RU2149702C1

RU2149702C1 - Electromagnetic separator

Info

Publication number: RU2149702C1
Application number: RU99100219A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Звегинцев; А.В. Семенюк; Э.К. Якубайлик
Original assignee: Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН
Priority date: 1999-01-05
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2000-05-27

Abstract

FIELD: electromagnetic separation of finely divided minerals in dry powdered product for concentration. SUBSTANCE: electromagnetic separator includes magnetic system in the form of two solenoids that may create magnetic field, feeder, receiver of separation products, impeller and two additional electric current windings having a row of mutually superimposed windings with the same number of turns. Each windings has size increased along its horizontal axis and equal to distance between adjacent slits of pole tips and its one side is placed in said slit. Its other side is placed behind edge of pole tip in zone of discharging magnetic product. Number of windings corresponds to number of slits spaced by the same interval along the whole length of pole tips. EFFECT: enhanced efficiency of separating finely divided magnetic and non-magnetic materials. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электромагнитной сепарации мелкодисперсных минералов в сухом порошкообразном продукте с целью обогащения. The invention relates to the field of electromagnetic separation of finely divided minerals in a dry powdery product for the purpose of enrichment.

Известно, что большинство из существующих магнитных сепараторов не позволяют произвести полного отделения магнитного продукта от слабомагнитного и немагнитного из-за интенсивного образования в магнитном поле сепаратора за счет магнитостатического взаимодействия устойчивых флокул и конгломератов, что приводит к снижению качества магнитного концентрата (1-4). It is known that most of the existing magnetic separators do not allow complete separation of the magnetic product from weakly magnetic and non-magnetic due to the intensive formation of a separator in the magnetic field due to the magnetostatic interaction of stable flocs and conglomerates, which leads to a decrease in the quality of magnetic concentrate (1-4).

Наиболее близким к предложенному по совокупности существенных признаков является электромагнитный сепаратор, содержащий магнитную систему в виде двух электромагнитов, расположенных под углом друг к другу (устройство работает как сепаратор непрерывного действия) или параллельно друг к другу (устройство работает как анализатор периодического действия), включенных в сеть переменного тока через выпрямляющие диоды, к катоду одного из которых и аноду другого подключено начало обмоток одного и второго электромагнитов с возможностью создания пульсирующего магнитного поля (5). Closest to the proposed combination of essential features is an electromagnetic separator containing a magnetic system in the form of two electromagnets located at an angle to each other (the device works as a continuous separator) or parallel to each other (the device works as a periodic analyzer), included in AC network through rectifying diodes, to the cathode of one of which and the anode of the other is connected the beginning of the windings of one and the second electromagnets with the possibility of pulsating magnetic field (5).

Недостатком этого сепаратора является то, что градиентное магнитное поле, предназначенное для перемещения магнитной массы из зоны загрузки в зону сепарации и далее - зону разгрузки, создается за счет расположения электромагнитов под углом друг к другу с постоянной величиной градиентного магнитного поля, что не позволяет регулировать время нахождения магнитной массы в зоне сепарации и влиять на степень раскрытия магнитных флокул и селективность разделения сепарируемых продуктов. Кроме того, размещение электромагнитов под углом друг к другу приводит к тому, что в месте загрузки сепарируемого продукта расстояние между электромагнитами максимально, следовательно, напряженность магнитного поля понижена, в результате чего часть магнитного продукта теряется. Вывод магнитной массы из зоны разгрузки с помощью дополнительного электромагнита малоэффективен. The disadvantage of this separator is that the gradient magnetic field, designed to move the magnetic mass from the loading zone to the separation zone and then to the unloading zone, is created due to the location of the electromagnets at an angle to each other with a constant gradient magnetic field, which does not allow you to adjust the time the location of the magnetic mass in the separation zone and affect the degree of opening of magnetic flocs and the selectivity of separation of the separated products. In addition, the placement of electromagnets at an angle to each other leads to the fact that the distance between the electromagnets is maximum at the place of loading of the separated product, therefore, the magnetic field is reduced, as a result of which part of the magnetic product is lost. The withdrawal of magnetic mass from the discharge zone using an additional electromagnet is ineffective.

Предлагаемый электромагнитный сепаратор при его использовании обеспечивает получение технического результата - эффективного раскрытия магнитных флокул и селективного разделения мелкодисперсных магнитных и немагнитных материалов. The proposed electromagnetic separator, when used, provides a technical result - the effective disclosure of magnetic flocs and the selective separation of finely divided magnetic and non-magnetic materials.

Указанный технический результат достигается тем, что в электромагнитный сепаратор, содержащий магнитную систему в виде двух электромагнитов, расположенных с зазором, параллельно друг другу с двух сторон зоны сепарации, включенных в сеть переменного тока через выпрямляющие диоды, к катоду одного из которых и аноду другого соответственно подключено начало обмоток одного и второго электромагнитов с возможностью создания пульсирующего магнитного поля, питатель и приемник продуктов разделения, дополнительно введены крыльчатка и две токовые катушки. Катушки состоят из серии наложенных друг на друга обмоток с одинаковым числом витков, каждая последующая обмотка имеет увеличенный размер вдоль горизонтальной оси, равный расстоянию между соседними прорезями полюсных наконечников, и укладывается одной стороной в прорезь, а другой стороной за край полюсного наконечника области разгрузки магнитного продукта. Количество обмоток соответствует количеству прорезей, расположенных равномерно по всей длине полюсных наконечников. Эти дополнительные катушки обеспечивают создание регулируемого градиентного магнитного поля вдоль зоны сепарации для перемещения магнитного продукта. Разгрузка магнитного продукта производится механическим путем с помощью немагнитной крыльчатки, приводимой во вращение электродвигателем. The specified technical result is achieved by the fact that in an electromagnetic separator containing a magnetic system in the form of two electromagnets located with a gap parallel to each other on both sides of the separation zone included in the AC network through rectifier diodes, to the cathode of one of which and the anode of the other, respectively the beginning of the windings of one and the second electromagnets is connected with the possibility of creating a pulsating magnetic field, a feeder and a receiver of separation products, an impeller and two currents are additionally introduced s coil. The coils consist of a series of windings stacked on top of each other with the same number of turns, each subsequent winding has an increased size along the horizontal axis equal to the distance between adjacent slots of the pole pieces and fits one side into the slot and the other side beyond the edge of the pole piece of the magnetic product discharge area . The number of windings corresponds to the number of slots located uniformly along the entire length of the pole pieces. These additional coils provide an adjustable gradient magnetic field along the separation zone to move the magnetic product. The magnetic product is unloaded mechanically using a non-magnetic impeller driven by an electric motor.

На фиг. 1 представлена схема электромагнитного сепаратора, а на фиг. 2 - его электрическая схема. In FIG. 1 is a diagram of an electromagnetic separator, and FIG. 2 - its electrical circuit.

Сепаратор включает загрузочное устройство 1, два электромагнита, выполненные из Ш-образного электротехнического железа А и Б, с основными токовыми катушками 2 и 3, дополнительными катушками 4 и 5, диамагнитную кассету 6, приемник слабомагнитного и немагнитного продукта 7 и магнитного - 8. The separator includes a charging device 1, two electromagnets made of Ш-shaped electrical iron A and B, with main current coils 2 and 3, additional coils 4 and 5, a diamagnetic cassette 6, a receiver of weakly magnetic and non-magnetic product 7 and magnetic - 8.

Дополнительные катушки состоят из серии наложенных друг на друга обмоток с одинаковым числом витков. Каждая последующая обмотка имеет увеличенный размер вдоль горизонтальной оси, равный расстоянию между соседними прорезями полюсных наконечников, и укладывается: первая токовая обмотка одной частью в первую прорезь полюсного наконечника 9, а второй частью за край полюсного наконечника 10, вторая обмотка - во вторую прорезь 11 и край 10 и т.д. Количество обмоток соответствует количеству прорезей (в рассматриваемом случае в магнитопроводе имеется 20 прорезей, в которых укладывается 20 обмоток по 40 витков провода в каждой, на краю магнитопровода содержится 800 витков). Все обмотки соединены электрически последовательно между собой и образуют дополнительные катушки 4, 5, соединенные электрически через реостат 12 параллельно с основными катушками 2, 3 (фиг. 2). С помощью реостата регулируется величина тока в дополнительных катушках и, следовательно, продолжительность пребывания магнитной фракции в зоне сепарации. Вывод магнитного продукта из зоны сепарации осуществляется механическим путем с помощью немагнитной крыльчатки, размещенной на валу тихоходного электродвигателя 13. Additional coils consist of a series of superimposed windings with the same number of turns. Each subsequent winding has an increased size along the horizontal axis, equal to the distance between adjacent slots of the pole pieces, and fits: the first current winding with one part into the first slot of the pole piece 9, and the second part beyond the edge of the pole piece 10, the second coil into the second slot 11 and edge 10 etc. The number of windings corresponds to the number of slots (in this case, there are 20 slots in the magnetic circuit, in which 20 windings of 40 turns of wire are laid in each, 800 turns are located on the edge of the magnetic circuit). All windings are connected electrically in series with each other and form additional coils 4, 5, connected electrically through a rheostat 12 in parallel with the main coils 2, 3 (Fig. 2). Using a rheostat, the current in the additional coils is regulated and, therefore, the duration of the magnetic fraction in the separation zone. The output of the magnetic product from the separation zone is carried out mechanically using a non-magnetic impeller placed on the shaft of a low-speed electric motor 13.

Устройство работает следующим образом:
Сепарируемый продукт из загрузочного устройства 1 поступает в левую часть рабочей зоны сепаратора. Под действием пульсирующего магнитного поля, создаваемого основными токовыми катушками, магнитные частицы совершают возвратно-поступательные перемещения от одного электромагнита к другому с частотой 50 колебаний в секунду. При этом происходит частичное раскрытие флокул и разделение магнитной фракции от немагнитной. Немагнитные частицы осыпаются в приемник 7, а магнитные в виде облака (роя) под действием дополнительного градиентного магнитного поля перемещаются в область разгрузки магнитного продукта. Скорость перемещения и, следовательно, эффективность раскрытия магнитных флокул зависит от величины тока в дополнительных катушках. Чем мельче частицы сепарируемого продукта, тем большее время требуется для их полного раскрытия.The device operates as follows:
The separated product from the loading device 1 enters the left side of the working area of the separator. Under the action of a pulsating magnetic field created by the main current coils, magnetic particles make reciprocating movements from one electromagnet to another with a frequency of 50 vibrations per second. In this case, a partial opening of the flocs and separation of the magnetic fraction from non-magnetic occurs. Non-magnetic particles are scattered in the receiver 7, and magnetic particles in the form of a cloud (swarm) under the action of an additional gradient magnetic field are moved to the discharge area of the magnetic product. The speed of movement and, therefore, the efficiency of the opening of magnetic flocs depends on the magnitude of the current in the additional coils. The smaller the particles of the separated product, the longer it takes to fully open them.

Основные технические параметры сепаратора. The main technical parameters of the separator.

Магнитопровод: высота 120 мм; ширина 65 мм; длина 1 60 мм; расстояние между электромагнитами 30 мм; количество прорезей в центральном полюсном наконечнике 20. Данные катушки: основные - 680 витков провода диаметром 1,0 мм. ПЭТВ - 1; дополнительные - 20 обмоток по 40 витков провода диаметром 0,5 мм. ПЭЛШО. Напряженность основного пульсирующего магнитного поля до 50 кА/м, максимального дополнительного от 0,2 до 12 кА/м. Вдоль зоны сепарации с градиентом 70 кА/м². Время нахождения частиц в зоне сепарации от 1 с и более. Размер сепарируемых частиц от 10 мкм до 1 мм. Магнитная восприимчивость от 1•10^-5 м³/кг и выше.Magnetic core: height 120 mm; width 65 mm; length 1 60 mm; distance between electromagnets 30 mm; the number of slots in the central pole piece 20. Coil data: basic - 680 turns of wire with a diameter of 1.0 mm. PETV - 1; additional - 20 windings of 40 turns of wire with a diameter of 0.5 mm. PELSHO. The intensity of the main pulsating magnetic field is up to 50 kA / m, the maximum additional from 0.2 to 12 kA / m. Along the separation zone with a gradient of 70 kA / m ² . The residence time of particles in the separation zone of 1 s or more. The size of the separated particles is from 10 microns to 1 mm. Magnetic susceptibility from 1 • 10 ^-5 m ³ / kg and above.

Заявляемый электромагнитный сепаратор позволяет осуществлять полное разрушение магнитных флокул и конгломератов, что приводит к высокой селективности сепарируемых продуктов. Например, при сепарации магнитного промпродукта с содержанием серы до 2% (за счет присутствия пирротина) получен концентрат с содержанием серы 0,1%. The inventive electromagnetic separator allows for the complete destruction of magnetic flocs and conglomerates, which leads to high selectivity of the separated products. For example, in the separation of magnetic intermediate with a sulfur content of up to 2% (due to the presence of pyrrhotite), a concentrate with a sulfur content of 0.1% was obtained.

Литература
1. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные и электрические методы обогащения. Учебник для вузов. "Недра", 1988 г.Literature
1. Karmazin V.V., Karmazin V.I. Magnetic and electrical enrichment methods. Textbook for high schools. Subsoil, 1988

2. Авторское свидетельство СССР N 854466, кл. B 03 C 1/24. 2. USSR author's certificate N 854466, cl. B 03 C 1/24.

3. Авторское свидетельство СССР N 668306, кл. B 03 C 1/10. 3. Copyright certificate of the USSR N 668306, cl. B 03 C 1/10.

4. Авторское свидетельство СССР N 719695, кл. B 03 C 1/24. 4. Copyright certificate of the USSR N 719695, cl. B 03 C 1/24.

5. Патент Российской Федерации N 2105613, кл. B 03 C 1/24, 1/26 (прототип). 5. Patent of the Russian Federation N 2105613, cl. B 03 C 1/24, 1/26 (prototype).

Claims

An electromagnetic separator containing a magnetic system in the form of two electromagnets located with a gap parallel to each other on both sides of the separation zone, connected to the AC network through rectifier diodes, to the cathode of one of which and the anode of the other respectively connected the beginning of the windings of one and the second electromagnets with the possibility of creating a pulsating magnetic field, the feeder and receiver of separation products, characterized in that the impeller and two additional current coils are introduced, consisting of a series of n laid on each other windings with the same number of turns, each subsequent winding has an increased size along the horizontal axis, equal to the distance between adjacent slots of the pole pieces and fits one side into the slot, and the other side beyond the edge of the pole piece of the discharge area of the magnetic product, the number of windings corresponds to the number slots located evenly along the entire length of the pole pieces.