RU2185248C2

RU2185248C2 - Drum-type magnetic separator

Info

Publication number: RU2185248C2
Application number: RU2000116691/03A
Authority: RU
Inventors: А.В. Андреев; А.Э. Катков; А.Н. Васильев
Original assignee: Совместное Российско-американское предприятие "Уралтранс"
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: separation of magnetic and non-magnetic materials, such as ores, slags of electrometallurgical and nickel processes, wastes of ferrous and non-ferrous metals, etc. SUBSTANCE: separator includes non-magnetic drum mounted rotatably, magnetic system of permanent horse-shaped magnets located inside this drum; like poles of magnets are directed towards surface of drum; permanent magnets are tightly fitted on magnetic circuit at pitch of 0 to 4.5 mm; separator includes also ferromagnetic plates with pointed edges, feeder, magnetic and non-magnetic product receivers mounted under magnetic system. Ferromagnetic plates with pointed edges form adjustable working clearance between edges of plates and working surface of non-magnetic drum ranging from 0.1 to 6 mm. Magnetic system may be shifted relative to axis of drum for control of clearance between pointed edge and surface of non- magnetic drum. EFFECT: enhanced efficiency of separation due to increased strength of magnetic field in working clearance and controllability of this clearance. 2 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к магнитной сепарации и может быть использовано для разделения магнитных и немагнитных материалов, таких как руды, шлаки и т. п. , в частности, относится к конструкциям магнитных барабанных сепараторов. The invention relates to magnetic separation and can be used to separate magnetic and non-magnetic materials, such as ores, slags, etc., in particular, relates to the construction of magnetic drum separators.

Известен магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения рабочий орган, выполненный в поперечном сечении в виде многогранника, на гранях которого внутри рабочего органа установлены ряды постоянных магнитов, питатель и приемники продуктов разделения, при этом сепаратор снабжен немагнитными клиньями, установленными между рядами постоянных магнитов, и полиградиентными элементами, выполненными в виде плоских ферромагнитных пластин, установленных на поверхности постоянных магнитов, при этом постоянные магниты выполнены прямоугольными шестиполюсными и квадратными восьмиполюсными с чередующейся полярностью в ряду и между рядами (авт. св. СССР 1669557, В 03 С 1/10, "Магнитный сепаратор", опубл. 15.08.91). A known magnetic separator, including a rotatable working body made in cross section in the form of a polyhedron, on the faces of which inside the working body there are rows of permanent magnets, a feeder and receivers of separation products, the separator is equipped with non-magnetic wedges installed between the rows of permanent magnets, and polygradient elements made in the form of flat ferromagnetic plates mounted on the surface of permanent magnets, while the permanent magnets ying hexapole rectangular and square with four terminal alternating polarity in the row and between the rows (auth. binding. USSR 1669557, B 03 C 1/10, "Magnetic Separator", publ. 08.15.91).

Недостатком известного магнитного сепаратора является его низкая эффективность и сложность изготовления его рабочего органа. A disadvantage of the known magnetic separator is its low efficiency and the complexity of manufacturing its working body.

Известен также барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения рабочий орган в виде немагнитного барабана, расположенную в нем магнитную систему, состоящую из установленных с зазором блоков постоянных магнитов с чередующейся полярностью, между которыми заподлицо с ними размещены клиновидные вставки, выполненные из диамагнитного материала с установленными на их боковых поверхностях пластинами из постоянных магнитов, питатель и приемники продуктов разделения (авт. св. СССР 1036387, В 03 С 1/10, "Барабанный магнитный сепаратор", опубл. 23.08.83). A drum magnetic separator is also known, including a rotatable working member in the form of a non-magnetic drum, a magnetic system located in it, consisting of permanent magnet blocks with alternating polarity installed with a gap, between which wedge-shaped inserts made of diamagnetic material are flush with them plates of permanent magnets mounted on their side surfaces, feeder and receivers of separation products (ed. St. USSR 1036387, V 03 С 1/10, "Drum mage itny separator ", publ. 23.08.83).

Недостатками известного барабанного магнитного сепаратора являются сложность конструкции его магнитной системы и недостаточная эффективность процесса сепарации. The disadvantages of the known drum magnetic separator are the complexity of the design of its magnetic system and the lack of efficiency of the separation process.

Известен также барабанный магнитный сепаратор, выбранный в качестве прототипа, включающий ванну, рабочий орган в виде немагнитного барабана, внутри которого расположена магнитная система, выполненная из установленных на ярме постоянных магнитов прямоугольного сечения, одноименные полюса которых обращены к поверхности барабана, ферромагнитных пластин, установленных на ярме радиально к поверхности немагнитного барабана, дополнительных постоянных магнитов, выполненных в виде клиньев и установленных между блоками постоянных магнитов и ферромагнитными пластинами, при этом боковые поверхности дополнительных магнитов имеют одноименный полюс с совмещаемой поверхностью блоков постоянных магнитов и ферромагнитных пластин, а торцы ферромагнитных пластин, выходящие на поверхность барабана, выполнены ребристыми, при этом барабанный магнитный сепаратор снабжен питателем и приемниками продуктов разделения, установленными под магнитной системой (авт.св. СССР 1294381, МКИ В 03 С 1/10, "Барабанный магнитный сепаратор", опубл. 07.03.87). Also known is a drum magnetic separator, selected as a prototype, including a bath, a working body in the form of a non-magnetic drum, inside of which there is a magnetic system made of permanent rectangular magnets mounted on the yoke, the poles of the same name facing the surface of the drum, ferromagnetic plates mounted on yoke radially to the surface of the non-magnetic drum, additional permanent magnets made in the form of wedges and installed between the blocks of permanent magnets ferromagnetic plates, while the side surfaces of the additional magnets have the same pole with the compatible surface of the blocks of permanent magnets and ferromagnetic plates, and the ends of the ferromagnetic plates extending to the surface of the drum are ribbed, while the drum magnetic separator is equipped with a feeder and receivers of separation products installed under the magnetic system (ed. St. USSR 1294381, MKI B 03 C 1/10, "Drum Magnetic Separator", publ. 03/07/87).

Недостатками известного магнитного сепаратора являются сложность конструкции его магнитной системы и при этом низкая эффективность извлечения магнитного материала за счет недостаточной величины напряженности магнитного поля над поверхностью барабана и невозможностью ее регулирования. The disadvantages of the known magnetic separator are the complexity of the design of its magnetic system and the low extraction efficiency of the magnetic material due to the insufficient magnitude of the magnetic field above the surface of the drum and the impossibility of its regulation.

Задачей, стоящей перед изобретателями, является повышение эффективности процесса сепарации за счет увеличения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре, регулирования ее величины, а также упрощение конструкции магнитной системы. The challenge facing the inventors is to increase the efficiency of the separation process by increasing the magnetic field strength in the working gap, regulating its magnitude, and also simplifying the design of the magnetic system.

Предложен барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения немагнитный барабан, расположенную внутри него магнитную систему из постоянных магнитов, обращенных одноименными полюсами к поверхности барабана, ферромагнитные пластины с заостренной кромкой, питатель, приемники магнитного и немагнитного продуктов, установленные под магнитной системой, новым в котором является то, что постоянные магниты выполнены подковообразной формы и плотно насажены на магнитопровод с интервалом между ними от 0 до 4,5 мм, при этом ферромагнитные пластины с заостренной кромкой установлены с образованием регулируемого рабочего зазора между кромкой пластин и рабочей поверхностью немагнитного барабана в диапазоне от 0,1 до 6 мм. A drum magnetic separator is proposed, including a non-magnetic drum mounted for rotation, a magnetic system inside of it of permanent magnets facing the same surface to the drum surface, ferromagnetic plates with a pointed edge, a feeder, receivers of magnetic and non-magnetic products installed under a magnetic system new to which is that the permanent magnets are horseshoe-shaped and tightly mounted on the magnetic circuit with an interval between them from 0 to 4.5 mm, p and this ferromagnetic plate mounted with the sharp edge to form a controlled clearance between the working edge of the working surface plates and non-magnetic drum in the range from 0.1 to 6 mm.

Новым в барабанном магнитном сепараторе является также то, что магнитная система выполнена с возможностью смещения относительно оси барабана для регулирования зазора между заостренной кромкой пластин и поверхностью барабана. Also new in the drum magnetic separator is that the magnetic system is biased relative to the axis of the drum to control the gap between the pointed edge of the plates and the surface of the drum.

Испытания предлагаемого устройства показали, что за счет выполнения магнитной системы в виде ряда подковообразных постоянных магнитов, установленных на магнитопроводе без смещения относительно друг друга и либо без зазора, либо с зазором до 4,5 мм относительно друг друга, причем весь набор постоянных магнитов одноименными полюсами направлен по отношению к вращающемуся вокруг магнитной системы барабану, происходит усиление однородного магнитного поля до 4,5 тысяч эрстед в рабочем зазоре между барабаном и магнитной системой за счет вытеснения магнитного поля с трех сторон постоянного магнита в этот зазор, выпучивание равномерного, неискаженного поля. За счет выполнения магнитной системы с возможностью смещения относительно оси барабана, а также за счет ферромагнитных пластин, выполняющих роль концентратов магнитного поля, и возможности регулирования зазора между барабаном и пластиной осуществляются регулирование силы магнитного притяжения до 10 тысяч эрстед и за счет этого увеличивается удельная производительность сепаратора и повышается качество сепарации. Появляется возможность устанавливать ту величину магнитного напряжения, которая необходима для извлечения магнитного продукта из конкретного вида сырья. Tests of the proposed device showed that due to the implementation of the magnetic system in the form of a series of horseshoe-shaped permanent magnets mounted on the magnetic core without bias relative to each other and either without a gap or with a gap of up to 4.5 mm relative to each other, the entire set of permanent magnets with the same poles directed relative to the drum rotating around the magnetic system, a uniform magnetic field is amplified up to 4.5 thousand Oersteds in the working gap between the drum and the magnetic system due to eniya magnetic field on three sides of the permanent magnet in the air gap, buckling uniform, undistorted field. Due to the implementation of the magnetic system with the possibility of displacement relative to the axis of the drum, as well as due to ferromagnetic plates acting as concentrates of the magnetic field, and the possibility of regulating the gap between the drum and the plate, the magnetic force is controlled up to 10 thousand Oersteds, and this increases the specific productivity of the separator and improves the quality of separation. It becomes possible to set the magnitude of the magnetic voltage, which is necessary to extract the magnetic product from a particular type of raw material.

Оптимальный диапазон величины зазоров между постоянными магнитами и между торцами ферромагнитных пластин и рабочей поверхностью барабана определен экспериментальным путем. Аналогичным образом выявлена зависимость между этими величинами и величиной напряженности магнитного поля. The optimal range of gaps between the permanent magnets and between the ends of the ferromagnetic plates and the working surface of the drum is determined experimentally. Similarly revealed the relationship between these values and the magnitude of the magnetic field.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". When conducting a search on patent and scientific and technical information, no solutions were found containing the totality of the proposed features, which allows us to conclude that the invention meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый барабанный магнитный сепаратор (вид спереди), на фиг.2 - вид сбоку магнитной системы этого сепаратора, на фиг.3 - продольный вид с разрезом по А-А. Figure 1 schematically shows the proposed drum magnetic separator (front view), figure 2 is a side view of the magnetic system of this separator, figure 3 is a longitudinal view with a section along aa.

Предлагается согласно изобретению барабанный магнитный сепаратор, включающий установленный с возможностью вращения немагнитный барабан 1, расположенную внутри него магнитную систему из постоянных магнитов 2, обращенных одноименными полюсами к поверхности барабана 1, ферромагнитные пластины 3 с заостренной кромкой 4, питатель 5, приемник 6 магнитного и приемник 7 немагнитного продуктов, установленные под магнитной системой. Постоянные магниты 2 выполнены подковообразной формы и плотно насажены на магнитопровод 8 с интервалом между ними от 0 до 4,5 мм, при этом ферромагнитные пластины 3 с заостренной кромкой 4 установлены с образованием регулируемого рабочего зазора 9 между кромкой 4 пластин 3 и рабочей поверхностью немагнитного барабана 1 в диапазоне от 0,1 до 6 мм. A drum magnetic separator is proposed according to the invention, including a rotatably mounted non-magnetic drum 1, a magnetic system of permanent magnets 2 located inside it, with the same poles facing the surface of the drum 1, ferromagnetic plates 3 with a pointed edge 4, feeder 5, magnetic receiver 6 and receiver 7 non-magnetic products installed under the magnetic system. Permanent magnets 2 are horseshoe-shaped and tightly mounted on the magnetic circuit 8 with an interval between them from 0 to 4.5 mm, while the ferromagnetic plates 3 with a pointed edge 4 are installed with the formation of an adjustable working gap 9 between the edge 4 of the plates 3 and the working surface of the non-magnetic drum 1 in the range from 0.1 to 6 mm.

Постоянные магниты 2 изготовлены из сплава неодим-железо-бор. С торцов магнитопровода 8 имеются поджимные винты 10 для удержания постоянных магнитов 2 в нужном положении. Магнитный сепаратор заключен в корпус 11. Магнитная система снабжена устройством 12 для перемещения ее относительно оси 13 барабана 1. Для вращения барабана имеется привод (не показан). На рабочей поверхности барабана 1 имеются механические съемники 14. Ферромагнитные пластины 3 с заостренной кромкой 4 установлены между корпусом 11 и рабочей поверхностью барабана 1 перпендикулярно поверхности барабана 1, при этом зазор 9 от кромки 4 до барабана 1 составляет 0,1-6 мм и эта условная кривая повторяет конфигурацию барабана 1. Ферромагнитные пластины 3 крепят к корпусу 11 изнутри напротив постоянных магнитов 2 на расстоянии 3 - 5 мм друг от друга. Permanent magnets 2 are made of a neodymium-iron-boron alloy. From the ends of the magnetic circuit 8 there are clamping screws 10 to hold the permanent magnets 2 in position. The magnetic separator is enclosed in the housing 11. The magnetic system is equipped with a device 12 for moving it relative to the axis 13 of the drum 1. To rotate the drum there is a drive (not shown). On the working surface of the drum 1 there are mechanical pullers 14. Ferromagnetic plates 3 with a pointed edge 4 are installed between the housing 11 and the working surface of the drum 1 perpendicular to the surface of the drum 1, while the gap 9 from the edge 4 to the drum 1 is 0.1-6 mm and this the conditional curve repeats the configuration of the drum 1. Ferromagnetic plates 3 are attached to the housing 11 from the inside opposite to the permanent magnets 2 at a distance of 3-5 mm from each other.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исходный материал (шлаки электрометаллургического, никелевого производства, отходы цветных и черных металлов, руды, содержащие магнитные частицы) подают через питатель 5 в зазор между корпусом 11 и немагнитным барабаном 1, который приводится во вращение любым известным из области техники приводом. Немагнитные частицы под действием центробежных сил разгружаются в приемник 7, а магнитные частицы под действием сил магнитного притяжения притягиваются к поверхности барабана 1, внутри которого расположена магнитная система. За счет того что магнитная система выполнена из ряда постоянных магнитов 2, имеющих форму подковы и плотно нанизанных либо без зазоров, либо с зазором до 4,5 мм относительно друг друга и плотно на магнитопровод 8, магнитные частицы в месте прекращения действия магнитного поля с помощью механических съемников 14 разгружаются в приемник 6 магнитного продукта. The source material (slags of electrometallurgical, nickel production, non-ferrous and ferrous metal waste, ores containing magnetic particles) is fed through a feeder 5 into the gap between the housing 11 and the non-magnetic drum 1, which is driven by any drive known in the art. Non-magnetic particles under the action of centrifugal forces are unloaded into the receiver 7, and magnetic particles under the action of magnetic forces of attraction are attracted to the surface of the drum 1, inside of which there is a magnetic system. Due to the fact that the magnetic system is made of a number of permanent magnets 2, having the shape of a horseshoe and tightly strung either without gaps or with a gap of up to 4.5 mm relative to each other and tightly on the magnetic circuit 8, magnetic particles at the point of termination of the magnetic field with mechanical pullers 14 are unloaded into the receiver 6 of the magnetic product.

В зависимости от крупности сепарируемого материала и его магнитных свойств величина рабочего зазора 9 регулируется за счет устройства 12, дающего возможность перемещать магнитную систему относительно оси 13 барабана 1. При этом величина напряженности магнитного поля меняется. Depending on the size of the material being separated and its magnetic properties, the magnitude of the working gap 9 is controlled by the device 12, which makes it possible to move the magnetic system relative to the axis 13 of the drum 1. The magnitude of the magnetic field changes.

Установить нужную величину напряженности магнитного поля в широких пределах - от 4,5 до 10 тысяч эрстед - можно, меняя величину зазора 9 в пределах 0,1-6 мм между заостренной торцевой кромкой 4 ферромагнитной пластины 3 и рабочей поверхностью барабана 1, так как эти пластины играют роль концентраторов магнитного поля. The desired value of the magnetic field strength can be set over a wide range - from 4.5 to 10 thousand Oersteds - by changing the gap 9 in the range of 0.1-6 mm between the pointed end edge 4 of the ferromagnetic plate 3 and the working surface of the drum 1, since these plates play the role of magnetic field concentrators.

Использование предлагаемого барабанного магнитного сепаратора позволяет увеличить напряженность магнитного поля в рабочем зазоре до 10 тысяч эрстед, дает возможность регулирования этой напряженности и выбора такого значения, которое соответствует свойствам исходного продукта. Кроме того, упрощается конструкция устройства. Using the proposed drum magnetic separator allows you to increase the magnetic field in the working gap to 10 thousand Oersteds, makes it possible to regulate this intensity and select a value that corresponds to the properties of the original product. In addition, the design of the device is simplified.

Claims

1. A drum magnetic separator comprising a rotatably mounted non-magnetic drum, a magnetic system inside of it of permanent magnets facing the same surface of the drum by the same poles, ferromagnetic plates with a pointed edge, a feeder, receivers of magnetic and non-magnetic products installed under the magnetic system, characterized the fact that the permanent magnets are horseshoe-shaped and tightly mounted on the magnetic circuit with an interval between them from 0 to 4.5 mm, while the ferromagnet Sharp edges with a pointed edge are installed to form an adjustable working gap between the edge of the plates and the working surface of the non-magnetic drum in the range from 0.1 to 6 mm.

2. The drum magnetic separator according to claim 1, characterized in that the magnetic system is biased relative to the axis of the drum to regulate the gap between the pointed edge of the plates and the surface of the drum.