RU2184618C1

RU2184618C1 - Magnetic hydraulic separator

Info

Publication number: RU2184618C1
Application number: RU2001106871A
Authority: RU
Inventors: А.А. Стафеев
Original assignee: Стафеев Алексей Алексеевич
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-07-10

Abstract

FIELD: concentration of minerals; concentration of iron ores. SUBSTANCE: magnetic hydraulic separator has housing with overflow, feed unit, circular magnetic system arranged in upper portion of housing, drive scraper unit working at varying number of revolutions, unloading unit in form of cone with flushing device at adjustment of supply of flushing liquid, gas or their mixture. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении железных руд. The invention relates to the beneficiation of minerals and can be used in the beneficiation of iron ore.

Известны магнитно-гравитационные аппараты, например магнитно-гравитационный классификатор (МГК) (заявка 4373716/03 от 28.11.88 г.). Магнитно-гравитационный классификатор содержит питающее устройство, цилиндрический корпус с сливным желобом и разгрузочным конусом, которые выполнены из немагнитного материала. В разгрузочном конусе имеется промывочное устройство для создания внутри магнитно-гравитационного классификатора (МГК) восходящих потоков. Для удержания внутри аппарата МГК частиц магнетита во взвешенном состоянии снаружи его корпуса установлена кольцевая магнитная система в виде электромагнита. Known magnetic gravity apparatuses, for example, magnetic gravity classifier (MGK) (application 4373716/03 from 11.28.88). Magnetic-gravity classifier contains a power device, a cylindrical body with a drain trough and discharge cone, which are made of non-magnetic material. In the discharge cone there is a flushing device for creating upward flows inside the magnetic gravity classifier (MGC). To keep magnetite particles in suspension in the MGC apparatus in suspension, an annular magnetic system in the form of an electromagnet is installed outside its body.

Аппараты МГК такой конструкции малоэффективны, а точнее сказать, практически не работоспособны. По замыслу авторов изобретения магнитное поле, создаваемое кольцевой электромагнитной системой аппарата МГК, должно удерживать частицы магнетита во взвешенном состоянии по весу сечению аппарата, а частицы пустой породы, находящиеся в ферросуспензии, должны были при этом уноситься в слив восходящими потоками промывочной воды. Известно, что напряженность магнитного поля изменяется в пространстве обратно пропорционально величине расстояния от поверхности магнита, возведенной в степень:
Нх=Но е^-сх,
где Нх - напряженность магнитного поля на расстоянии х, А/М;
Но - напряженность магнитного поля на поверхности магнита, А/М;
е - основание натурального логарифма;
с - коэффициент неоднородности поля.MGK devices of this design are ineffective, or rather, practically are not working. According to the idea of the inventors, the magnetic field created by the ring electromagnetic system of the apparatus of the MHC should keep the magnetite particles in suspension by weight of the cross section of the apparatus, and the particles of gangue that are in ferrosuspension should have been carried into the drain by ascending flows of washing water. It is known that the magnetic field strength varies in space inversely with the magnitude of the distance from the surface of the magnet raised to the power:
Hx = But e ^-x ,
where Hx is the magnetic field at a distance x, A / M;
But - the magnetic field on the surface of the magnet, A / M;
e is the base of the natural logarithm;
c is the field inhomogeneity coefficient.

(Практикум по обогащению полезных ископаемых под редакцией Бедраня Н.Г., М., 1994 г., с. 238). (Workshop on mineral processing under the editorship of Bedranya N.G., M., 1994, p. 238).

Из формулы видно, что магнитное поле магнитной системы аппарата МГК имеет максимальную, оптимальную напряженность около стенок внутри корпуса, поэтому зерна магнетита и богатые сростки в аппаратах МГК могут находиться во взвешенном состоянии только в этой зоне. Основная часть концентратной пульпы практически по всему сечению аппарата МГК находится под действием сил гравитации и восходящих потоков. Практика показала, что во время работы аппаратов МГК даже при относительно небольших восходящих потоках в слив вместе с пустой породой уходит очень большой процент магнитного железа. Особенно легко уносятся в слив тонкие частицы, богатые магнетитом, раскрытые зерна минерала. Слив аппаратов МГК содержит обычно до 30% общего железа и требует дополнительного цикла обогащения. Это обстоятельство делает экономически невыгодным процесс обогащения с применением магнитно-гравитационных классификаторов (МГК). It can be seen from the formula that the magnetic field of the magnetic system of the CIM apparatus has a maximum, optimal tension near the walls inside the casing; therefore, magnetite grains and rich intergrowths in the CIM apparatus can be in suspension only in this zone. The bulk of the concentrate pulp over almost the entire cross section of the MGK apparatus is under the influence of gravitational forces and upward flows. Practice has shown that during the operation of MGK apparatuses, even with relatively small upward flows, a very large percentage of magnetic iron goes into the drain together with waste rock. Thin particles rich in magnetite, discovered mineral grains, are especially easily carried into the drain. Drainage of MGC devices usually contains up to 30% of total iron and requires an additional enrichment cycle. This circumstance makes the enrichment process using magnetic-gravity classifiers (MGC) economically disadvantageous.

Известен магнитный гидросепаратор, включающий корпус с верхним сливом, питающее устройство, кольцевую магнитную систему внутри верхней части корпуса, приводное скребковое устройство для взаимодействия с кольцевой магнитной системой, разгрузочное приспособление с промывочным устройством (SU 1488004 А1, 23.06.1989, В 03 С 1/10), который принят в качестве прототипа по совокупности признаков и назначению. Known magnetic hydroseparator, comprising a housing with an upper drain, a feeding device, an annular magnetic system inside the upper part of the housing, a driving scraper device for interacting with an annular magnetic system, an unloading device with a flushing device (SU 1488004 A1, 06.23.1989, B 03 C 1 / 10), which is adopted as a prototype for the totality of features and purpose.

Недостатками прототипа являются: скребковое устройство взаимодействует с нижней частью магнитной системы, сливной порог расположен на уровне середины кольцевой магнитной системы, скребковое устройство выполнено с неизменным числом оборотов, нет возможности регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси, сложность и ненадежность в работе конструкции. The disadvantages of the prototype are: the scraper device interacts with the lower part of the magnetic system, the drain threshold is located at the middle of the ring magnetic system, the scraper device is made with an unchanged number of revolutions, there is no way to control the flow of flushing liquid, gas or their mixture, the complexity and unreliability of the design.

Цель изобретения - повышение эффективности обогащения. The purpose of the invention is to increase the efficiency of enrichment.

Цель изобретения достигается тем, что в магнитном гидросепараторе, содержащем корпус с верхним сливом, питающее устройство, кольцевую магнитную систему внутри верхней части корпуса, приводное скребковое устройство для взаимодействия с кольцевой магнитной системой, разгрузочное приспособление с промывочным устройством, согласно предложенному изобретению скребковое устройство выполнено с изменяющимся числом оборотов, промывочное - с возможностью регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси, а разгрузочное приспособление - в виде конуса. The purpose of the invention is achieved in that in a magnetic hydroseparator containing a housing with an upper drain, a feeding device, an annular magnetic system inside the upper part of the housing, a driving scraper device for interacting with the annular magnetic system, an unloading device with a flushing device, according to the invention, the scraper device is made with a variable number of revolutions, flushing - with the ability to control the flow of flushing fluid, gas or their mixture, and the unloading device of - in the form of a cone.

На фиг. 1 схематически изображен магнитный гидросепаратор. Магнитный гидросепаратор состоит из приводного, с изменяющимся числом оборотов, скребкового устройства 1, кольцевой магнитной системы 2, установленной внутри корпуса 3 в верхней его части, и промывочного устройства 4 с узлом регулирования подачи промывочной жидкости, газа или их смеси. In FIG. 1 schematically shows a magnetic hydroseparator. Magnetic hydroseparator consists of a drive, with a varying number of revolutions, a scraper device 1, an annular magnetic system 2 installed inside the upper part 3, and a washing device 4 with a unit for regulating the supply of washing liquid, gas, or a mixture thereof.

Магнитный гидросепаратор работает следующим образом. Питание в виде концентратной пульпы поступает в магнитный гидросепаратор сверху, где под действием сил гравитации происходит осаждение ее гранул. Концентратная пульпа представляет собой ферросуспензию, состоящую из зерен различной крупности в основном из магнетита, кремнезема и их богатых и бедных сростков. В зоне действия промывочного устройства из ферросуспензии выделяются зерна кремнезема, бедных магнетитом сростков, и восходящим потоком промывочной жидкости, например воды, поднимаются в зону слива. В зону слива восходящими потоками неизбежно будут попадать и тонкие частицы магнетита. Они, а также богатые железом сростки улавливаются из слива кольцевой магнитной системой, классифицируются, сепарируются, флокулируются и с помощью скребкового устройства опускаются в зону разгрузки. При этом в слив уходит пустая порода (кремнезем). Свободные зерна кремнезема, минуя магнитное поле, удаляются со сливом. Шламовые частицы, находящиеся среди зерен магнетита в защемленном состоянии, а также тонкие частицы магнетита и различные сростки составляют материал, из которого формируется осадок на контрольной магнитной системе. Под действием скребкового устройства этот конгломерат периодически отрывается от поверхности магнитной системы, при этом частицы магнетита с богатыми сростками под воздействием сил гравитации и магнитных сил опускаются уровнем ниже, а бедные сростки вместе с частицами шлама восходящим потоком уносит в слив (фиг. 2). После каждого прохода скребка происходит встряхивание и перечистка осадка. Зерна полезного компонента, переходя вниз, флокулируются, накапливаются под магнитной системой и под воздействием сил гравитации опускаются в сторону разгрузки. Magnetic hydroseparator works as follows. Food in the form of a concentrate pulp enters the magnetic hydroseparator from above, where its granules are precipitated by gravity. Concentrate pulp is a ferrosuspension consisting of grains of various sizes, mainly magnetite, silica and their rich and poor intergrowths. In the zone of operation of the washing device, silica grains, magnetite-poor aggregates are separated from the ferrosuspension, and upward stream of washing liquid, such as water, rises to the discharge zone. Fine particles of magnetite will inevitably fall into the discharge zone with ascending flows. They, as well as iron-rich intergrowths, are captured from the drain by an annular magnetic system, classified, separated, flocculated and lowered into the discharge zone using a scraper device. At the same time, waste rock (silica) goes into the drain. The free grains of silica, bypassing the magnetic field, are removed with a drain. Sludge particles trapped among magnetite grains, as well as fine magnetite particles and various intergrowths, make up the material from which a precipitate forms on the control magnetic system. Under the action of a scraper device, this conglomerate periodically breaks away from the surface of the magnetic system, while magnetite particles with rich aggregates under the influence of gravitational and magnetic forces fall below a level, and poor aggregates, together with particles of sludge, are carried upstream into the drain (Fig. 2). After each passage of the scraper, shaking and cleaning of the sediment takes place. The grains of the useful component, moving downward, flocculate, accumulate under the magnetic system and, under the influence of gravitational forces, fall to the discharge side.

На магнитном гидросепараторе, в зависимости от заданной величины, восходящий поток несет в зону действия кольцевой магнитной системы зерна минералов разной крупности. Крупные зерна кремнезема при этом уходят в слив, а крупные зерна магнетита задерживаются магнитной системой и возвращаются в технологию. Таким образом магнитный гидросепаратор частично выполняет классифицирующие функции. Только разделение по крупности, в отличие от гидроциклона или тонкого грохота, он производит по магнитным свойствам. Любой классификатор, например гидроциклон, может отправить в мельницу наравне с крупным зерном магнетита крупное зерно минерала, состоящее практически из кремнезема. Это обстоятельство является основным недостатком современных схем обогащения. Магнитный гидросепаратор производит классификацию по магнитным свойствам не только зерен чистого магнетита или кварца, но и их богатых и бедных сростков. Качество разделения зависит от рабочих характеристик кольцевой магнитной системы, промывочного и скребкового устройств. On a magnetic hydroseparator, depending on a given value, the upward flow carries grains of minerals of different sizes into the zone of action of the ring magnetic system. Large grains of silica go into the sink, while large grains of magnetite are retained by the magnetic system and returned to the technology. Thus, the magnetic hydroseparator partially performs classification functions. Only separation by size, unlike a hydrocyclone or a thin screen, it produces by magnetic properties. Any classifier, such as a hydrocyclone, can send a large grain of a mineral, consisting practically of silica, along with a large grain of magnetite to the mill. This fact is the main disadvantage of modern enrichment schemes. Magnetic hydroseparator classifies by magnetic properties not only pure magnetite or quartz grains, but also their rich and poor intergrowths. The quality of separation depends on the performance of the ring magnetic system, flushing and scraper devices.

Магнитный гидросепаратор может выполнять функции и магнитного сепаратора, только эти функции он выполняет намного эффективней и экономичней. На магнитных сепараторах процесс обогащения ведется путем извлечения магнитного железа из концентратной пульпы, в которой количество железа увеличивается к концу процесса. На магнитных гидросепараторах процесс обогащения ведется путем извлечения кремнезема из концентратной пульпы, в которой количество кремнезема соответственно уменьшается к концу процесса обогащения. Например, после 2-ой стадии мокрой магнитной сепарации (ММС) содержание общего железа (Fe общ. ) в концентрате составляет 50÷53%, кремнезема (SIO₂) составляет 22÷19%, а после 3-ей стадии ММС Fe общ.=63÷65%, SIO₂=9÷7%. Поэтому аппарат работает эффективней магнитных сепараторов. Он ведет процесс обогащения, извлекая меньшее из большего.A magnetic hydroseparator can also perform the functions of a magnetic separator, only it performs these functions much more efficiently and economically. On magnetic separators, the enrichment process is carried out by extracting magnetic iron from concentrate pulp, in which the amount of iron increases by the end of the process. On magnetic hydroseparators, the enrichment process is carried out by extracting silica from concentrate pulp, in which the amount of silica accordingly decreases by the end of the enrichment process. For example, after the 2nd stage of wet magnetic separation (MMS), the content of total iron (Fe total) in the concentrate is 50–53%, silica (SIO ₂ ) is 22–19%, and after the 3rd stage of MMC Fe total. = 63 ÷ 65%, SIO ₂ = 9 ÷ 7%. Therefore, the apparatus works more efficiently than magnetic separators. He leads the process of enrichment, extracting the lesser from the greater.

Процессы классификации, сепарации, дешламации в магнитном гидросепараторе идут одновременно и зависят от сил гравитации, интенсивности восходящего потока, магнитного поля кольцевой магнитной системы и от скорости вращения скребкового устройства. The processes of classification, separation, deslamation in a magnetic hydroseparator take place simultaneously and depend on the forces of gravity, the intensity of the upward flow, the magnetic field of the ring magnetic system and the speed of rotation of the scraper device.

Технологические параметры аппарата МГП зависят от стадии обогащения и могут меняться и регулироваться, все, кроме сил гравитации. The technological parameters of the IHL apparatus depend on the stage of enrichment and can be changed and regulated, all but the forces of gravity.

Интенсивность восходящего потока регулируется количеством подаваемой воды через промывочное устройство, например, с помощью электрозадвижки. Интенсивность и результативность восходящего потока увеличивается путем подачи в промывочное устройство сжатого воздуха. Количество подаваемого воздуха регулируется электроклапаном. The intensity of the upward flow is controlled by the amount of water supplied through the flushing device, for example, using an electric valve. The intensity and efficiency of the upward flow increases by supplying compressed air to the flushing device. The amount of air supplied is regulated by an electrovalve.

Толщина осадка на кольцевой магнитной системе регулируется изменением скорости вращения скребкового устройства. При малых оборотах скребкового устройства формирование осадка будет происходить быстрее и он будет замыкать на себя магнитно-силовые линии, тем самым будет меняться способность магнитной системы к извлечению из слива богатых или бедных сростков. Частота вращения скребкового устройства регулируется частотой вращения ее электродвигателя. The thickness of the sediment on the ring magnetic system is controlled by changing the rotation speed of the scraper device. At low revolutions of the scraper device, the formation of sediment will occur faster and it will close the magnetic lines of force on itself, thereby changing the ability of the magnetic system to extract rich or poor splices from the drain. The rotational speed of the scraper device is controlled by the rotational speed of its electric motor.

Увеличение или снижение интенсивности восходящего потока дает возможность вести процесс обогащения в заданных параметрах по содержанию железа в концентрате и его удельной поверхности. Этого же результата, но в меньшей степени, можно достичь путем изменения числа оборотов скребкового устройства. An increase or decrease in the intensity of the upward flow makes it possible to carry out the enrichment process in the given parameters according to the iron content in the concentrate and its specific surface. The same result, but to a lesser extent, can be achieved by changing the speed of the scraper device.

Все вышеназванное дает возможность автоматизировать обогатительные процессы путем измерения в потоке содержания железа или кремния в концентрате и сливе и подачи управляющего сигнала на электроприводы скребкового и промывочного устройств. All of the above makes it possible to automate enrichment processes by measuring the flow of iron or silicon in concentrate and discharge and supplying a control signal to the electric drives of the scraper and washing devices.

К достоинствам аппаратов магнитных гидросепараторов можно отнести и то, что с их помощью обогатительные процессы ведутся с эффективным выведением кремнезема различной крупности при низких потерях магнитного железа. При помощи аппаратов можно получать концентрат с любой удельной поверхностью без риска переизмельчения кварца. Это очень важно для эффективного ведения процессов окомкования. The advantages of magnetic hydroseparator apparatus include the fact that with their help enrichment processes are carried out with the effective removal of silica of various sizes with low losses of magnetic iron. With the help of apparatuses, it is possible to obtain a concentrate with any specific surface without the risk of overgrinding quartz. This is very important for efficient pelletizing processes.

Применение магнитных гидросепараторов на современных обогатительных фабриках позволит качественно изменить их технологию обогащения. За счет увеличения качества концентрата, снижения энергозатрат можно получить экономический эффект десятки миллионов долларов США. The use of magnetic hydroseparators in modern enrichment plants will allow a qualitative change in their enrichment technology. By increasing the quality of the concentrate, reducing energy costs, you can get the economic effect of tens of millions of US dollars.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать заключение, что предложенное изобретение является полезным, позволяет повысить эффективность обогащения руд и может быть использовано при обогащении железных руд. Based on the foregoing, we can conclude that the proposed invention is useful, can improve the efficiency of ore processing and can be used in the processing of iron ores.

Claims

A magnetic hydroseparator comprising a housing with an upper drain, a feeding device, an annular magnetic system inside the upper part of the housing, a driving scraper device for interacting with the ring magnetic system, a discharge device with a washing device, characterized in that, in order to increase enrichment efficiency, the driving scraper device made with a varying number of revolutions, flushing - with the ability to control the flow of flushing fluid, gas or their mixture, and the unloading device of - in the form of a cone.