CS262967B1 - Zařízení pro úpravu suspenzí a rmutů, například keramických - Google Patents

Abstract

Zařízení umožňuje třídit suspenze a řinuty jak podle zrnitostního, tak podle mineralogického nebo chemického složení. Sestává z hydrooyklonu a nejméně jednoho magnetického obvodu, ve kterém zdrojem magnetického pole je nejméně jeden magnetizační solenoid nebo nejméne jeden permanentní magnet nebo nejméně jedna vzduchová magnetioká cívka, která může být ze supravodivých materiálů, přičemž hydrooyklon je situován uvnitř magnetických obvodů. Na tříděný materiál působí v hydrooyklonu odstředivé a nedostředivé síly, takže dochází současně k třídění jak podle zrnitosti, tak podle magnetické suseeptibllity. Zařízení je možno využit všude tam, kde je třeba třídit suspenze a rmuty podle uvedených hledisek, například ve výrobě stavebníoh hmot, ohemiokém a potravinářském průmyslu apod.

Description

Vynález se týká zařízení na úpravu především zrnitostního, mineralogického a chemického složení suspenzí a rmutů, to znamená zařízení na třídění materiálů podle zrnitostního, mineralogického nebo chemického složení, na příklad ve výrobě stavebních hmot, v chemickém a potravinářském průmyslu nebo při úpravě rud a odpadů.

Současná zařízení pro úpravu složení suspenzí a rmutů podle ,zrnitosti využívají odstředivých a dostředivých sil a třídí výchozí surovinu pod nebo nad určitou zrnitostní hranici, podle hmotnosti a morfologie částic. Tato zařízení nejsou schopna třídit suspenze a rmuty také z pohledu magnetických vlastností částic.

Zrnitostní třídění v tíhovém poli, známé jako technologie hustého plavení, odtřídí hrubé zrnitostní frakce suroviny a poskytuje výplav s určitou horní hranicí velikosti zrn. Tato hranice, spolu se ztrátami jemných frakcí ulpíváním na hrubých podílech, určují výtěžnost suroviny.

Třídění na hydrocyklonech využívá působení odstředivých a dostředivých sil, případně tíhového pole na částice suspenzí a rmutů. Suspenze a rmuty mají při třídění na hydrocyklonech nižší koncentraci sušiny než při hustém plavení. Ztráty jemných frakcí jsou nižší, ale zrnitostní skladba a chemismus výsledného produktu jsou stále ještě závislé na množství a kvalitě frakcí, které přejdou do výplavu.

U řady surovin například keramických, je kvalita snižována obsahem složek obsahujích železo a titan a také jejich zrnitostní distribucí. To znamená, že pokud je třeba pouhým zrnitostním tříděním odstranit na příklad oxidy železa a titanu, je nutno odtřídit celou příslušnou zrnitostní frakci. Tak se stávají podíly

262 967 s obsahem oxidu železitého Fe20^ a oxidu titaničitého TiC^ nebilančními odpady. To se projevuje snížením výtěžnosti surovin s následným snížením životnosti surovinových ložisek .

Další známá zařízení tentokrát na úpravu chemického nebo mineralogického složení suspenzí a rmutů využívají magnetickou separaci podílů o vyšší magnetické susceptibilitě, závislé na příklad na obsahu Fe2O-j, FeCO-j, TÍO2 a jejich formě. Jedná se o magnetické separátory s běžnými nebo supravodivými elektromagnety. Nevýhodou těchto zařízení jsou především vysoké pořizovací a provozní náklady.

Nedostatky uvedených zařízení částečně odstraňuje zařízení pro úpravu suspenzí a rmutů podle vynálezu s hydrocyklonem umístěným uvnitř jednoho nebo více magnetických obvodů, ve kterých je magnetické pole vytvářeno elektromagnety, permanentními magnety, případně vzduchovými cívkami. Výhodami tohoto zařízení je možnost současného třídění suspenzí a rmutů jak podle zrnitosti, tak podle magnetické susceptibílity, z toho vyplývající větší výtěžnost upravované suroviny včetně úspor za dopravu nebilačních odpadů a nižší náklady na pořízení a provoz než při použití samostatných magnetických separátorů.

Příkladné provedení zařízení dle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresech, kdy na obr.č.l je znázorněno zjednodušené principiální schéma zařízení a na obr. č.2 až 20 jsou znázorněny různé varianty konkrétního provedení, což je rozvedeno v dalším textu.

Zařízení na obr. č.l sestává z hydrocyklonu 4^ umístěného uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů elektromagnetů, z nichž každý sestává z otevřeného magnetického jha 1^, tvaru U, na jehož svislých sloupcích jsou nasazeny magnetizační solenoidy 2 a připevněno směrem k hydrocyklonu 4 jeden až patnáct pólových nástavců 3.

262 967

Hydrocyklon £ je vůči magnetickému obvodu 8, situován tak, že podélná osa hydrocyklonu £ je souběžná se svislými sloupky magnetického jha £. Pólové nástavce £ v tomto a dalších příkladech provedení svým tvarem zaručují změnu gradientu magnetického pole směrem shora dolů. Použijí-li se v zařízení podle tohoto a dalších obrázků dva magnetické obvody, uspořádají se tak, že svislé sloupky magnetických jeh £ budou souběžné a osy příčných sloupků magnetických jeh £ budou na příklad navzájem kolmé.

Zařízení podle obr. č. 2 sestává z hydrocyklonu £, umístěného uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů £ elektromagnetů, z nichž každý je tvořen otevřeným magnetickým jhem £ tvaru U, na jehož svislých sloupcích je připevněno jeden až patnáct pólových nástavců a na příčném sloupku magnetického jha £ je nasazen magnetizační solenoid 2.Hydrocyklon £ je situován tak, že jeho podélná osa je souběžná se svislými sloupky magnetického jha £.

Na obr. č.3 je příklad zařízení, tvořeného hydrocyklonem £, umístěným uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů £[ elektromagnetů, z nichž každý sestává z otevřeného magnetického jha £ tvaru písmene ll, na jehož svislých sloupcích je připevněno jedno až patnáct pomocných magnetických jáder £, ukončených směrem k hydrocyklonu £ pólovými nástavci £, přičemž na pomocná jádra £ jsou nasazeny magnetizační solenoidy 2. Hydrocyklon £ je situován tak, že jeho podélná osa je souběžná se svislými sloupky magnetického jha £.

Zařízení na obr. č. 4 sestává z hydrocyklonu £, umístěného uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů £, elektromagnetů, z nichž každý je tvořen uzavřeným magnetickým jhem £, na jehož svislých sloupcích je připevněno jedno až patnáct pomocných magnetických jader £, ukončených směrem k hydrocyklonu £ pólovými nástavci £, přičemž na pomocných magnetických jádrech T_ jsou nasazeny magnetizační solenoidy 2.

2S2 967

Hydrocyklon £ je situován tak, že jeho svislá osa je souběžná se svislými sloupky magnetického jha L·

Na obr. č. 5 je příklad zařízení, které sestává z hydrocyklonu umístěného uvnitř jedpoho nebo dvou otevřených magnetických obvodů z nichž každý sestává z jednoho až patnácti pomocných magnetických jader ukončených směrem k hydrocyklonu £ pólovými nástavci 2, přičemž na pomocná magnetická jádra T_ jsou nasazeny magnetizační solenoidy 2. Hydrocyklon 4 je situován tak, že jeho podélná osa je kolmá na osy magnetizačních solenoidů 2·

Na obr. č. 6 je příklad zařízení, sestávajícího z hydrocyklonu £, umístěného uvnitř jednoho až čtyř magnetických obvodů 8_, z nichž každý sestává z uzavřeného magnetického jha 2> na jphož dvou protilehlých sloupcích je připevněno jedno až patnáct pomocných magnetických jader 2» ukončených směrem k hydrocyklonu J pólovými nástavci 2, přičemž na pomocná magnetická jádra ]_ jsou nasazeny magnetizační solenoidy 2· Hydrocyklon J je situován tak, že jeho podélná osa je kolmá na osy všech magnetizačních solenoidů 2.

Na obr. č. 7 je příklad zařízení, sestávajícího z hydrocyklonu umístěného uvnitř jednoho ze čtyř magnetických obvodů 2» ^z nichž každý sestává z magnetického jhal., na jehož sloupcích jsou připevněny dva pólové nástavce 2» přičemž na sloupky magnetických jeh 2 jsou nasazeny magnetizační solenoidy 2_. Hydrocyklon £ je situován tak, že jeho podélná osa je kolmá na osy všech magnetizačních solenoidů 2·

Na obr. č. B je příklad zařízení, které sestává z hydrocyklonu umístěného'uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů 2» ^z nichž každý je tvořen dvěma svislými magnetickými jhy 2» která jsou na dolních koncích spojena permanentním magnetem 2· Na svislých magnetických jhech 2 je směrem k hydrocyklonu J připevněno jeden až patnáct pólo- . vých nástavců 2· Hydrocyklon _4 je situován tak,že jeho podélná osa je souběžná s magnetickými jhy 2·

262 967

Obr. č. 9 představuje, příklad zařízení, které sestává z hydrocyklonů 2> umístěného uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů 2> z nichž každý je tvořen dvěma svislými permanentními magnety 2, spojenými na dolních koncích magnetickým jhem 2» přičemž na svislých permanentních magnetech 5_ je směrem k hydrocyklonů £ připevněno jeden až patnáct pólových nástavců 2· Hydrocyklon £ je situován tak, že jeho podél ná osa je souběžná se svislými permanentními magnety 2·

Obr. č. 10 představuje zařízení, sestávající z hyd.rocyklonu 2, umístěného uvnitř jednoho nebo dvou otevřených magnetických obvodů 8, z nichž každý je tvořen magnetickým jhem 2 tvaru písmene U, na jehož svislých sloupcích směrem k hydrocyklonů 2 je připevněno jeden až patnáct permanentních magnetů 5, zakončených pólovými nástavci 2· Hydrocyklon 2 je situován tak, že jeho podélná osa je souběžná se svislými sloupky magnetického jha 2·

Na obr. č. 11 je příklad zařízení sestávající z hydrocyklonu 2» umístěného uvnitř jednoho nebo dvou magnetických obvodů 2» tvořených uzavřenými magnetickými jhy 2? ^na jejichž svislých sloupcích je připevněno jeden až patnáct permanentních magnetů 2» ukončených směrem k hydrocyklonů 2 pólovými nástavci 2· Hydrocyklon 2 je situován tak, že jeho podélná osa je· souběžná se svislými sloupky magnetických jeh 2·

Obr. č. 12 představuje zařízení sestávající z hydrocyklonu 2> obklopeného systémem jednoho až patnácti otevřených magnetických obvodů 2, sestávajících z permanentních magnetů 2, ukončených směrem k hydrocyklonů 2 pólovými nástavci 2· Hydrocyklon 2 je situován tak, že jeho podélná osa je kolmá na osy všech permanentních magnetů 2·

Obr. č. 13 ukazuje příklad zařízení sestávajícího z hydrocyklonu 2, umístěného uvnitř magnetického obvodu 2, tvořeného jedním až patnácti magnetickými jhy 2» na jejichž protilehlých sloupcích jsou upevněny permanentní magnety 2» ukončené směrem k hydrocyklonů 2 pólovými nástavci 2· Hydrocyklon 2 je situován tak, že jeho podélná osa je kolmá na osy všech sloupků magnetických jeh 2·

262 967

Na obr. č. 14 je příklad zařízení, sestávajícího z hydrocyklonu χ, obklopeného jedním až patnácti otevřenými magnetickými obvody χ, tvořenými magnetickými jhy X, na jejichž koncích směrem k hydrocyklonu χ jsou připevněny nejprve permanentní magnety 2 a pak pólové nástavce χ. Hydrocyklon £ je situován tak, že jeho podélná osa je souběžná s magnetickými jhy χ.

Na obr. č. 15 je příklad zařízení, sestávajícího z hydrocyklonu χ, umístěného uvnitř magnetického obvodu χ, tvořeného jedním magnetizačním solenoidem 2, přičemž hydrocyklon χ je situován tak, že jeho podélná osa je koncentrická s osou magnetizačního solenoidu 2.

Obr. č. 16, 17 a 18 představují zařízení, sestávající z hydrocyklonu χ, umístěného v magnetických obvodech χ, koncentricky v soustavě magnetizačních cívek X, uspořádaných nad sebou s průměry zvolenými tak, aby bylo, dosaženo potřebného gradientu magnetického pole.

Obr. č. 19 a 20 představují zařízení, sestávající z hydrocyklonu χ, umístěného uvnitř magnetického obvodu χ v soustavě vzduchových magnetizačních cívek χ tak, že podélná osa hydrocyklonu χ je kolmá na osy všech magnetizačních cívek £.

Obr. č. 21 představuje zařízení, sestávající z hydrocyklonu χ,umístěného uvnitř magnetického obvodu χ, tvořeného soustavou na příklad vzduchových magnetizačních cívek X, uspořádaných vůči podélné ose hydrocyklonu χ v sestupné spirále a na rozteči např. 120° úhlových.

Magnetizační solenoidy 2 pro příklady z obr. č. 1 až 7 jsou vinuty z běžných materiálů a napájeny zejména stejnosměrným ale i střídavým nebo pulsním proudem. Magnetizační solenoid 2 a magnetizační cívky χ podle obr. č. 15 až 21 jsou vinuty z běžných nebo i supravodivých materiálů a napájeny stejnosměrným ale i střídavým nebo pulsním proudem nebo v obr. č. 21 také několikafázovým střídavým proudem, vytvářejícím točivé magnetické pole nejlépe ve směru pohybu suspenze.

262 967

Zařízení pro úpravu suspenzí a rmutů podle vynálezu pracuje následovně. V hydrocyklonu j4, kam i^e P°^d tlakem vháněna tříděná suspenze nebo rmut, dochází ke třídění působením odstředivé a dostředivé síly. Současně na tříděný materiál působí síla vyvolaná magnetickým polem, jejímž zdrojem je magnetický obvod tvořený elektromagnetem, permanentními magnety nebo vzduchovými cívkami v uspořádání podle obr. č. 1 až 21. V hydrocyklonu 4. dojde ke složení odstředivých, dostředivých, tíhových a magnetických separačních sil. Tím je umožněno třídění částic suspenze nebo rmutů i podle jejich magnetické *, susceptlbility.

Vynález je možno využít všude tam, kde je třeba třídit suspenze... a řinuty s obsahem dia-, para-, fero-, feria antiferimagnetických částic, nebo částic se stálým feromagnetismem podle zrnitostního a chemického složení.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení na úpravu suspenzí a rmutů, např. keramic kých, s hydrocyklonem, vyznačujícíse tím, že sestává z nejméně jednoho magnetického obvodu (8), ve kterém zdrojem magnetického pole je nejméně jeden magnetizační solenoid (2) nebo nejméně jeden permanentní magnet (5) nebo nejméně jedna vzduchová magnetizační cívka (6) s výhodou supravodivé, přičemž hydrocyklon (4) je situován uvnitř magnetických obvodů (8).