RO112090B1

RO112090B1 - Aparat de separare magnetică în trepte unghiulare

Info

Publication number: RO112090B1
Application number: RO9501794A
Authority: RO
Inventors: Gheorghe Iacob; Nicolae Rezlescu
Original assignee: Inst De Fizica Tehnica
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1997-05-30

Abstract

Invenția se referă la un aparat de separare magnetică în trepte unghiulare, cu funcționare ciclică, destinat separării în mediu lichid a unor amestecuri granulare campuse din particule din aceeași clasă granulometrică și cu susceptibilități magnetice pozitive și relativ apropiate, în special în industria minieră, a metalelor rare și în industria sticlei. Aparatul este alcătuit dintr-un vas (1) dispus vertical, între doi poli magnetici (4 și 5) cu fețe plan-paralele și susținut de niște lagăre (G și 7). Vasul (1) este solidar cu o roată melcată (8), aflată în angrenare cu un șurub-melc (9). In interiorul vasului (1), fixat de acesta, se află un tub-suport (3), în care se fixează capetele unor fire sau bare feromagnetice (2) subțiri, paralele între ele și dispuse în mai multe plane orizontale, de asemenea, paralele între ele. în funcție de valoarea unghiului ( a ), dintre axele barelor feromagnetice (2) și direcția câmpului magnetic (H], unghi cuprins între O și 90°, se separă din amestec o anumită fracție magnetică

Description

Invenția se referă la un aparat de separare magnetica în trepte unghiulare, cu funcționare ciclică, destinat in special separării în mediu lichid a unui amestec granular ce conține particule cu dimensiuni cuprinse între anumite limite, având aceeași clasă granulometrică și a căror susceptibilitate magnetică este pozitivă și relativ apropiată; de exemplu el se poate utiliza pentru extragerea unor particule de ilmenit dintr-un amestec granular compus din ilmenit și rutil sau pentru extragerea succcesivă întâi a unor particule de ilmenit, apoi a unor particule de rutil și ulterior a unor particule de zircon [varietatea paramagnetică) dintr-un amestec granular ce conține particule de ilmenit, de rutil, de zircon și de cuarț. De asemenea, aparatul se poate folosi și ca filtru magnetic, destinat reținerii dintr-un lichid a unor suspensii para, fero, feri sau antifemmagnetice, în diverse scopuri ca: purificare, recuperare etc. Invenția se poate aplica în industria minieră a metalelor rare, în industria sticlei etc.

în scopul separării după susceptibilitatea magnetică a unor amestecuri de materiale sub formă de granule, este cunoscut un aparat de separare magnetică denumit separator HGMS sau separator poligradient, care este constituit dintr-un vas nemagnetic, aflat în între fierul unui electromagnet de curent continuu tip oală. în interiorul vasului se găsesc niște elemente feromagnetice [fire, bare, lamele, bile etc.) așezate dezordonat, ansamblu ce este cunoscut sub denumirea de matrice feromagnetică. Un lichid, ce conține un amestec de particule cu proprietăți magnetice diferite, este trecut prin matrice în prezența câmpului magnetic cu o anumită viteză; la o anumită valoare a intensității câmpului magnetic, din amestec este reținută, pe elementele matricei feromagnetice, o fracție constituită din particule ce au o susceptibilitate magnetică situată peste o anumită valoare, iar restul de particule, cu susceptibilitatea mai mică, trec o dată cu lichiduf de antrenare prin matrice, obținându-se așa-zisul produs nemagnetic. Pentru obținerea produsului magnetic, deci pentru a îndepărta particulele reținute în matrice, se anuleaze câmpul magnetic, se întrerupe alimentarea cu amestec și se spală matricea cu apă, sub presiune.

Dezavantajul acestui aparat consta în faptul că pentru reținerea în matricea feromagnetică a unei alte fracții magnetice, care este constituită, din particule cu susceptibilitate magnetică diferită de cea anterioară, trebuie modificată corespunzător viteza de trecere a lichidului prin matrice, concomitent cu modificarea valorii intensității câmpului magnetic. Un alt dezavantaj al acestui aparat este acela că el nu poate realiza o separare cu selectivitate ridicată atunci când amestecul este compus din fracții constituite din particule de material ce au susceptibilități magnetice apropiate.

în același scop mai este cunoscut un aparat de separare în gradient suprapus de câmp, alcătuit din două piese polare feromagnetice, cu secțiune trapezoidală dispuse între polii unui electromagnet, astfel încât, între cele două piese polare se creează o zonă cu câmp magnetic crescător, în sensul curgerii materialului de separat și o a doua zonă cu câmp magnetic constant, de intensitate maximă.

între piesele polare se introduce o matrice filamentară constituită din niște rame dreptunghiulare, pe ale căror fețe, paralel cu latura mare, sunt fixate niște fire feromagnetice. Ramele și, implicit firele feromagnetice, au lungimi diferite și sunt fixate paralel, unele sub altele, între piesele polare, perpendicular pe direcția de curgere.

Aparatul de separare magnetică în trepte unghiulare, conform invenției, este prevăzut cu o matrice feromagnetică formată dintr-un tub suport, pe care sunt fixate, în plane suprapuse, paralele între ele și perpendiculare pe axa verticală a vasului o multitudine de bare sau fire feromagnetice, echidistante, care se pot poziționa la un unghi cuprins între O și 90° față de direcția câmpului magnetic, tubul suport fiind

RO 112090 Bl solidar cu vasul nemagnetic care este susținut de niște lagăre și pus în mișcare de rotație de o roată melcată antrenată de un șurub-melc, astfel încât pentru o anumită valoare a unghiului dintre axele barelor feromagnetice și direcția câmpului magnetic, se separă o anumită fracție magnetică din amestec.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje;

-obținerea unor fracții magnetice diferite, fără modificarea parametrilor principali ai procesului de separare: viteza de curgere a lichidului prin vas și intensitatea câmpului magnetic;

- se obține o selectivitate crescută a separării magnetice atunci când fracțiile magnetice sunt constituite din sorturi de particule cu susceptibilități medii apropiate;

- creșterea rezoluției separării magnetice: pot fi separate fracții magnetice compuse din sorturi de particule a căror susceptibilitate magnetică medie diferă doar cu câteva unități.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu fig.1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, secțiune longitudinală, verticală, prin aparat;

- fig.2, secțiune după planul A-A, din fig.1.

Aparatul, conform invenției, cuprinde un vas 1, nemagnetic, de exemplu din tablă inoxidabilă nemagnetică, al cărui corp principal a de formă cifindrică este solidar cu un corp inferior b și cu un corp superior c, ambele sub formă de trunchi de con, terminate cu un ștuț d prin care poate intra și ieși un lichid ce conține un amestec de particule ce trebuie separate magnetic sau un lichid curat [apă). Vasul 1 are în interiorul său niște fire, bare feromagnetice 2, orizontale, drepte și paraleie între ele, având aceeași secțiune circulară ce alcătuiesc o matrice feromagnetică ordonată. Fixarea barelor feromagnetice 2 se face întrun tub suport 3, rigidizat de vasul 1, confecționat, de exemplu din alamă, pe a cărui suprafață sunt practicate niște găuri în care sunt introduse și iipite, cu un aliaj pe bază de cositor, capetele barelor feromagnetice 2.

Barele feromagnetice 2 sunt așezate în plane echidistante, perpendiculare pe axa corpului vasului 1, iar barele din același plan sunt egal distanțate între ele.

Diametrul barelor feromagnetice 2 se recomandă a fi de aproximativ 3 ori mai mare decât dimensiunea medie a particulelor din amestec, iar distanța e dintre axele a două bare feromagnetice 2 vecine, în același plan, precum și distanța f dintre două plane succesive în care sunt plasate barele feromagnetice 2, se recomandă a fi de 3..4 mai mare decât diametrul unei bare feromagnetice 2. De exemplu, dacă amestecul conține particule cu dimensiuni cuprinse între 0,25...0,30 mm, se recomandă ca diametrul barelor feromagnetice 2 să fie de 0,8...1 mm, distanța e dintre axele a două bare vecine din același plan să fie de 3...4 mm, iar distanța f dintre două plane vecine să fie, de asemenea, de 3...4 mm.

Vasul 1 se află plasat între polii magnetici 4 și 5, cu fețele plan paralele, ai unui electromagnet de curent continuu: la alimentarea bobinei electromagnetului între polii magnetici 4 și 5, în zona vasului 1, se creează un câmp magnetic uniform H, a cărui direcție este perpendiculară pe suprafața polilor 4 și 5.

Vasui 1 este susținut și ghidat de niște lagăre 6 și 7, coaxiale, încât se poate roti în jurul unei axe proprii, perpendiculară pe barele feromagnetice 2. Pe ștuțul d superior este fixată o roată melcată 2 antrenată de un șurub-melc 9, care permite rotirea și apoi fixarea vasului 1 într-o poziție în care barele feromagnetice 2 fac cu direcția câmpului magnetic H un unghi a, a cărui valoare poate varia între 0 și 90°.

Funcționarea aparatului este ciclică și cuprinde două perioade: o perioadă de alimentare și alta de spălare. în tim

RO 112090 Bl pul perioadei de alimentare, un lichid, de exemplu apă, în care se află un amestec granular, compus din niște particule magnetice 10 a căror susceptibilitate magnetică este X_o sau mai mare și niște particule nemagnetice 11 a căror susceptibilitate magnetică este mai mică decât X_o străbate vasul 1, de exemplu, de jos în sus, direcția de curgere fiind perpendiculară pe barele feromagnetice 2. Particulele magnetice 12 sunt reținute pe barele feromagnetice 2, sub acțiunea preponderentă a forțelor magnetice, iar particulele considerate particule nemagnetice 11, sub acțiunea preponderentă a forțelor hidrodinamice sunt antrenate în afara vasului 1, constituind un produs nemagnetic. După ce matricea feromagnetică s-a saturat cu particule magnetice 10, se întrerupe alimentarea cu amestec, se anulează câmpul magnetic și urmează perioada de spălare, în care un lichid curat, de exemplu apă, este trecut de sus în jos prin vasul 1. Apa antrenează particulele magnetice în afara vasului 1, obținându-se un produs magnetic. în acest mod, amestecul este împărțit într-o fracție magnetică alcătuită din particule cu susceptibilitate magnetică Xo sau mai mare și o fracție nemagnetică compusă din particule cu susceptibilitatea magnetică mai mică decât X^ pentru realizarea acestei separări vasul 1 a fost fixat într-o poziție în care barele feromagnetice 2 fac un unghi a cu direcția câmpului magnetic H, de exemplu a_o = 60°.

Dacă din amestecul considerat este necesar să se extragă o alte fracție, compusă, din particule care au susceptibilitate magnetică Χ_η, mai mare decât Xo (fracție mai puternic magnetică), vasul 1, prin intermediul angrenajului 8 și 9, se fixează în altă poziție unghiulară, una în care barele feromagnetice 2 fac un unghi a, mai mic decât a_o, cu direcția câmpului magnetic H, de exemplu α_η=20°. în acest caz funcționând cu aceeași viteză de trecere a lichidului cu amestec prin vasul 1, și aceeași intensitate a câmpului magnetic H, se împarte amestecul într-o componentă magnetică, de această dată, din particule cu susceptibilitatea X,., sau mai mare și o componentă nemagnetică alcătuită din particule cu susceptibilitatea magnetică mai mică decât X,

Pentru reținerea unei alte fracții, compusă din partcule ce au, de exemplu, susceptibilitatea magnetică Xg, mai mică decât Xo vasul 1 se fixează într-o altă poziție, în care barele feromagnetice 2 fac cu direcția câmpului magnetic H un unghi a₂, mai mare decât Og, de exemplu cc₂=80°, după care funcționarea se reia cu aceeași parametri.

Revendicare

Claims

Aparat de separare magnetică, în trepte unghiulare, alcătuit dintr-un vas din material nemagnetic dispus într-un câmp magnetic generat de doi poli magnetici cu fețe plan-paralele, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu o matrice feromagnetică formată dintr-un tub suport (3), pe care sunt fixate, în plane suprapuse, paralele între ele și perpendiculare pe axa verticală a vasului (1) o multitudine de bare feromagnetice (2) , echidistante, care se pot poziționa la un unghi (a) cuprins între O și 90° față de direcția câmpului magnetic (H), tubul suport (3) fiind solidar cu vasul (1 ) nemagnetic care este susținut de niște lagăre (6 și 7) și este pus în mișcare de rotație de o roată melcată (9), antrenată de un șurub-melc (9), astfel încât pentru o anumită valoare a unghiului (a) dintre axele barelor feromagnetice (2) și direcția câmpului magnetic (H), se separă o anumită fracție magnetică din amestec.