МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР
MAGNETIC SEPARATOR

Изобретение относится к области магнитной сепарации, а именно к устройствам для извлечения магнитовосприимчивых частиц из жидкостных сред, и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.
Известен магнитный сепаратор для обогащения магнитных руд и материалов, содержащий корпус, внутри которого расположен немагнитный барабан с магнитной системой, загрузочное и разгрузочные устройства, магнитные керамические пластины для снижения потери металла в хвостах, расположенные в разгрузочном устройстве [1].
Недостатком этого магнитного сепаратора является захват немагнитных частиц породы и сростков в объем флокул, образующихся на барабане, без последующего разрушения последних и вывода немагнитных частиц и сростков в хвосты, что приводит к ухудшению селективности процесса сепарации и качества концентрата.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитный сепаратор, содержащий корпус, внутри которого концентрично установлены немагнитный барабан и магнитная система на постоянных магнитах с чередующейся полярностью полюсов и возможностью вращения, загрузочное и разгрузочные устройства. На внешней рабочей поверхности барабана вдоль его образующей установлены сетки из немагнитного материала с размером ячейки более размера максимального зерна обогащаемого материала и менее размера магнитных флокул вдоль их длинной оси, при этом возле сеток вертикально установлены промывные коллекторы, а на рабочей поверхности барабана - спиральная направляющая для перемещения концентрата в разгрузочное устройство [2].
Этот сепаратор принят нами в качестве прототипа.
Недостатками прототипа являются частичное выделение в концентрат раскрытых зерен магнетита и низкая производительность сепаратора, ограниченная пропускной способностью сеток. Кроме того, для изготовления сеток требуется немагнитный износостойкий (абразивно-стойкий) материал, что повышает стоимость сепаратора.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение производительности сепаратора и улучшение качества получаемого концентрата за счет отделения раскрытых зерен магнетита от сростков и пустой породы.
Указанный результат достигается тем, что в магнитном сепараторе, включающем корпус, внутри которого концентрично установлены немагнитный барабан и магнитная система на постоянных магнитах с чередующейся полярностью полюсов и возможностью вращения, загрузочное и разгрузочные устройства, барабан установлен с возможностью вращения навстречу магнитной системе с линейной скоростью, меньшей или равной скорости движения пульпы в рабочей зоне сепаратора, при этом на внутренней поверхности корпуса по ходу движения пульпы жестко закреплены дугообразная пластина, выполненная из материала типа электретов, например полиуретана, лопастные дефлекторы с заданным зазором от поверхности барабана и индукционная решетка из магнитомягкого материала, например стали, установленная между разгрузочными устройствами для вывода хвостов и концентрата. Кроме того, в зоне разгрузки концентрата установлен съемный орган, например «беличье колесо», с возможностью вращения навстречу движению барабана.
При обзоре патентной и научно-технической литературы не обнаружены технические решения, обладающие данной совокупностью признаков, позволяющие повысить эффективность сепарации
На фиг.1 изображено центральное сечение магнитного сепаратора, на фиг.2 показан узел А на фиг.1, на фиг.3 - узел Б фиг.1, на фиг.4 - узел В фиг.1, на фиг.5 - узел Г фиг.1.
Магнитный сепаратор включает корпус 1, внутри которого концентрично установлены немагнитный барабан 2 и магнитная система, состоящая из магнитопровода 3, на котором расположены постоянные магниты 4 с чередующейся полярностью полюсов, загрузочное устройство 5, разгрузочные устройства для вывода хвостов и концентрата соответственно 6 и 7, систему подачи воды, состоящую из двух брызгал 8 и 9. Барабан 2 установлен с возможностью вращения навстречу магнитной системе с линейной скоростью, меньшей или равной скорости движения пульпы в рабочей зоне сепаратора. На внутренней поверхности корпуса 1 по ходу движения пульпы жестко закреплены дугообразная пластина 10, выполненная из материала типа электретов, например полиуретана, лопастные дефлекторы 11 с заданным зазором от поверхности барабана 2 и индукционная решетка 12 из магнитомягкого материала, например стали. Эта решетка выполнена в виде нескольких рабочих элементов из ферромагнитного материала, например, в виде пластин, расположенных на расстоянии друг от друга, кратном шагу магнитов 4, а одно из ребер каждой из них установлено параллельно поверхности барабана 2. Индукционная решетка 12 размещена между разгрузочными устройствами 6 и 7 для вывода хвостов и концентрата. В зоне разгрузки концентрата расположен съемный орган 13, например «беличье колесо», с возможностью вращения навстречу движению барабана.
Сепаратор работает следующим образом.
Исходный материал в виде пульпы подают на вращающийся немагнитный барабан 2. Магнитные частицы притягиваются к барабану 2, а основная масса немагнитных отбрасывается от барабана 2 центробежными силами. При этом на частицы кварца в пульпе действует дипольный момент в результате взаимодействия электрического заряда дугообразной пластины 10 и собственного заряда частиц кварца, что вызывает их перемещение от барабана 2 к дугообразной пластине 10. Магнитные частицы, притянутые к барабану 2, группируются во флокулы. Силы сопротивления среды оказывают значительное влияние на характер движения магнитных флокул. Для обеспечения режима разделения материала на магнитную и немагнитную составляющую барабан 2 необходимо вращать с линейной скоростью, меньшей или равной скорости движения пульпы в рабочей зоне сепаратора. Флокулы осуществляют вращательно-поступательное движение под воздействием бегущего магнитного поля, создаваемого магнитной системой с чередующейся полярностью полюсов и вращения барабана 2. При этом происходит их разрушение с выделением частиц породы и сростков, выводимых в хвосты, и раскрытого магнетита с образованием более богатых флокул. При прохождении пульпы через лопастные дефлекторы 11 происходит приближение удаленных магнитных частиц к барабану 2 за счет кинетической энергии струи. Для наиболее полного захвата раскрытого магнетита магнитным полем величину зазора между поверхностью барабана 2 и лопастными дефлекторами 11 выбирают с учетом величины напряженности магнитного поля в рабочей зоне сепаратора. Далее флокулы продолжают свое движение по барабану 2 и проходят через рабочие элементы индукционной решетки 12. В момент прохождения полюсов магнитной системы над ребрами рабочих элементов индукционной решетки к ним притягиваются магнитные частицы. При изменении положения постоянных магнитов 4 на флокулы воздействуют разнонаправленные магнитные силы, вызывающие их дальнейшее разрушение. Около следующего полюса магнитной системы материал перегруппировывается в новую флокулу, более богатую магнетитом, и процесс повторяется. При этом под воздействием воды, поступающей из брызгала 9, удаляются сростки магнетита с кварцем и оставшаяся часть пустой породы через разгрузочное устройство для вывода хвостов 6. Флокула, более богатая раскрытым магнетитом, за счет взаимодействия с элементами съемного органа типа «беличье колесо» 13 переходит на его поверхность и разгружается под воздействием воды, подаваемой через брызгало 8, в устройство для разгрузки концентрата 7.
Таким образом, происходит увеличение производительности сепаратора за счет интенсификации процесса разделения раскрытых зерен магнетита от сростков и частиц породы при одновременном улучшении качества концентрата. Промышленные испытания были проведены в условиях Михайловского горно-обогатительного комбината.
Источники информации
7
1. Патент РФ 2147937 по классу МПК B03C 1/10 от 29.09.1998, БИ №12 от 27.04.2000.
7
2. Патент РФ 2288039 по классу МПК B03C 1/24 от 07.02.2005, БИ №33 от 27.11.2006 (прототип).