RU2103072C1 - Method for continuous magnetic separation of weakly magnetic materials and device for its realization - Google Patents
Method for continuous magnetic separation of weakly magnetic materials and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103072C1 RU2103072C1 RU94023284A RU94023284A RU2103072C1 RU 2103072 C1 RU2103072 C1 RU 2103072C1 RU 94023284 A RU94023284 A RU 94023284A RU 94023284 A RU94023284 A RU 94023284A RU 2103072 C1 RU2103072 C1 RU 2103072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- ferromagnetic bodies
- gap
- product
- gaps
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сепарации слабомагнитных материалов по магнитным свойствам в различных отраслях промышленнсти, в частности в горнорудной, химической, пищевой. The invention relates to the separation of weakly magnetic materials by magnetic properties in various industries, in particular in mining, chemical, food.
Авторы считают необходимым привести сведения, общие для аналогов и прототипа, использованных в заявке, что упрощает конкретное описание каждого из них. The authors consider it necessary to provide information common to the analogues and prototype used in the application, which simplifies the specific description of each of them.
В окрестности ферромагнитного тела, помещенного в магнитное поле, возникают притягивающие и отталкивающие магнитные силы [1]. Это происходит это вследствие того, что магнитный поток концентрируется на ферромагнитном теле с двух его противоположных сторон. У этих двух сторон, перпендикулярных магнитному полю, через которые проходит магнитный поток, расположены зоны действия общеизвестных притягивающих магнитных сил [2]. Эти силы направлены в сторону ферромагнитного тела. У двух других сторон ферромагнитного тела, распложенных в промежутках между зонами протяжения и ориентированных преимущественно вдоль магнитного поля, индукция становится ниже среднего уровня, а ее градиент направлен от ферромагнитного тела. Это зоны действия отталкивающих магнитных сил [2]. In the vicinity of a ferromagnetic body placed in a magnetic field, attractive and repulsive magnetic forces arise [1]. This is due to the fact that the magnetic flux is concentrated on the ferromagnetic body from its two opposite sides. These two sides, perpendicular to the magnetic field through which the magnetic flux passes, have zones of action of well-known attractive magnetic forces [2]. These forces are directed towards the ferromagnetic body. On the other two sides of the ferromagnetic body, located in the gaps between the zones of extension and oriented mainly along the magnetic field, the induction becomes lower than the average level, and its gradient is directed away from the ferromagnetic body. These are the zones of action of repulsive magnetic forces [2].
Отталкивающие силы действуют перпендикулярно магнитному полю и направлены от ферромагнитного тела. Наибольшие значения притягивающих и отталкивающих магнитных сил имеют место у поверхности ферромагнитного тела. Набор ферромагнитных тел называется матрицей. The repulsive forces act perpendicular to the magnetic field and are directed away from the ferromagnetic body. The highest values of attractive and repulsive magnetic forces occur at the surface of a ferromagnetic body. A set of ferromagnetic bodies is called a matrix.
Известны способы магнитной сепарации, основанные на притяжении магнитных частиц к ферромагнитному телу. Подачу обогащаемого материла на такие матрицы производят периодически (прерывисто) из-за необходимости периодического смыва магнитных частиц с ферромагнитных тел. Known methods of magnetic separation based on the attraction of magnetic particles to a ferromagnetic body. The enriched material is supplied to such matrices periodically (intermittently) due to the need for periodic washing off of magnetic particles from ferromagnetic bodies.
Такие способы сепарации реализуются в кассетных сепараторах с периодической подачей питания на сепаратор, а также в роторных сепараторах с непрерывной подачей питания на сепаратор. Непрерывность подачи питания в роторных сепараторах достигается благодаря непрерывной смене матриц вращающимся ротором. Such separation methods are implemented in cassette separators with periodic power supply to the separator, as well as in rotary separators with continuous supply of power to the separator. Continuity of power supply in rotary separators is achieved due to the continuous change of matrices by a rotating rotor.
Известны способы магнитной сепарации, основанные на отталкивании магнитных частиц от ферромагнитного тела, находящегося в магнитном поле. Подачу обогащаемого материала на такие матрицы производят непрерывно, так как в них нет необходимости смывать магнитные частицы с ферромагнитных тел. Исходя из принципа действия матриц, именно эти способы магнитной сепарации именуются нами в дальнейшем непрерывными. Known methods of magnetic separation based on the repulsion of magnetic particles from a ferromagnetic body located in a magnetic field. The enriched material is supplied to such matrices continuously, since they do not need to wash away magnetic particles from ferromagnetic bodies. Based on the principle of operation of the matrices, it is these methods of magnetic separation that we call hereinafter continuous.
В качестве первого аналога принят способ [3] непрерывной магнитной сепарации слабомагнитных материалов под действием отталкивающих магнитных сил, включающий создание магнитного поля, направленного под углом к неподвижным длинномерным ферромагнитным телам (в дальнейшем ФМТ), расположенным в плоскости, параллельной магнитному полю, непрерывную подачу обогащаемого материала в этих зонах вдоль ФМТ, отклонение магнитных частиц от ФМТ под действием отталкивающих магнитных сил, направленных от ФМТ поперек магнитного поля, непрерывный вывод магнитных частиц в магнитный продукт на удалении от ФМТ, непрерывный вывод немагнитных частиц в немагнитный продукт в конце ФМТ. As the first analogue, the method [3] of continuous magnetic separation of weakly magnetic materials under the action of repulsive magnetic forces was adopted, including the creation of a magnetic field directed at an angle to stationary long-dimensional ferromagnetic bodies (hereinafter FMT), located in a plane parallel to the magnetic field, continuous supply of enriched material in these zones along the FMT, the deviation of magnetic particles from the FMT under the action of repulsive magnetic forces directed from the PMT across the magnetic field, continuous output magnetic particles into a magnetic product at a distance from the FMT, continuous output of non-magnetic particles into a non-magnetic product at the end of the FMT.
У поверхности ФМТ отталкивающая магнитная сила в 4 раза меньше притягивающей. На удалении от ФМТ, куда необходимо отвести магнитные частицы, величина отталкивающей силы еще меньше. At the surface of the FMT, the repulsive magnetic force is 4 times less than the attracting one. At a distance from the PMT, where it is necessary to take magnetic particles, the magnitude of the repulsive force is even less.
По мере удаления магнитных частиц от ФМТ под действием отталкивающих сил обогащаемый материал все отчетливей делится на поток магнитных и поток немагнитных частиц, однако малая величина магнитной силы не позволяет развести эти потоки на достаточно большое расстояние, что является причиной взаимного засорения продуктов сепарации. As magnetic particles move away from the PMT under the action of repulsive forces, the enriched material is more clearly divided into a flux of magnetic and a flux of non-magnetic particles, however, the small magnitude of the magnetic force does not allow to separate these fluxes over a sufficiently large distance, which causes mutual separation of the separation products.
Указанные недостатки отсутствуют в способе непрерывной магнитной сепарации по, так называемой, "барьерной технологии" [4], принятом в качестве второго аналога предлагаемого способа сепарации. Способ включает создание магнитного поля, направленного под углом к неподвижным длинномерным ФМТ, установленным параллельно и с зазором относительно друг друга в плоскости, параллельной магнитному полю, подачу обогащаемого материала в зазор между ФМТ и его перемещение в продольной плоскости симметрии зазора, перпендикулярной плоскости размещения ФМТ (в дальнейшем - средняя плоскость зазора), отклонение магнитных частиц под действием магнитной силы, направленной в средней плоскости поперек простирания зазоров, от траектории движения магнитных частиц, вывод магнитных и немагнитных частиц в соответствующие продукты сепарации. These disadvantages are absent in the method of continuous magnetic separation according to the so-called "barrier technology" [4], adopted as the second analogue of the proposed separation method. The method includes creating a magnetic field directed at an angle to the stationary long-length FMT installed in parallel and with a gap relative to each other in a plane parallel to the magnetic field, feeding the enriched material into the gap between the FMT and moving it in the longitudinal plane of symmetry of the gap perpendicular to the plane of the FMT ( hereinafter - the average plane of the gap), the deviation of the magnetic particles under the action of a magnetic force directed in the middle plane across the strike of the gaps from the trajectory of motion m magnetic particles, the withdrawal of magnetic and non-magnetic particles into the corresponding separation products.
Сепаратор [4], в котором реализуется способ непрерывной магнитной сепарации по "барьерной технологии", включает магнитную систему с полюсами, два неподвижных, длинномерных, параллельных между собой и установленных с зазором относительно друг друга ФМТ, которые расположены в межполюсном зазоре параллельно поверхности полюсов вслед друг за другом в плоскости, перпендикулярной поверхности полюсов. Сепаратор имеет также питатель и приемники продуктов сепарации. В средней плоскости зазора расположена поверхность, по которой транспортируется обогащаемый материал. ФМТ наклонены настолько, чтобы обеспечить движение сыпучего материала под действием силы тяжести по этой поверхности. Питатель находится у верхнего края зазора. Приемники продуктов сепарации находятся у нижнего его края. The separator [4], which implements the method of continuous magnetic separation according to the "barrier technology", includes a magnetic system with poles, two fixed, long, parallel to each other and installed with a gap relative to each other FMT, which are located in the interpolar gap parallel to the surface of the poles after one after another in a plane perpendicular to the surface of the poles. The separator also has a feeder and receivers of separation products. In the middle plane of the gap, there is a surface along which the enriched material is transported. The FMT is inclined enough to allow the movement of bulk material under the action of gravity along this surface. The feeder is located at the top edge of the gap. The receivers of separation products are located at its lower edge.
Способ обеспечивает возможность создания большой магнитной силы, так как сепарация осуществляется в зазоре между ФМТ, где индукция магнитного поля наибольшая, а также обеспечивается возможность разведения на большое расстоянии потоков магнитных и немагнитных частиц до их вывода из зазора между ФМТ. Два этих признака обеспечивают низкое взаимное засорение продуктов разделения. Сепаратор не имеет ротора, чем достигается его высокая надежность. The method provides the ability to create a large magnetic force, since the separation is carried out in the gap between the PMT, where the magnetic field is greatest, and it is also possible to dilute the flows of magnetic and non-magnetic particles at a large distance before they are removed from the gap between the PMT. These two features provide low mutual clogging of the separation products. The separator does not have a rotor, which ensures its high reliability.
Несмотря на указанные преимущества по сравнению с [3], способ и устройство [4] имеют существенный недостаток -перемещение обогащаемого материала по зазору необходимо производить только строго в средней плоскости зазора, что ограничивает производительность сепаратора. Despite these advantages compared to [3], the method and device [4] have a significant drawback — moving the enriched material along the gap must be done only strictly in the middle plane of the gap, which limits the performance of the separator.
Для увеличения производительности необходимо создать достаточно большую толщину слоя материла, но тогда магнитные частицы необходимо перемещать и в стороне от средней плоскости зазора. При заданном расположении ФМТ (друг за другом в плоскости, параллельной магнитному полю) в зазоре между ФМТ в стороне от средней плоскости действуют притягивающие магнитные силы, направленные к ФМТ. Под действием притягивающих магнитных сил магнитные частицы притягиваются к поверхности ФМТ и процесс сепарации нарушается. To increase productivity, it is necessary to create a sufficiently large thickness of the material layer, but then the magnetic particles must be moved away from the middle plane of the gap. For a given position of the PMT (one after another in a plane parallel to the magnetic field) in the gap between the PMT in the direction from the middle plane, attractive magnetic forces act towards the PMT. Under the influence of attractive magnetic forces, magnetic particles are attracted to the surface of the PMT and the separation process is violated.
Такое притяжение магнитных частиц происходит в известном способе [5], который является третьим аналогом. Как и способ [4] он включает создание магнитного поля, направленного под углом к параллельным ФМТ, установленным с зазором относительно друг друга в плоскости, параллельной магнитному полю, подачу обогащаемого материала в зазор между ФМТ и его перемещение по зазору, вывод магнитных и немагнитных частиц в соответствующие продукты сепарации. Such attraction of magnetic particles occurs in the known method [5], which is the third analogue. Like method [4], it includes creating a magnetic field directed at an angle to parallel PMTs installed with a gap relative to each other in a plane parallel to the magnetic field, supplying the enriched material to the gap between the PMT and moving along the gap, outputting magnetic and non-magnetic particles into appropriate separation products.
Таким образом, в этом способе реализуются все отличительные признаки "барьерной технологии" способа [4], за исключением требования перемещения обогащаемого материала только в средней плоскости зазора между ФМТ. Thus, in this method, all the distinguishing features of the “barrier technology” of the method are implemented [4], with the exception of the requirement to move the enriched material only in the middle plane of the gap between the PMT.
В отличие от способа [4] в способе [5] обогащаемый материал перемещают по всей ширине зазора между ФМТ. В результате, магнитные частицы притягиваются к поверхностям ФМТ, обращенным вовнутрь зазоров, где действуют притягивающие магнитные силы, поэтому для продолжения процесса сепарации ФМТ с притянутыми к ним магнитными частицами необходимо периодически выводить из магнитного поля для смыва с них магнитных частиц. In contrast to the method [4] in the method [5], the enriched material is moved across the entire width of the gap between the PMT. As a result, magnetic particles are attracted to the PMT surfaces facing inside the gaps, where attractive magnetic forces act, therefore, to continue the separation of the PMT with magnetic particles attracted to them, it is necessary to periodically remove magnetic particles from the magnetic field to wash them off.
Недостаток способа [5] заключается в необходимости вывода ФМТ из зоны магнитного поля для смыва магнитного продукта, что требует применения вращающегося ротора. Использование ротора снижает надежность, увеличивает габариты, вес и энергоемкость сепаратора. The disadvantage of the method [5] is the need to remove the FMT from the magnetic field to flush the magnetic product, which requires the use of a rotating rotor. The use of the rotor reduces reliability, increases the size, weight and energy intensity of the separator.
Общим признаком приведенных аналогов [3 - 5] является ориентация магнитного поля вдоль плоскости расположения длинномерных ФМТ. Такая ориентация порождает обычные для любой ориентации зоны отталкивающих и зоны притягивающих магнитных сил, а также зону с магнитными силами, направленными вовнутрь зазора. Анализ показал, что обогащение во всех трех зонах неэффективно: в зоне отталкивания из-за малой величины отталкивающих сил, в зоне притяжения из-за необходимости использования ротора для периодической разгрузки магнитных частиц, притянутых к ФМТ, а в зоне магнитных сил, направленных вовнутрь зазора, из-за крайней ее узости, что ограничивает производительность сепаратора. Расширение этой зоны невозможно, так как она вплотную примыкает к зоне действия притягивающих сил и ее расширение приведет к притягиванию магнитных частиц к ФМТ. В то же время именно в этой зоне действуют достаточно большие магнитные силы и применима перспективная "барьерная технология", позволяющая разводить потоки магнитных и немагнитных частиц на большое расстояние в режиме непрерывной магнитной сепарации. A common feature of the above analogues [3 - 5] is the orientation of the magnetic field along the plane of the arrangement of long-length FMT. Such an orientation generates repulsive and attractive magnetic forces zones, which are usual for any orientation, and also a zone with magnetic forces directed inside the gap. The analysis showed that enrichment in all three zones is ineffective: in the repulsion zone due to the small amount of repulsive forces, in the attraction zone due to the need to use a rotor for periodic unloading of magnetic particles attracted to the PMF, and in the zone of magnetic forces directed inside the gap , due to its extreme narrowness, which limits the performance of the separator. The expansion of this zone is impossible, since it is adjacent to the zone of action of attractive forces and its expansion will lead to the attraction of magnetic particles to the PMT. At the same time, it is precisely in this zone that sufficiently large magnetic forces act and the promising “barrier technology” is applicable, which makes it possible to separate the flows of magnetic and non-magnetic particles over a large distance in the continuous magnetic separation mode.
Чтобы создать метод сепарации, основанный на "барьерной технологии" и одновременно с этим обеспечивающий возможность сепарации с большой производительностью, необходимо сформировать магнитные силы, направленные из зазора между ФМТ. Для этого достаточно развернуть магнитное поле таким образом, чтобы оно было ориентировано под углом к плоскости размещения ФМТ. In order to create a separation method based on “barrier technology” and at the same time providing the possibility of separation with high productivity, it is necessary to form magnetic forces directed from the gap between the FMT. To do this, it is enough to expand the magnetic field so that it is oriented at an angle to the plane of the PMT.
Известен способ [6], в котором существуют магнитные силы, направленные из зазора, но в этом способе они возникают попутно и в процессе сепарации не участвуют. The known method [6], in which there are magnetic forces directed from the gap, but in this method they arise along the way and do not participate in the separation process.
Способ-прототип [6] изобретения включает создание магнитного поля, направленного под углом к горизонтальной плоскости, в которой параллельно и с зазорами относительно друг друга размещены длинномерные ФМТ, подачу обогащаемого материала к ФМТ перпендикулярно плоскости их размещения, вывод немагнитных частиц сквозь зазоры в немагнитный продукт, вывод ФМТ из зоны магнитного поля, смыв магнитных частиц с ФМТ в магнитный продукт, последующий возврат ФМТ в зону магнитного поля. The prototype method [6] of the invention includes creating a magnetic field directed at an angle to the horizontal plane, in which long and long PMTs are placed parallel to and with gaps relative to each other, supplying the enriched material to the PMT perpendicular to the plane of their placement, output of non-magnetic particles through the gaps into the non-magnetic product , the removal of the FMT from the magnetic field, the flushing of magnetic particles from the FMT into the magnetic product, the subsequent return of the FMT to the magnetic field.
При заданной ориентации магнитного поля относительно плоскости размещения ФМТ у их поверхностей, обращенных навстречу подаваемому материалу возникают зоны действия притягивающих магнитных сил, а в промежутках между ФМТ возникают магнитные силы, направленные из зазора. Магнитные частицы притягиваются к ФМТ, а немагнитные частицы удаляются сквозь зазоры в немагнитный продукт. Для смыва притянутого магнитного продукта ФМТ выводят из магнитного поля. For a given orientation of the magnetic field relative to the plane of the PMT placement, zones of action of attracting magnetic forces appear on their surfaces facing the feed material, and magnetic forces appear from the gap between the PMTs. Magnetic particles are attracted to the PMT, and non-magnetic particles are removed through gaps into the non-magnetic product. To wash away the attracted magnetic product, the FMT is removed from the magnetic field.
Так как в зазоры между ФМТ поступает материал, из которого предварительно были извлечены магнитные частицы, то действующие там магнитные силы, направленные из зазора, уже не могут оказывать на процесс сепарации какое-либо влияние. Since the material from which the magnetic particles were previously extracted comes into the gaps between the PMT, the magnetic forces acting there from the gap can no longer influence the separation process.
Способ реализуется в принятом в качестве прототипа устройстве [6], включающем магнитную систему с межполюсным зазором, ротор, имеющий один или несколько рядов длинномерных ФМТ, причем ФМТ каждого ряда размещены параллельно и с зазором относительно друг друга в плоскости, которая при входе в межполюсной зазор располагается параллельно или под небольшим углом к горизонтальной поверхности полюсных наконечников, питатель и приемник немагнитного продукта, которые расположены по разные стороны плоскостей размещения ФМТ, приемник магнитного продукта, расположенный под ФМТ, находящимся вне межполюсного зазора. The method is implemented in a device adopted as a prototype [6], which includes a magnetic system with an inter-pole gap, a rotor having one or more rows of long-length FMT, the FMT of each row being placed parallel and with a gap relative to each other in a plane that at the entrance to the interpolar gap located parallel or at a small angle to the horizontal surface of the pole pieces, the feeder and receiver of a non-magnetic product, which are located on opposite sides of the planes of placement of the FMT, the magnetic receiver the product located under the FMT, which is out of the interpolar gap.
Таким образом, в способе [6] между ФМТ создаются магнитные силы, направленные из зазора, что открывает принципиальную возможность применения "барьерной технологии" в сочетании с большой производительностью. Thus, in the method [6], magnetic forces are created between the PMTs from the gap, which opens up the fundamental possibility of using “barrier technology” in combination with high performance.
Однако предусмотренное в способе прохождение обогащаемого материала в зоне действия притягивающих магнитных сил порождает основной недостаток способа - необходимость использования ротора в устройстве для реализации этого способа. Наличие ротора снижает надежность, увеличивает габариты, вес и энергоемкость сепаратора. However, provided for in the method, the passage of the enriched material in the zone of attraction of magnetic forces gives rise to the main disadvantage of the method - the need to use a rotor in the device for implementing this method. The presence of a rotor reduces reliability, increases the dimensions, weight and energy intensity of the separator.
Из изложенного следует, что если в способе [6] устранить прохождение материала в зоне действия притягивающих магнитных сил, то будет достигнута возможность реализации всех преимуществ "барьерной технологии" в сочетании с высокой производительностью. Для этого необходимо будет еще решить задачу непрерывной разгрузки магнитных частиц в магнитный продукт, так как при отсутствии притяжения магнитных частиц к ФМТ исключается возможность использования ротора. It follows from the foregoing that if the method [6] eliminates the passage of material in the zone of attraction of magnetic forces, then it will be possible to realize all the advantages of the "barrier technology" in combination with high performance. For this, it will still be necessary to solve the problem of continuous unloading of magnetic particles into a magnetic product, since in the absence of attraction of magnetic particles to the PMT, the possibility of using a rotor is excluded.
Задача изобретения - усовершенствование способа [6] магнитной сепарации слабомагнитных материалов и устройства для осуществления этого способа путем создания условий, исключающих притяжение магнитных частиц к ФМТ и обеспечивающих непрерывную разгрузку магнитных частиц в магнитный продукт, чем достигается возможность осуществления непрерывного процесса сепарации с большой производительностью и низким уровнем взаимного засорения продуктов разделения. The objective of the invention is the improvement of the method [6] of magnetic separation of weakly magnetic materials and a device for implementing this method by creating conditions that exclude the attraction of magnetic particles to the PMT and provide continuous unloading of magnetic particles into a magnetic product, thereby achieving the possibility of a continuous separation process with high productivity and low level of mutual clogging of separation products.
Это достигается тем, что в способе непрерывной магнитной сепарации слабомагнитных материалов, включающем подачу обогащаемого материала к параллельным, расположенным с зазором относительно друг друга и по одну сторону от общей касательной плоскости длинномерным ферромагнитным телам, находящимся в магнитном поле, направленном под углом к этой общей касательной плоскости, вывод немагнитных частиц сквозь зазоры в немагнитный продукт, вывод магнитных частиц в магнитный продукт, подачу обогащаемого материала осуществляют под острым углом к образующим ферромагнитных тел, разделяя поток обогащаемого материала на отдельные потоки до его подхода к ферромагнитным телам, располагая промежутки между потоками напротив ферромагнитных тел, а сами потоки - напротив зазоров между ферромагнитными телами, магнитные частицы выводят в магнитный продукт с той же стороны относительно общей касательной плоскости ферромагнитных тел, с которой осуществляют подачу обогащаемого материала. This is achieved by the fact that in the method of continuous magnetic separation of weakly magnetic materials, which includes feeding the enriched material to parallel, long-distance ferromagnetic bodies located with a gap relative to each other and on one side of the common tangent plane, located in a magnetic field directed at an angle to this common tangent planes, the output of non-magnetic particles through the gaps into the non-magnetic product, the output of magnetic particles into the magnetic product, the supply of enriched material is carried out at an acute angle to the generators of the ferromagnetic bodies, dividing the flow of the enriched material into separate flows before it approaches the ferromagnetic bodies, arranging the gaps between the flows opposite the ferromagnetic bodies, and the flows themselves opposite the gaps between the ferromagnetic bodies, the magnetic particles are brought into the magnetic product from the same side with respect to the common tangent the plane of the ferromagnetic bodies from which the enriched material is supplied.
При осуществлении мокрого процесса сепарации в месте вывода магнитных частиц в магнитный продукт перемещают поток жидкости в непосредственном контакте с потоком обогащаемого материала. When the wet separation process is carried out at the place of withdrawal of the magnetic particles into the magnetic product, the fluid flow is moved in direct contact with the flow of the enriched material.
Обогащаемый материал подают в зазоры по прямолинейной траектории. The enriched material is fed into the gaps along a straight line path.
Решение задачи достигается также тем, что в устройстве для осуществления способа непрерывной магнитной сепарации слабомагнитных материалов, включающем магнитную систему с межполюсным зазором, по меньшей мере, один ряд длинномерных ферромагнитных тел, установленных в межполюсном зазоре, причем ферромагнитные тела каждого ряда размещены параллельно и с зазором относительно друг друга по одну сторону от общей для этого ряда касательной плоскости, которая расположена под углом к направлению силовых линий поля магнитной системы, питатель и приемники немагнитного продукта, расположенные по разные стороны от общих касательных плоскостей каждого ряда, приемник магнитного продукта, общие касательные плоскости расположены под острым углом к направлению от питателя к приемнику немагнитного продукта, каждое из ферромагнитных тел имеет немагнитную накладку, прилагаемую к той его продольной стороне, которая обращена к питателю, а приемник магнитного продукта расположен с той же стороны относительно общих касательных плоскостей, с которой расположен питатель. The solution to the problem is also achieved by the fact that in the device for implementing the method of continuous magnetic separation of weakly magnetic materials, comprising a magnetic system with an interpole gap, at least one row of long ferromagnetic bodies installed in the interpole gap, wherein the ferromagnetic bodies of each row are placed in parallel and with a gap relative to each other on one side of the tangent plane common to this series, which is located at an angle to the direction of the field lines of the magnetic system field, feeder and non-magnetic product receivers located on opposite sides of the common tangent planes of each row, the magnetic product receiver, common tangent planes are at an acute angle to the direction from the feeder to the non-magnetic product receiver, each of the ferromagnetic bodies has a non-magnetic pad attached to that longitudinal side thereof , which is facing the feeder, and the receiver of the magnetic product is located on the same side relative to the common tangent planes with which the feeder is located.
Немагнитные накладки имеют ширину большую, чем толщина ферромагнитных тел и установлены симметрично относительно их продольных осей. Non-magnetic pads have a width greater than the thickness of the ferromagnetic bodies and are installed symmetrically with respect to their longitudinal axes.
Общие касательные плоскости каждого из смежных рядов ферромагнитных тел, равноудаленных от питателя, наклонены в противоположные стороны относительно направления от питателя к приемнику немагнитного продукта. The common tangent planes of each of the adjacent rows of ferromagnetic bodies equidistant from the feeder are inclined in opposite directions relative to the direction from the feeder to the receiver of the non-magnetic product.
Причинно-следственная связь между признаками изобретения и достигаемым результатом (осуществление непрерывного процесса сепарации с большой производительностью и низким уровнем взаимного засорения продуктов разделения) заключается в следующем. При заданной ориентации магнитного поля под углом к общей касательной плоскости ФМТ, в промежутках между ФМТ возникают магнитные силы, направленные из зазора. Эти силы максимальны, если силовые линии магнитного поля расположены под прямым углом к общей касательной плоскости ФМТ. Однако в рядке случаев более рационально, чтобы угол был острым, поскольку это позволяет реализовать подачу обогащаемого материала по прямолинейной траектории, что способствует повышению эффективности сепарации. The causal relationship between the features of the invention and the achieved result (the implementation of a continuous separation process with high productivity and low level of mutual clogging of separation products) is as follows. For a given orientation of the magnetic field at an angle to the common tangent plane of the FMT, magnetic forces appear from the gap between the FMT. These forces are maximum if the lines of force of the magnetic field are located at right angles to the common tangent plane of the FMT. However, in a number of cases it is more rational that the angle is sharp, since this allows the supply of the enriched material along a straight path, which helps to increase the separation efficiency.
С той стороны каждого ФМТ, которая обращена к питателю образуется зона действия притягивающих магнитных сил. Двигаясь от питателя к ФМТ, обогащаемый материал прежде всего достигает этих зон. Чтобы избежать притяжения магнитных частиц к этим поверхностям, обогащаемый материал до подхода его к ФМТ формируют в виде раздельных потоков, которые направляют в зазоры, обходя действия притягивающих магнитных сил. On the side of each PMT that faces the feeder, a zone of action of attractive magnetic forces is formed. Moving from the feeder to the PMT, the enriched material primarily reaches these zones. To avoid the attraction of magnetic particles to these surfaces, the enriched material is formed in the form of separate streams before they approach the PMT, which are directed into the gaps, bypassing the action of attractive magnetic forces.
В устройстве с этой целью в зонах действия притягивающих магнитных сил устанавливают к ФМТ накладки из немагнитного материала. In the device for this purpose, in the zones of action of attracting magnetic forces, plates of non-magnetic material are installed on the PMT.
Величина магнитных сил, направленных из зазора, в 2 раза больше отталкивающих магнитных сил. Следовательно, величина этих сил достаточна, чтобы служить барьером на пути движения магнитных частиц, препятствуя их проникновению в зазор. Чтобы магнитные частицы при этом не накапливались перед зазором, подача обогащаемого материала осуществляется под острым углом к образующим ФМТ. Под действием непрерывного набегающего потока обогащаемого материала магнитные частицы непрерывно сталкиваются вдоль зазора и разгружаются в магнитный продукт. The magnitude of the magnetic forces directed from the gap is 2 times greater than the repulsive magnetic forces. Consequently, the magnitude of these forces is sufficient to serve as a barrier to the movement of magnetic particles, preventing their penetration into the gap. To prevent magnetic particles from accumulating in front of the gap, the enriched material is supplied at an acute angle to the forming FMT. Under the action of a continuous incident flow of enriched material, magnetic particles continuously collide along the gap and are discharged into a magnetic product.
Благодаря тому, что магнитные частицы не притягиваются к ФМТ, но при этом непрерывно разгружаются в магнитный продукт, достигается возможность осуществлять процесс непрерывной магнитной сепарации. При мокрой сепарации для обеспечения возможности непрерывной разгрузки магнитного продукта необходимо в месте вывод магнитных частиц в магнитный продукт перемещать поток жидкости в непосредственном контакте с потоком разделяемого материала. Due to the fact that magnetic particles are not attracted to the PMT, but are continuously unloaded into a magnetic product, the ability to carry out a continuous magnetic separation process is achieved. In wet separation, in order to enable continuous unloading of the magnetic product, it is necessary to transfer the fluid flow in direct contact with the flow of the material to be separated in the place where the magnetic particles enter the magnetic product.
В предлагаемом способе немагнитные частицы удаляются в немагнитный продукт сквозь зазоры между ФМТ, тогда как магнитные частицы не могут пройти через эти зазоры и удаляются в магнитный продукт вдоль зазоров. Именно эта возможность движения магнитного продукта позволяет удалить его на любое требуемое расстояние от места вывода немагнитных частиц в немагнитный продукт без каких-либо делительных перегородок, чем уменьшается возможность попадания немагнитных частиц в магнитный продукт. In the proposed method, non-magnetic particles are removed into the non-magnetic product through the gaps between the PMT, while magnetic particles cannot pass through these gaps and are removed into the magnetic product along the gaps. It is this possibility of movement of the magnetic product that allows you to remove it at any required distance from the place of output of non-magnetic particles into the non-magnetic product without any dividing walls, thereby reducing the possibility of non-magnetic particles entering the magnetic product.
По замыслу предлагаемого способа магнитные частицы отклоняются от зазора между ФМТ, так как магнитная сила направлена из зазора. Тем не менее они могут туда попадать при различных нарушениях технологического режима, но это не приведет к их притяжению к ФМТ, так как непосредственно в зазоре у поверхности ФМТ действуют отталкивающие силы. Именно это обстоятельство позволяет перемещать сепарируемый материал по всей ширине зазора, что и обеспечивает возможность создания сепаратора с большой производительностью. According to the concept of the proposed method, the magnetic particles deviate from the gap between the PMT, since the magnetic force is directed from the gap. Nevertheless, they can get there for various violations of the technological regime, but this will not lead to their attraction to the FMT, since repulsive forces act directly in the gap near the surface of the FMT. It is this circumstance that allows you to move the separated material over the entire width of the gap, which makes it possible to create a separator with high performance.
Подача обогащаемого материала в зазоры по прямолинейно траектории создает постоянство условий сепарации по всей длине зазоров, что также способствует повышению эффективности процесса сепарации. The supply of enriched material to the gaps along a straight path creates constant separation conditions along the entire length of the gaps, which also helps to increase the efficiency of the separation process.
Для реализации способа в лабораторных условиях был разработан и изготовлен сепаратор, включающий электромагнитную систему, в межполюсном зазоре которой создается горизонтальное магнитное поле с индукцией до 1,3 Тл. Матрица сепаратора выполнена в виде двух ферромагнитных стержней диаметром 4 мм, расположенных с зазором 4 мм относительно друг друга. С той стороны каждого стержня, которая обращена к питателю, установлены немагнитные накладки. Стержни наклонены под углом 8o к вертикальным полюсным наконечникам. Над стержнями расположен питатель, под стержнями - приемник немагнитного продукта. Приемник магнитного продукта находится относительно плоскости расположения стержней с той же стороны, что и питатель.To implement the method in laboratory conditions, a separator was developed and manufactured, which includes an electromagnetic system, in the interpolar gap of which a horizontal magnetic field with an induction of up to 1.3 T is created. The separator matrix is made in the form of two ferromagnetic rods with a diameter of 4 mm, located with a gap of 4 mm relative to each other. Non-magnetic pads are installed on the side of each rod that faces the feeder. The rods are inclined at an angle of 8 o to the vertical pole pieces. A feeder is located above the rods, and a receiver of a non-magnetic product under the rods. The receiver of the magnetic product is located relative to the plane of the rods on the same side as the feeder.
Благодаря заданной ориентации стержней относительно магнитного поля, в зазоре между ними возникают магнитные силы, направленные из зазора. Due to the predetermined orientation of the rods relative to the magnetic field, magnetic forces arise from the gap in the gap between them.
На лабораторном сепараторе был реализован мокрый метод сепарации. Обогащаемый материал в виде пульпы направлялся из питателя к зазору между стержнями. Магнитные частицы не могли пройти между стержнями, так как под действием магнитной силы отклонялись от зазора и вдоль него перемещались вниз в приемник магнитного продукта. Немагнитные частицы сквозь зазор поступали в приемник немагнитного продукта. A wet separation method was implemented on a laboratory separator. The enriched material in the form of pulp was sent from the feeder to the gap between the rods. Magnetic particles could not pass between the rods, since under the influence of magnetic force they deviated from the gap and moved down along it into the receiver of the magnetic product. Non-magnetic particles through the gap entered the receiver of a non-magnetic product.
Опробование производилось на искусственной смеси марганцевый концентрат-кварц, на слабомагнитных окисленных железных и марганцевых рудах, кварцевом песке, титановом порошке и других материалах. Testing was carried out on an artificial mixture of manganese concentrate-quartz, on weakly magnetic oxidized iron and manganese ores, quartz sand, titanium powder and other materials.
При обогащении искусственной смеси марганцевый концентрат-кварц крупностью 0,1 - 0,5 мм получено полное извлечение компонентов смеси в соответствующие приемники продуктов разделения. In the enrichment of an artificial mixture of manganese concentrate-quartz with a particle size of 0.1 - 0.5 mm, a complete extraction of the components of the mixture in the corresponding receivers of the separation products is obtained.
При обогащении естественных руд и порошков полученные показатели превосходят показатели обогащения другими известными методами. Например, при обогащении хвостов флотации песков обогатительной фабрики г. Пласт Челябинской области выход магнитного продукта при обогащении предлагаемым методом составил 47 против 33% при обогащении по способу Джонса на пластинах с выступами и впадинами. При этом засорение магнитного продукта, определяемое путем его перечистки в тех же условиях, составляло 4 и 9% соответственно. Использование способа-прототипа дает несопоставимо более низкие показатели обогащения. When enriching natural ores and powders, the obtained indicators exceed the enrichment indicators of other known methods. For example, when enriching the tailings of flotation sands of an enrichment plant in the city of Plast in the Chelyabinsk Region, the yield of the magnetic product during enrichment by the proposed method was 47 versus 33% when enriching by the Jones method on plates with protrusions and depressions. At the same time, the clogging of the magnetic product, determined by cleaning it under the same conditions, was 4 and 9%, respectively. Using the prototype method gives incomparably lower enrichment rates.
На фиг. 1 показан вертикальный разрез сепаратора; на фиг. 2 - горизонтальный разрез А-А сепаратора; на фиг. 3 - схема действия отклоняющей магнитной силы; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3, горизонтальная проекция схемы действия сил в окрестности ФМТ; на фиг. 5 - вертикальный разрез сепаратора с ФМТ, имеющими взаимопротивоположный наклон относительно поверхности полюсов. In FIG. 1 shows a vertical section through a separator; in FIG. 2 - horizontal section AA separator; in FIG. 3 is a diagram of the action of a deflecting magnetic force; in FIG. 4 is a view B in FIG. 3, horizontal projection of the action of forces in the vicinity of the PMT; in FIG. 5 is a vertical section through a separator with PMT having an opposite slope relative to the surface of the poles.
Сепаратор (фиг.1 и 2) включает магнитную систему 1, в межполюсном зазоре которой установлена матрица 2. Матрица набрана из одного или нескольких рядов длинномерных ФМТ в виде стержней 3. В каждом ряду стержни установлены параллельно и с зазором 4 относительно друг друга. Их общие касательные плоскости расположены под углом к поверхности полюсов. Сепаратор имеет также питатель 5, приемники магнитного 6 и немагнитного 7 продуктов сепарации, устройство 8 для подачи воды. The separator (Figs. 1 and 2) includes a magnetic system 1, in the interpolar gap of which a
Питатель 5 и приемник немагнитного продукта 7 соединены каналом 9. Стержни имеют накладки 10, выполненные из немагнитного материала, толщина которых равна или больше диаметра стержней. Накладки могут устанавливаться на стержни не только со стороны питателя, но и с обратной стороны для предотвращения осаждения на стержнях магнитных частиц, прошедших сквозь зазоры из-за каких-либо нарушений технологического режима. Стержни ориентированы под острым углом к направлению от питателя к устройству для приема немагнитного продукта. Приемники магнитного продукта расположены с той же стороны относительно плоскостей размещения ФМТ, что и питатель. The feeder 5 and the receiver of the non-magnetic product 7 are connected by a
Обогащаемый материал в виде пульпы из питателя 5 по каналу 9 подают к зазорам 4 между ферромагнитными стержнями 3, расположенными под острым углом к направлению движения обогащаемого материала. Магнитные частицы отклоняются от зазоров магнитной силой, направленной из зазоров, и затем их вдоль зазора перемещают в приемники 6 магнитного продукта. Немагнитные частицы проходят сквозь зазор между стержнями, после чего их выводят в приемник 7 немагнитного продукта. The enriched material in the form of pulp from the feeder 5 through the
Физическая основа возникновения магнитной силы, направленной из зазора, иллюстрируется схемой, приведенной на фиг.3 и 4, где 3 - ФМТ в виде стержней, расположенные в плоскости, которая параллельна поверхности полюсов, а следовательно, перпендикулярна магнитным силовым линиям; 11 - магнитные силовые линии; 12 - магнитная частица. Магнитные силовые линии вблизи зазора между стержнями отклоняются и концентрируются на стержнях. Это зоны действия притягивающих магнитных сил (fп). Те участки поверхности стержней, которые повернуты вовнутрь зазора, являются зонами действия отталкивающих магнитных сил (fо). При расположении ФМТ к магнитным силовым линиям под углом менее, чем 90o приведенное объяснение также справедливо, только в этом случае необходимо рассматривать составляющую магнитного поля перпендикулярную стержням.The physical basis for the occurrence of a magnetic force directed from the gap is illustrated by the diagram shown in FIGS. 3 and 4, where 3 is a PMT in the form of rods located in a plane that is parallel to the surface of the poles and, therefore, perpendicular to the magnetic field lines; 11 - magnetic field lines; 12 is a magnetic particle. Magnetic lines of force near the gap between the rods deviate and concentrate on the rods. These are the zones of action of attractive magnetic forces (f p ). Those parts of the surface of the rods that are turned inward of the gap are areas of repulsive magnetic forces (f about ). When the PMT is located to magnetic field lines at an angle of less than 90 °, the above explanation is also valid, only in this case it is necessary to consider the component of the magnetic field perpendicular to the rods.
Выделим теперь одну контрольную поверхность S единичной площади в зазоре, а вторую - Sо на удалении от него. Точками А и В обозначены середины этих поверхностей. Через поверхность Sо проходит большое количество силовых линий, чем через S. Поэтому индукция магнитного поля в точке В выше, чем в А, т. е. градиент магнитного поля направлен из зазора и, следовательно, на магнитную частицу действует сила F, также направленная из зазора. Под действием силы F магнитная частица будет перемещаться по траектории ЕС (фиг.3), имеющей отклонение , от траектории ED, по которой перемещалась бы та же частица при отсутствии магнитного поля. Следует отметить, что на магнитную частицу, находящуюся в точке А1, также действует отклоняющая сила F1, но по сравнению с F она имеет противоположное направление.Now we single out one control surface S of unit area in the gap, and the second - S about at a distance from it. Points A and B indicate the middle of these surfaces. A large number of lines of force pass through the surface S о than through S. Therefore, the magnetic field induction at point B is higher than at A, i.e., the magnetic field gradient is directed from the gap and, therefore, the force F, also directed out of the gap. Under the action of the force F, the magnetic particle will move along the trajectory of the EU (figure 3), having a deviation from the path ED, along which the same particle would move in the absence of a magnetic field. It should be noted that a magnetic particle in the point A 1, also applies biasing force F 1, but compared with F it has the opposite direction.
Причинно-следственная связь между существенными признаками устройства и достигаемым результатом заключается в том, что заявляемое устройство позволяет реализовать существенные признаки предлагаемого способа обогащения слабомагнитных материалов. Так, заданное расположение ФМТ, при котором их общая касательная плоскость ориентирована под углом к поверхности полюсов, обеспечивает возникновение магнитных сил, направленных из зазора. Благодаря тому, что стержни имеют немагнитные накладки, расположенные в зонах действия притягивающих магнитных сил, обогащаемый материал при движении к зазорам огибает эти зоны, и магнитные частицы не притягиваются к стержням. The causal relationship between the essential features of the device and the achieved result is that the inventive device allows you to implement the essential features of the proposed method of enrichment of weakly magnetic materials. So, the specified location of the FMT, in which their common tangent plane is oriented at an angle to the surface of the poles, provides the occurrence of magnetic forces directed from the gap. Due to the fact that the rods have non-magnetic pads located in the zones of attraction of magnetic forces, the enriched material envelops these zones when moving toward gaps, and magnetic particles are not attracted to the rods.
Взаимно противоположный наклон смежных плоскостей, в которых размещены ФМТ (фиг. 5), позволяет объединить устройства для приема магнитных продуктов и этим увеличить их площадь поперечного сечения. The mutually opposite slope of adjacent planes in which the PMT is placed (Fig. 5) allows you to combine devices for receiving magnetic products and thereby increase their cross-sectional area.
Применение предлагаемого способа обогащения и устройства для его реализации позволяет отказаться от использования ротора, осуществляя процесс сепарации с большой производительностью в матрице непрерывного действия. The application of the proposed enrichment method and device for its implementation allows you to abandon the use of the rotor, carrying out the separation process with high performance in a continuous matrix.
Сепаратор может изготавливаться серийно с использованием стандартного оборудования. The separator can be mass-produced using standard equipment.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94023284A RU2103072C1 (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Method for continuous magnetic separation of weakly magnetic materials and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94023284A RU2103072C1 (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Method for continuous magnetic separation of weakly magnetic materials and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94023284A RU94023284A (en) | 1996-12-10 |
| RU2103072C1 true RU2103072C1 (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20157447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94023284A RU2103072C1 (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Method for continuous magnetic separation of weakly magnetic materials and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2103072C1 (en) |
-
1994
- 1994-06-17 RU RU94023284A patent/RU2103072C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Repulsion magnetic separator weak paramagnetic materials in the fine size range. Schonert K., Fricke H.M. Proc.16 Jnt. Miner. Process Congr., Stokholm 510, June 1988, PtA. Amsterdam, 1988, с.987 - 997. 2. Svoboda. Magnetic Metods for the Treatment of Minerals. Elsevier Science Publishers B.Y., Amsterdam - Oxford - New York - Tokyo, 1987, с.286. 3. * |
| 5. GB, патент, 1402767, кл. B 2J, 1973. 6. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94023284A (en) | 1996-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4743364A (en) | Magnetic separation of electrically conducting particles from non-conducting material | |
| US2056426A (en) | Magnetic separation method and means | |
| US3690454A (en) | Method and apparatus for magnetic concentration with ferromagnetic soft iron bodies | |
| US2976995A (en) | Magnetic separator operating in an aqueous medium | |
| US3006472A (en) | Magnetic separator and method of separating materials | |
| RU2070097C1 (en) | Method for separation of relatively magnetic mineral particles | |
| RU2103072C1 (en) | Method for continuous magnetic separation of weakly magnetic materials and device for its realization | |
| US2591121A (en) | Crossbelt magnetic separator | |
| US5108587A (en) | Apparatus for the electrodynamic separation of non-ferromagnetic free-flowing material | |
| CS199612B2 (en) | Separation method of more magnetic particles from the mixture of more or lets 5agnetic particles and equipment | |
| US2992736A (en) | Magnetic separator | |
| US3382977A (en) | Magnetic separator with a combination field | |
| US3124527A (en) | Magnetic separating machines | |
| US2826302A (en) | Magnetic separator | |
| US6045705A (en) | Magnetic separation | |
| US2766888A (en) | Method and apparatus for magnetic separation of ores | |
| GB2066108A (en) | A magnetic separator | |
| SU1015911A1 (en) | Magnetic separator for concentrating low magnetic ores | |
| Wang et al. | The recovery of hematite and chromite fines and ultrafines by wet magnetic methods | |
| RU2211732C1 (en) | Magnetic separator | |
| AU605232B2 (en) | Improvements in and relating to magnetic separators | |
| SU1593701A1 (en) | Ferromagnetic filler for magnetic separator | |
| GB2217632A (en) | Magnetic separator | |
| SU927316A1 (en) | Electromagnetic separator | |
| SU1502109A1 (en) | Magnetic separator |