне нижней полусферы барабана направлены в полость барабана мельницы для обеспечения дополнительного к земному притяжению ускорения шаров во время падения их на измельчаемый материал и подъем шаров на оптимальную высоту, отличающийся тем, что магнитное поле каждого электромагнита формируют в виде отдельных импульсов в количестве не менее двух, при этом длительность первого импульса приравнивают к времени движения электромагнита с барабаном мельницы от левого конца горизонтали (начало угловых координат = 0°) вниз до точки с координатой от 30 до 50°, а второму импульсу придают длительность, равную времени перемещения электромагнита вверх от точки с координатой, находящейся в пределах 100-140° до правого конца горизонтали (координата 180°), причем каждый из этих магнитных импульсов разбивают на ряд более коротких импульсов, длительность которых равна, например, промежутку времени между окончанием и возбуждением короткого импульса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу измельчения материалов ферромагнитными мелющими телами и может быть использовано в процессах подготовки сырья к обогащению, а также в строительной, химической и др. отраслях промышленности.

Известен способ измельчения руды шарами, изготовленными из ферромагнитных материалов на основе сплавов железа (сталь, чугун). Этот способ шарового измельчения характеризуется низким КПД, из-за «мертвой зоны» шаров во вращающемся барабане мельницы и низкими механическими нагрузками на измельчаемый материал, которые воздействуют на него по случайным направлениям [1].

По технической сущности к изобретению наиболее близким является способ магнитомеханического измельчения руды ферромагнитными мелющими телами, например, шарами, включающий вращение барабана мельницы с закрепленными на нем диаметрально противоположными (через 180°) двумя электромагнитами.

При вращении барабана соблюдается соотношение

где n - число оборотов в минуту, D - диаметр барабана мельницы, м.

В обмотку каждого электромагнита, который перемещается в зоне нижней полусферы на угол 180° (от левого конца горизонтали до правого), подают электрический ток и создают импульс магнитного поля длительностью, равной полуобороту барабана мельницы. Магнитное поле полюсов электромагнитов непосредственно или через слой немагнитной футеровки входит в барабан мельницы. При выполнении соотношения (1) полюс одного из электромагнитов подходит к точке встречи его с падающими шарами в момент падения их на измельчаемый материал.

Магнитное поле, движущееся в зоне нижней полусферы барабана мельницы, обеспечивает:

а) дополнительное к земному притяжению ускорение шаров при падении и ударе их по измельчаемому материалу;

б) последующий подъем шаров на оптимальную высоту [2].

Магнитное поле по [2], движущееся в зоне нижней полусферы барабана мельницы в период времени, равный полуобороту барабана мельницы, стягивает шары на все это время в один комок. Между шарами зажимаются куски измельчаемого материала, что приводит к ликвидации дезинтеграции его методом истирания и к снижению технико-экономических показателей измельчения.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения технико-экономических показателей измельчения материалов ферромагнитными мелющими телами.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, состоит в снижении затрат электроэнергии на измельчение и повышение производительности мельницы.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе магнитомеханического измельчения материала ферромагнитными мелющими телами, включающем вращение барабана мельницы с , где n - число оборотов в минуту, D - диаметр барабана, м, с диаметрально закрепленными на нем двумя электромагнитами (через 180°), полюса магнитных полей которых, при движении в зоне нижней полусферы барабана, направлены в полость барабана мельницы для обеспечения дополнительного к земному притяжению ускорения шаров во время падений их на измельчаемый материал и подъем шаров на оптимальную высоту, магнитное поле каждого электромагнита формируют в виде отдельных импульсов в количестве не менее двух, при этом длительность первого импульса приравнивают к времени движения электромагнита с барабаном мельницы от левого конца горизонтали (начало угловых координат = 0°) вниз до точки с координатой от 30 до 50°, а второй импульс формируют с длительностью, равной времени перемещения электромагнита вверх от точки с координатой, находящейся в пределах 100-140° до правого конца горизонтали (координата 180°), причем каждый из этих магнитных импульсов разбивают на ряд более коротких импульсов.

Замена магнитного поля с длительностью, равной времени полуоборота барабана мельницы (180°) на два импульса, с длительностью, равной, например, интервалам времени перемещения электромагнита на расстояние 40° (среднее значение от 30 до 50°) и 60° (среднее значение от 100-140° до 180°) обеспечивает появление промежутка времени, равного преодолению расстояния величиной 80°, в котором электромагнит отключен от источника электроэнергии. Расход энергии Э на формирование магнитных импульсов снизится на

Э=80°/180°=0,444, т.е. более, чем на 44%.

Разрушение, например, руды за счет ее истирания обеспечивает до 40% выхода готового класса в измельченный продукт шаровой мельницы. Включение механизма истирания сырья на расстояние 80° в нижней части барабана приведет к повышению производительности мельницы П, определяемой из пропорции;

40%- 180°

П% - 80°,

откуда П достигает 17,7%.

Снижение длительности первого импульса путем изменения сектора его действия на угол менее 30° сокращает время ускорения шаров магнитным полем и исключает его воздействие на шары в точке падения их на измельчаемый материал. Увеличение сектора действия магнитного поля более 50° приводит к дополнительному расходу электроэнергии электромагнитами за счет повышения длительности первого импульса.

Изменение сектора действия второго импульса на угол меньше чем 100° увеличивает его длительность и затраты энергии на магнитомеханическое измельчение, при начале действия второго импульса с угловой координаты более 140° не все шары будут притянуты к электромагниту и подняты магнитным полем на оптимальную высоту. Уменьшение количества шаров, участвующих в процессе ударной дезинтеграции сырья, приводит к снижению производительности мельницы.

Разбиение каждого из двух магнитных импульсов на ряд более коротких импульсов обеспечивает дальнейшее снижение расхода электроэнергии, так как она не потребляется электромагнитами в промежутках между короткими импульсами. При равенстве длительности коротких импульсов и промежутка времени между ними дополнительная экономия электроэнергии достигнет 22%.

Длительность коротких магнитных импульсов зависит от магнитных свойств измельчаемого материала и затрат на приобретение оборудования, с помощью которого формируются импульсы. При измельчении руд, содержащих ферромагнитные минералы (магнетит, пирротин), целесообразно применение коротких импульсов с меньшей длительностью их воздействия, чтобы в большей мере использовать магнитострикционное разупрочнение сырья для повышения производительности его измельчения при сохранении рентабельности этой операции. При измельчении руд, не содержащих ферромагнитные минералы, длительность коротких магнитных импульсов может быть увеличена.

Источники информации

1. Селективное разрушение минералов. / Ревнивцев В.И., Гапонов Г.В., Зарогатский Л.П. и др. Под ред. В.И.Ревнивцева. - М.: Недра, 1988, - 286 с.

2. Борисков Ф.Ф., Свалов С.А. Интенсификация измельчения руд путем электромагнитного воздействия на характер циркуляции шаров в мельницах // Энергетические воздействия в процессах переработки минерального сырья: Сб. науч. тр. / ИГД СО АН СССР. - Новосибирск, 1987. - С.3-7. Прототип.