RU2432997C2

RU2432997C2 - Screw separator

Info

Publication number: RU2432997C2
Application number: RU2010100835/03A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Алексеевич Панычев (RU); Анатолий Алексеевич Панычев; Дмитрий Рудольфович Ганин (RU); Дмитрий Рудольфович Ганин; Алена Петровна Никонова (RU); Алена Петровна Никонова
Original assignee: Анатолий Алексеевич Панычев; Дмитрий Рудольфович Ганин; Алена Петровна Никонова
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2011-11-10
Also published as: RU2010100835A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to separation of materials that feature magnetic sensitivity and may be used in ore dressing and metallurgy as well as at sewage disposal plants. Screw separator comprises supporting structure consisting of vertical axial foundation, pulp intake, screw chute, magnetic system to create magnetic intensity in separation zone with magnetic forces directed to extracted grains, device for separation and discharge of dressed products, flushing water distributor to distribute uniformly flushing water over entire perimetre of chute and control water amount. Said magnetic system is arranged inside screw chute.

EFFECT: higher separation efficiency.

7 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к сепарации материалов, обладающих магнитной восприимчивостью, и может быть использовано в горнообогатительной и металлургической промышленностях, а также на очистных сооружениях для переработки производственных и бытовых сточных вод и отходов.The invention relates to the separation of materials with magnetic susceptibility, and can be used in mining and metallurgical industries, as well as in wastewater treatment plants for the processing of industrial and domestic wastewater and waste.

Известен магнитовинтовой сепаратор, включающий несущий каркас, состоящий из вертикальной осевой станины, пульпоприемник, винтовой желоб, магнитную систему, создающую магнитную напряженность в зоне разделения продукта обогащения с направлением магнитных сил на выделяемые зерна, устройство для разделения и вывода продуктов обогащения. При этом электромагнитная система выполнена в виде вертикально установленного соленоида, а винтовой желоб размещен внутри соленоида (SU 1736610 A1, B03C 1/02, 30.05.1992). Данный винтовой сепаратор является по совокупности признаков и назначению наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому.A known magnetic screw separator comprising a supporting frame consisting of a vertical axial bed, a slurry receiver, a helical trough, a magnetic system that creates magnetic tension in the separation zone of the enrichment product with the direction of magnetic forces on the allocated grains, a device for separation and output of enrichment products. In this case, the electromagnetic system is made in the form of a vertically mounted solenoid, and a helical groove is placed inside the solenoid (SU 1736610 A1, B03C 1/02, 05/30/1992). This screw separator is the combination of features and purpose the closest analogue (prototype) to the proposed.

К недостаткам данного винтового сепаратора относится расположение винтового желоба внутри соленоида, что увеличивает габариты установки, усложняет ее обслуживание, не позволяет вести визуальное наблюдение за ходом технологического процесса.The disadvantages of this screw separator include the location of the screw chute inside the solenoid, which increases the dimensions of the installation, complicates its maintenance, and does not allow visual monitoring of the process.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка винтового сепаратора, который бы при простоте конструкции, высокой производительности, малой трудоемкости в эксплуатации обеспечивал высокую эффективность разделения исходного материала на магнитную и немагнитную части.The problem to which the invention is directed, is the development of a screw separator, which would, with its simplicity of design, high productivity, low labor intensity, ensure high efficiency of separation of the source material into magnetic and non-magnetic parts.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в увеличении равнодействующей сил, действующих на магнитные частицы, при более низкой напряженности магнитного поля, в снижении энергетических затрат, повышении эффективности обогащения магнитного продукта и в возможности вести визуальное наблюдение за ходом технологического процесса.The technical result achieved in the claimed invention is to increase the resultant forces acting on magnetic particles at a lower magnetic field strength, to reduce energy costs, increase the efficiency of enrichment of the magnetic product and the ability to visually monitor the progress of the process.

Указанный технический результат достигается тем, что винтовой сепаратор, включающий несущий каркас, состоящий из вертикальной осевой станины, пульпоприемник, винтовой желоб, магнитную систему, создающую магнитную напряженность в зоне разделения продукта обогащения с направлением магнитных сил на выделяемые зерна, устройство для разделения и вывода продуктов обогащения, согласно изобретению содержит распределитель смывной воды для равномерного распределения смывной воды по всему периметру желоба и регулировки ее количества, а магнитная система для создания магнитной напряженности расположена внутри винтового желоба.The specified technical result is achieved by the fact that a screw separator comprising a supporting frame consisting of a vertical axial bed, a slurry receiver, a spiral chute, a magnetic system that creates magnetic tension in the separation zone of the enrichment product with the direction of magnetic forces on the released grains, a device for separation and output of products enrichment, according to the invention contains a distributor of wash water for uniform distribution of wash water along the entire perimeter of the gutter and adjust its quantity, and magnesium Naya system for creating magnetic strength disposed inside the screw trough.

Магнитная система может быть вмонтирована в каркас сепаратора.The magnetic system can be mounted in a separator frame.

В одном из возможных вариантов выполнения сепаратора вертикальная осевая станина несущего каркаса может быть выполнена из любых магнитных сплавов, например ЮНДК-24 или из керамических анизотропных магнитов из феррита бария (ВаО·6Fe₂O₃).In one possible embodiment of the separator, the vertical axial bed of the supporting frame can be made of any magnetic alloys, for example, UNDK-24 or ceramic anisotropic magnets made of barium ferrite (BaO · 6Fe ₂ O ₃ ).

Кроме того, магнитная система может быть выполнена из электромагнитов, питаемых постоянным или электромагнитов, питаемых переменным током.In addition, the magnetic system can be made of electromagnets fed by a constant or electromagnets fed by an alternating current.

Кроме того, магнитная система выполнена из отдельных элементов любой формы, например спиралевидной.In addition, the magnetic system is made of individual elements of any shape, for example spiral.

В предпочтительном варианте выполнения сепаратора магнитная система установлена с регулируемым напряжением магнитного поля в пространстве разделения обрабатываемого материала. с величиной напряженности магнитного поля от 39790 А/м и выше.In a preferred embodiment of the separator, the magnetic system is installed with an adjustable magnetic field voltage in the separation space of the processed material. with a magnitude of the magnetic field of 39790 A / m and above.

Целесообразно винтовой желоб, выполненный в виде спирали с вертикальной осью, изготавливать из чугунного или стального литья, стального проката, обычно футерованного износостойкой резиной, предпочтительно марки 6253; а также из пластикового материала звеньями, соединенными между собой с помощью пазов, выполненных в торцевых частях каждого звена, смазанных клеем или без него, а по всей длине укрепленными стяжными шпильками.It is advisable to make a helical chute, made in the form of a spiral with a vertical axis, from cast iron or steel casting, rolled steel, usually lined with wear-resistant rubber, preferably grade 6253; as well as from plastic material, links interconnected by means of grooves made in the end parts of each link, lubricated with glue or without it, and reinforced with tie rods along the entire length.

Винтовые сепараторы с электромагнитной, питаемой постоянным током конструкцией магнитной системы менее надежны по сравнению с винтовыми сепараторами с электромагнитной, питаемой переменным током конструкцией магнитной системы, в связи с тем, что их работа зависит не только от наличия электроэнергии в сети переменного тока, но и от состояния преобразователей и пускорегулирующей аппаратуры сети постоянного тока. Наиболее надежными являются винтовые сепараторы с магнитными системами, набранными из постоянных магнитов. Регулировать напряженность магнитного поля в пространстве разделения обрабатываемого материала винтового сепаратора с магнитной системой, выполненной из постоянных магнитов, например, возможно путем перемещения разделительных элементов (экранов) между магнитами и обрабатываемым материалом, путем управления рабочим магнитным сопротивлением магнитного шунта в цепи постоянного магнита и т.д.Screw separators with an electromagnetic, DC-fed design of the magnetic system are less reliable than screw separators with an electromagnetic, DC-fed design of the magnetic system, due to the fact that their operation depends not only on the availability of electricity in the AC network, but also on status of converters and ballasts of a direct current network. The most reliable are screw separators with magnetic systems composed of permanent magnets. It is possible to regulate the magnetic field strength in the separation space of the processed material of a screw separator with a magnetic system made of permanent magnets, for example, by moving the separation elements (screens) between the magnets and the processed material, by controlling the working magnetic resistance of the magnetic shunt in the permanent magnet circuit, etc. d.

Созданием в зоне разделения продукта обогащения магнитной напряженности можно изменять физические свойства пульпы: диэлектрические, вязкость, скорость движения, поверхностное натяжение и др. С увеличением скорости движения снижается сила трения зерен о стенки винтообразного желоба. Воздействие магнитного поля изменяет теплоту смачивания между жидкостью и твердой поверхностью. Улучшение смачиваемости твердых поверхностей интенсифицирует осаждение частиц. Изменяя смачиваемость поверхностей твердых тел можно повысить эффективность разделения минеральных продуктов.By creating magnetic tension enrichment product in the separation zone, the physical properties of the pulp can be changed: dielectric, viscosity, speed, surface tension, etc. With an increase in the speed of movement, the friction force of the grains against the walls of the helical trough decreases. Exposure to a magnetic field changes the wetting heat between a liquid and a solid surface. Improving the wettability of hard surfaces intensifies particle deposition. By changing the wettability of the surfaces of solids, it is possible to increase the separation efficiency of mineral products.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 изображен вариант выполнения винтового сепаратора.The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 and figure 2 shows an embodiment of a screw separator.

Винтовой сепаратор состоит из пульпоприемника 1, винтового желоба 2, устройства для разделения и вывода продуктов обогащения 3, распределителя смывной воды 4, вертикальной осевой станины 5 несущего каркаса 6, магнитной системы для создания воздействия магнитных сил на извлекаемое вещество 7.The screw separator consists of a slurry receiver 1, a screw chute 2, a device for separation and output of enrichment products 3, a distributor of flushing water 4, a vertical axial bed 5 of the supporting frame 6, a magnetic system to create the effect of magnetic forces on the extracted substance 7.

Одним из вариантов данного винтового сепаратора является выполнение у несущего каркаса вертикальной осевой станины из любых магнитных сплавов, например ЮНДК-24 или из керамических анизотропных магнитов из феррита бария (ВаО·6Fe₂O₃).One of the options for this screw separator is the implementation of a vertical axial bed of any magnetic alloys, for example UNDK-24 or of ceramic anisotropic magnets of barium ferrite (BaO · 6Fe ₂ O ₃ ) on the supporting frame.

Винтовой сепаратор работает следующим образом.Screw separator operates as follows.

Включается магнитная система 7. Из распределителя смывной воды 4 подается равномерно распределяемая по всему периметру внутреннего борта желоба смывная вода, которая образует поток небольшой глубины. Исходный материал (пульпа) поступает в пульпоприемник 1. При этом гасится скорость исходного взвесенесущего потока (пульпы), формируется поток с кинематической структурой, близкой к винтовому, а также осуществляется плавный ввод потока в винтовой желоб 2, смонтированный на несущем каркасе 6. Далее пульпа по винтовому желобу 2 под действием силы тяжести стекает вниз в виде тонкого, разной глубины по сечению желоба потока. По мере прохождения потока пульпы в закрученном потоке помимо гравитационных (силы тяжести), гидродинамических (динамический напор воды), центробежных сил на зерна материала также воздействуют магнитные силы. Из общего потока движущейся пульпы выделяются металломагнитные частицы, изменяющие свой путь по направлению движения магнитной силы. Тяжелые частицы, обладающие магнитными свойствами, концентрируются у внутреннего борта винтового желоба, а легкие частицы, не обладающие магнитными свойствами, - у внешнего. Под действием силы тяжести или динамического напора воды частички, не обладающие магнитными свойствами (хвосты), свободно удаляются из этой зоны, в то время как частички, обладающие магнитными свойствами, удерживаются в магнитном поле и транспортирующей системой устройства для разделения и вывода продуктов обогащения 3 выносятся в другую сторону.The magnetic system 7 is turned on. From the distributor of flushing water 4, flushing water is uniformly distributed around the entire perimeter of the inner side of the trough, which forms a stream of small depth. The source material (pulp) enters the slurry receiver 1. At the same time, the speed of the initial suspension flow (pulp) is extinguished, a stream with a kinematic structure close to the helical one is formed, and a smooth input of the flow into the screw chute 2 mounted on the supporting frame 6. Further, the pulp along a helical chute 2 under the action of gravity flows down in the form of a thin, different depth along the cross section of the chute of the stream. With the passage of the pulp stream in a swirling stream, in addition to gravitational (gravity), hydrodynamic (dynamic water pressure), centrifugal forces, magnetic forces also act on the grains of the material. Metallomagnetic particles stand out from the general flow of the moving pulp, changing their path in the direction of motion of the magnetic force. Heavy particles with magnetic properties are concentrated on the inner side of the helical trough, and light particles that do not have magnetic properties are concentrated on the outer. Under the influence of gravity or dynamic pressure of water, particles that do not have magnetic properties (tails) are freely removed from this zone, while particles that have magnetic properties are held in a magnetic field and the transport system of the device for separation and removal of enrichment products 3 is removed On the other side.

ПримерExample

Было проведено опытно-промышленное опробование разработанного способа разделения минеральных продуктов на магнитные и немагнитные части. Для этого величину напряженности магнитного поля в пространстве разделения обрабатываемого материала создавали при следующих значениях: 35000 А/м, 39790 А/м, 860000 А/м, 1671180 А/м, 1700000 А/м. Для проведения опытов была взята руда с исходным содержанием железа, равным 37,2%.A pilot trial of the developed method for separating mineral products into magnetic and non-magnetic parts was carried out. For this, the magnitude of the magnetic field in the separation space of the processed material was created at the following values: 35000 A / m, 39790 A / m, 860000 A / m, 1671180 A / m, 1700000 A / m. For the experiments, ore with an initial iron content of 37.2% was taken.

Сравнительные результаты обогащения руды на магнитовинтовом сепараторе (прототипе) и предлагаемом в различных режимахComparative results of ore dressing on a magnetic screw separator (prototype) and proposed in various modes СпособWay Напряженность магнитного поля, А/мMagnetic field strength, A / m Массовая доля железа в исходном продукте, %Mass fraction of iron in the initial product,% Массовая доля железа в концентрате, %Mass fraction of iron in concentrate,% Массовая доля железа в хвостах, %Mass fraction of iron in the tails,% Извлечение железа в концентрат, %Extraction of iron in concentrate,% ПрототипPrototype нет данныхthere is no data 37,237,2 53,253,2 12,412,4 86,986.9 ПредлагаемыйProposed 3979039790 37,237,2 53.853.8 11.811.8 87.487.4 ПредлагаемыйProposed 860000860000 37,237,2 55.355.3 11.311.3 87.687.6 ПредлагаемыйProposed 16711801671180 37,237,2 56.156.1 10.410.4 88.488.4 ПредлагаемыйProposed 3500035,000 37,237,2 52,152.1 12,612.6 87,287.2 ПредлагаемыйProposed 17000001,700,000 37,237,2 54,554.5 11,711.7 87,387.3

Из таблицы видно, что при одинаковой массовой доле железа в одинаковом исходном продукте предлагаемый способ разделения минеральных продуктов на магнитные и немагнитные части позволяет уменьшить массовую долю железа в хвостах с 12,4% до 10,4%, повысить качество концентрата с 53,2% до 56,1%, при повышении извлечения с 86,9% до 88,4%.The table shows that with the same mass fraction of iron in the same initial product, the proposed method for the separation of mineral products into magnetic and non-magnetic parts allows to reduce the mass fraction of iron in the tailings from 12.4% to 10.4%, to improve the quality of the concentrate from 53.2% up to 56.1%, with an increase in recovery from 86.9% to 88.4%.

Существенное улучшение показателей обогащения обеспечивается при напряженности магнитного поля в пределах 39790 А/м до 1671180 А/м. Регулирование напряженности магнитного поля винтового желоба осуществляется при изменении типа обрабатываемого исходного продукта, а также установлении оптимального режима при колебаниях вещественного состава в процессе переработки.Significant improvement of enrichment indicators is ensured when the magnetic field strength is in the range of 39790 A / m to 1671180 A / m. The magnetic field strength of the helical trough is regulated by changing the type of the processed source product, as well as establishing the optimal mode for fluctuations in the material composition during processing.

Использование данного винтового сепаратора дает возможность повысить эффективность разделения исходного материала на магнитную и немагнитную части за счет увеличения равнодействующей сил, действующих на магнитные частицы, при более низкой напряженности магнитного поля, обеспечивает снижение энергетических затрат, а также позволяет вести визуальное наблюдение за ходом технологического процесса.The use of this screw separator makes it possible to increase the efficiency of separation of the starting material into magnetic and non-magnetic parts by increasing the resultant forces acting on the magnetic particles at a lower magnetic field strength, provides a reduction in energy costs, and also allows visual observation of the process.

Claims

1. A screw separator comprising a supporting frame, consisting of a vertical axial bed, a slurry receiver, a spiral chute, a magnetic system that creates magnetic tension in the separation zone of the enrichment product with the direction of magnetic forces on the separated grains, a device for separation and output of enrichment products, characterized in which contains a distributor of flushing water for uniform distribution of flushing water along the entire perimeter of the gutter and adjusting its quantity, and a magnetic system for creating magnetic tension p found on the rear inside of the screw trough.

2. The screw separator according to claim 1, characterized in that the magnetic system is mounted in the separator frame.

3. The screw separator according to claim 1, characterized in that the vertical axial bed of the supporting frame is made of any magnetic alloys, for example UNDK-24 or of ceramic anisotropic magnets made of barium ferrite (BaO · 6Fe ₂ O ₃ ).

4. The screw separator according to claim 1, characterized in that the magnetic system is made of electromagnets supplied with direct current or electromagnets supplied with alternating current.

5. The screw separator according to claim 4, characterized in that the magnetic system is made of individual elements of any shape, for example spiral.

6. The screw separator according to claim 4, characterized in that the magnetic system is installed with an adjustable magnetic field voltage in the separation space of the processed material with a magnetic field strength of 39790 A / m and above.

7. The screw separator according to one of claims 1, 2, 4, characterized in that the screw chute is made of plastic material by links interconnected by grooves made in the end parts of each link, lubricated with or without glue, and throughout the length of the reinforced tie rods.