RU2728038C2 - High-gradient wet magnetic separator with superconducting magnetic system - Google Patents
High-gradient wet magnetic separator with superconducting magnetic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728038C2 RU2728038C2 RU2017133641A RU2017133641A RU2728038C2 RU 2728038 C2 RU2728038 C2 RU 2728038C2 RU 2017133641 A RU2017133641 A RU 2017133641A RU 2017133641 A RU2017133641 A RU 2017133641A RU 2728038 C2 RU2728038 C2 RU 2728038C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- rotor
- matrices
- separation
- ferromagnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/025—High gradient magnetic separators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/025—High gradient magnetic separators
- B03C1/031—Component parts; Auxiliary operations
- B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
- B03C1/034—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit characterised by the matrix elements
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для разделения материалов по магнитным свойствам - магнитной сепарации, может быть применено в горнорудной, химической и других отраслях промышленности для обогащения слабомагнитных руд и для глубокой очистки различных материалов от слабомагнитных включений.The invention relates to a device for separating materials by magnetic properties - magnetic separation, can be used in mining, chemical and other industries for enrichment of weakly magnetic ores and for deep cleaning of various materials from weakly magnetic inclusions.
Известен электромагнитный высокоинтенсивный роторный магнитный сепаратор типа 6ЭРМ, рабочим органом которого является трехъярусный ротор с вертикальной осью [1], [2]. На внешнем диаметре ротора, в каждом ярусе расположены боксы, в которых установлены матрицы-кассеты из рифленых пластин, расположенных вертикально с зазором относительно друг друга и выполняющие роль концентраторов магнитного потока. Электромагнитная система включает катушки с магнитопроводящими сердечниками, которые заканчиваются полюсными наконечниками, охватывающими ротор с двух противоположных сторон. Исходный материал подается в боксы верхнего яруса вращающегося ротора, находящихся в зонах действия магнитного поля возле двух разноименных полюсов. Частицы минералов, обладающих магнитными свойствами, притягиваются к рифлениям пластин, промываются водой, а затем выносятся вращающимся ротором в зону, где магнитное поле отсутствует и где под действием струй смывной воды происходит их разгрузка в сектор магнитной фракции узлов сбора продуктов сепарации. Немагнитные частицы свободно проходят через рабочий зазор и разгружаются в соответствующий сектор узлов сбора продуктов сепарации. Немагнитная фракция верхнего яруса ротора подается затем для перечистки на средний ярус, а немагнитная фракция среднего яруса в свою очередь перечищается на нижнем ярусе. Магнитные фракции всех трех ярусов объединяются. Верхний, так называемый «скальпирующий» ярус, имеющий пониженное значение индукции магнитного поля в рабочей зоне (до 0,2 Тл) предназначен для выделения из сепарируемого материала сильномагнитных частиц.Known electromagnetic high-intensity rotary magnetic separator type 6ERM, the working body of which is a three-tier rotor with a vertical axis [1], [2]. On the outer diameter of the rotor, in each tier, there are boxes in which matrix-cassettes of corrugated plates are installed, located vertically with a gap relative to each other and acting as magnetic flux concentrators. The electromagnetic system includes coils with magnetically conductive cores that end with pole pieces that wrap around the rotor from two opposite sides. The source material is fed into the boxes of the upper tier of the rotating rotor, located in the zones of the magnetic field near two opposite poles. Particles of minerals with magnetic properties are attracted to the corrugations of the plates, washed with water, and then carried by a rotating rotor to an area where there is no magnetic field and where, under the action of flushing water jets, they are unloaded into the magnetic fraction sector of the separation products collection units. Non-magnetic particles freely pass through the working gap and are discharged into the corresponding sector of the collection units for separation products. The non-magnetic fraction of the upper tier of the rotor is then fed to the middle tier for cleaning, and the non-magnetic fraction of the middle tier, in turn, is cleaned up on the lower tier. The magnetic fractions of all three tiers are combined. The upper, so-called "scalping" tier, which has a reduced value of the magnetic induction in the working area (up to 0.2 T), is intended for the separation of strong magnetic particles from the separated material.
Недостатком этого сепаратора является высокое энергопотребление и большая масса электромагнитной системы, ротора и сепаратора в целом. Модель 6 ЭРМ 35/315 при производительности по исходному питанию 100 т/час (гематитовая железная руда) имеет расход электроэнергии более 250 кВт и массу более 200 тонн. Кроме этого, величины индукции магнитного поля в рабочих зазорах пластинчатых матриц этого сепаратора (до 1,2 Тл) недостаточна для эффективного осаждения мелких (шламистых), слабомагнитных частиц.The disadvantages of this separator are high energy consumption and large mass of the electromagnetic system, the rotor and the separator as a whole.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого устройства является высокоградиентный магнитный сепаратор со сверхпроводящими магнитными системами [3]. Этот сепаратор имеет рабочий орган в виде ротора с вертикальной осью, по внешнему диаметру которого установлены рабочие «трехэтажные» камеры. Две, диаметрально расположенные магнитные системы, включающие криостаты с соленоидами, охватывают камеры снаружи и изнутри ротора. Магнитные системы создают горизонтально направленное высокоинтенсивное магнитное поле с индукцией в радиальном зазоре до 3 Тл. Как и все мокрые роторные сепараторы, аналог включает также узлы загрузки питания, промывки и смыва магнитной фракции и систему сбора и отвода продуктов сепарации.The closest analogue (prototype) of the proposed device is a high-gradient magnetic separator with superconducting magnetic systems [3]. This separator has a working body in the form of a rotor with a vertical axis, along the outer diameter of which working "three-story" chambers are installed. Two diametrically located magnetic systems, including cryostats with solenoids, cover the chambers from the outside and from the inside of the rotor. Magnetic systems create a horizontally directed high-intensity magnetic field with an induction in the radial gap of up to 3 T. Like all wet rotary separators, the analogue also includes units for feeding feed, washing and flushing the magnetic fraction and a system for collecting and removing separation products.
Рабочие камеры имеют по высоте три участка: верхний без ферромагнитной матрицы с вертикальными немагнитными перегородками, средний и нижний с матрицами соответственно в виде рифленых пластин и просечно-вытяжных сеток. Сепарируемый материал, содержащий частицы различной крупности и магнитной восприимчивости, поступающий в камеры в рабочей зоне сепаратора, проходит последовательно эти три участка, характеризуемые различным уровнем магнитных сил с повышением их сверху вниз.The working chambers have three sections in height: the upper one without a ferromagnetic matrix with vertical non-magnetic partitions, the middle and lower ones with matrices, respectively, in the form of corrugated plates and expanded mesh. The material to be separated, containing particles of various sizes and magnetic susceptibility, entering the chambers in the working area of the separator, passes sequentially through these three sections, characterized by different levels of magnetic forces with their increase from top to bottom.
В первом верхнем участке («этаже») за счет действия объемно-градиентных сил происходит осаждение на немагнитные перегородки частиц максимальной крупности и магнитной восприимчивости. В среднем участке с рифлеными пластинами осаждается материал, характеризующийся средней крупностью и магнитной восприимчивостью. На сетках третьего участка («этажа») осаждается самый мелкий шламистый материал с минимальной магнитной восприимчивостью. Немагнитная фракция разгружается в рабочей зоне, а объединенная магнитная фракция трех участков смывается вне зоны действия поля в узел сбора и отвода продуктов сепарации.In the first upper section (“floor”), due to the action of volume-gradient forces, particles of maximum size and magnetic susceptibility are deposited on non-magnetic partitions. In the middle area with corrugated plates, material is deposited, which is characterized by medium size and magnetic susceptibility. The finest slurry material with the minimum magnetic susceptibility is deposited on the grids of the third section (“floor”). The non-magnetic fraction is discharged in the working area, and the combined magnetic fraction of the three sections is washed out outside the field action zone into the unit for collecting and removing separation products.
Недостатком этой конструкции является то, что смываемые магнитные фракции верхнего и среднего участка, содержащие слабомагнитные частицы с относительно высокой магнитной восприимчивостью, проходя через ниже лежащие матрицы с большим уровнем магнитных сил, не могут полностью разгрузиться. Это является следствием влияния остаточной намагниченности материала матриц и полей рассеяния магнитной системы, из-за которых на осадительных элементах ниже лежащих матриц магнитные силы не обращаются в ноль и оказываются достаточными для удержания магнитных частиц, смываемых с выше расположенных осадительных элементов. В результате часть материала с относительно большой и средней магнитной восприимчивостью и крупностью задерживается и постепенно накапливается в матрицах, снижая их пропускную способность и эффективность сепарации. Это обуславливает необходимость частых остановок ротора и отключения магнитных систем для замены или очистки матриц. Кроме этого, расположение магнитных систем внутри корпуса ротора, затрудняет их обслуживание, что очень важно именно для сверхпроводящих магнитных систем.The disadvantage of this design is that the washed off magnetic fractions of the upper and middle sections, containing weakly magnetic particles with a relatively high magnetic susceptibility, passing through the underlying matrices with a high level of magnetic forces, cannot be completely unloaded. This is a consequence of the influence of the remanent magnetization of the matrix material and the stray fields of the magnetic system, due to which the magnetic forces on the deposition elements of the underlying matrices do not vanish and turn out to be sufficient to retain the magnetic particles washed away from the higher deposition elements. As a result, a part of the material with a relatively large and medium magnetic susceptibility and particle size is retained and gradually accumulates in the matrices, reducing their throughput and separation efficiency. This necessitates frequent stops of the rotor and shutdown of magnetic systems to replace or clean the dies. In addition, the location of the magnetic systems inside the rotor housing complicates their maintenance, which is very important specifically for superconducting magnetic systems.
Целью изобретения является создание высокоградиентного мокрого магнитного сепаратора со сверхпроводящей магнитной системой, который по сравнению с существующими электромагнитными сепараторами обеспечивает более высокие показатели извлечения и качества концентрата при обогащении слабомагнитных руд (в том числе руд, содержащих труднообогатимые шламистые фракции) и получение более высокой степени очистки минерального сырья от слабомагнитных примесей, при кардинальном снижении энергопотребления и массы и существенно лучшей регенерацией осадительных матриц, Известно, что условием эффективного извлечения слабомагнитных частиц, т.е. частиц с низкой магнитной восприимчивостью, при сепарации измельченных руд, песков и других материалов является наличие на осадительных элементах сепаратора достаточных по величине магнитных сил, определяемых силовым параметром магнитного поля B · grad B. Первый сомножитель В - индукция поля, создаваемого в рабочей зоне магнитной системой, второй сомножитель grad B - градиент индукции, характеризующий неоднородность магнитного поля. Величина градиента магнитной индукции в значительной степени определяется конструктивными особенностями осадительных элементов, выполняющих в рабочем органе функцию ферромагнитных концентраторов магнитного потока - их формой, размерами, взаимным расположением.The aim of the invention is to create a high-gradient wet magnetic separator with a superconducting magnetic system, which, in comparison with existing electromagnetic separators, provides higher recovery rates and concentrate quality when enriching weakly magnetic ores (including ores containing refractory slime fractions) and obtaining a higher degree of mineral purification. raw materials from weakly magnetic impurities, with a dramatic decrease in energy consumption and weight and significantly better regeneration of precipitation matrices, It is known that the condition for the effective extraction of weakly magnetic particles, i.e. particles with low magnetic susceptibility, during the separation of crushed ores, sands and other materials is the presence of sufficient magnetic forces on the precipitation elements of the separator, determined by the force parameter of the magnetic field B · grad B. The first factor B is the induction of the field created in the working area by the magnetic system , the second factor grad B is the induction gradient characterizing the inhomogeneity of the magnetic field. The magnitude of the magnetic induction gradient is largely determined by the design features of the precipitation elements that perform the function of ferromagnetic magnetic flux concentrators in the working body - their shape, size, and mutual arrangement.
Осадительными элементами в рабочем органе сепаратора могут быть: шары, рифленые пластины, стержни, сетки различных типов, стальная вата и пр. Часто исходное сырье представляет собой смесь частиц, имеющих различную магнитную восприимчивость и крупность, что создает объективные трудности для магнитной сепарации и снижает эффективность обогатительного процесса. Например, если в сырье есть зерна сильномагнитных или среднемагнитных минералов, то они интенсивнее притягиваются к концентраторам магнитных сил, мешая захвату слабомагнитных частиц и при этом определенная часть последних может попасть в немагнитную фракцию - хвосты. Поэтому кроме параметров магнитного поля в рабочей зоне на эффективность сепарации значительно влияет способность сепаратора селективно выделять в магнитный продукт частицы определенной магнитной восприимчивости.The settling elements in the working body of the separator can be: balls, corrugated plates, rods, nets of various types, steel wool, etc. Often, the feedstock is a mixture of particles with different magnetic susceptibility and particle size, which creates objective difficulties for magnetic separation and reduces efficiency dressing process. For example, if the raw material contains grains of highly magnetic or medium-magnetic minerals, then they are more intensely attracted to the concentrators of magnetic forces, preventing the capture of weakly magnetic particles, and at the same time a certain part of the latter can get into the non-magnetic fraction - tails. Therefore, in addition to the parameters of the magnetic field in the working area, the separation efficiency is significantly affected by the ability of the separator to selectively release particles of a certain magnetic susceptibility into the magnetic product.
В заявляемом устройстве - высокоградиентном мокром магнитном сепараторе задача повышения эффективности процесса обогащения руд (песков), содержащих слабомагнитные минералы, или процесса магнитной очистки раличных материалов, в том числе и содержащих шламистые слабомагнитные фракции, при существенном снижении энергопотребления и массы аппарата достигается благодаря следующим основным конструктивным особенностям:In the claimed device - a high-gradient wet magnetic separator, the task of increasing the efficiency of the ore (sand) concentration process, containing weakly magnetic minerals, or the process of magnetic cleaning of various materials, including those containing slurry weakly magnetic fractions, with a significant decrease in energy consumption and weight of the apparatus is achieved due to the following main structural features:
- электромагнитная система, охватывающая снаружи рабочий орган (ротор), выполняется на основе сверхпроводящих соленоидов;- the electromagnetic system, covering the outside of the working body (rotor), is based on superconducting solenoids;
- рабочий орган - ротор с вертикальной осью вращения выполняется из непроводящих, полимерных материалов;- working body - a rotor with a vertical axis of rotation is made of non-conductive polymer materials;
- по внешнему диаметру ротора располагаются отсеки - боксы с установленными в них матрицами с ферромагнитными осадительными элементами для формирования высокоградиентного магнитного поля;- compartments are located along the outer diameter of the rotor - boxes with matrices installed in them with ferromagnetic precipitating elements to form a high-gradient magnetic field;
- в одну половину от числа боксов устанавливаются матрицы первого типа, в другую половину - матрицы второго типа, предназначенные для создания более высокого, по сравнению с матрицами первого типа, уровня магнитных сил в рабочей области сепаратора, при этом матрицы могут быть сменными;- in one half of the number of boxes, matrices of the first type are installed, in the other half - matrices of the second type, designed to create a higher level of magnetic forces in the working area of the separator in comparison with matrices of the first type, while the matrices can be replaceable;
- подача сепарируемого материала осуществляется в матрицы первого и второго типов раздельно, причем материал, прошедший свободно через матрицы первого типа - немагнитная фракция первого приема сепарации, может направляться для перечистки в матрицы второго типа на второй прием сепарации, для этого узел сбора продуктов сепарации выполняются секционированным с возможностью объединения магнитного продукта первого и второго приемов сепарации;- the material to be separated is fed into the matrices of the first and second types separately, and the material that has passed freely through the matrices of the first type - the non-magnetic fraction of the first separation method, can be sent for cleaning to the matrices of the second type to the second separation; for this, the collection unit for the separation products is sectioned with the possibility of combining the magnetic product of the first and second separation methods;
- подача исходного питания в матрицы с различными силовыми характеристиками может при соответствующей технологической необходимости осуществляться параллельно двумя независимыми потоками для сепарации материалов, различающихся магнитной восприимчивостью и крупностью.- supply of initial power supply to matrices with different power characteristics can be carried out in parallel with two independent streams for the separation of materials differing in magnetic susceptibility and size, if there is a corresponding technological need.
На фиг. 1 изображен вид сверху заявляемого сепаратора, на фиг. 2 - его вертикальный разрез («А-А»), на фиг. 3 - горизонтальный разрез посередине ротора и магнитной системы («Б-Б»), на фиг. 4 - горизонтальный разрез по узлу приема продуктов сепарации («В-В»). На фиг. 5 и 6 изображены вертикальные сечения («А-А») матрицы первого типа, осадительными элементами которой являются цилиндрические стержни различного сечения. На фиг. 7 и 8 изображены выносные элементы («Б») и («В») такой матрицы, взаимное расположение цилиндрических стержней которой обеспечивает диагональное и прямое замыкание основной части магнитного потока соответственно. При диагональном замыкании основная часть магнитного потока в матрице проходит по пути наименьшего магнитного сопротивления между осадительными элементами, расположенными на соседних горизонтальных уровнях, в то время как при прямом замыкании путями с наименьшим магнитным сопротивлением являются линии, соединяющие осадительные элементы, расположенные на одном и том же уровне. На фиг. 9 изображено вертикальное сечение установленной в ротор матрицы второго типа, а на фиг. 10 и 11 горизонтальные сечения такой матрицы с полиградиеннтной средой в виде сеток («А-А») и стальной ваты («Б-Б») соответственно.FIG. 1 shows a top view of the inventive separator, FIG. 2 - its vertical section ("A-A"), Fig. 3 is a horizontal section in the middle of the rotor and the magnetic system ("B-B"), FIG. 4 - horizontal section along the unit for receiving separation products ("B-B"). FIG. 5 and 6 show vertical sections ("A-A") of a matrix of the first type, the precipitating elements of which are cylindrical rods of various sections. FIG. 7 and 8 show the remote elements ("B") and ("C") of such a matrix, the mutual arrangement of the cylindrical rods of which provides a diagonal and direct closure of the main part of the magnetic flux, respectively. With a diagonal closure, the main part of the magnetic flux in the matrix passes along the path of least magnetic resistance between the precipitating elements located at adjacent horizontal levels, while with direct closure, the paths with the least magnetic resistance are the lines connecting the precipitation elements located on the same level. FIG. 9 shows a vertical section of a matrix of the second type installed in the rotor, and FIG. 10 and 11 are horizontal sections of such a matrix with a polygradient medium in the form of meshes ("A-A") and steel wool ("B-B"), respectively.
Изображенный на фигурах 1, 2, 3 и 4 высокоградиентный мокрый магнитный сепаратор включает следующие основные узлы: рабочий орган - ротор с вертикальной осью 1, сверхпроводящую открытую магнитную систему 2, узел подачи исходного питания 3, узлы подачи промывной и смывной воды 4 и 5, узел приема продуктов сепарации - ванну 6. Сверхпроводящая магнитная система включает в себя криостат 7, соленоиды 8, ферромагнитный магнитопровод 9. Ротор включает матрицы двух типов 10 и 11, установленные в корпус 12 с чередованием по внешнему диаметру - один тип за другим, секционированного желоба 13 для приема материала, выпускных воронок для продуктов сепарации 14. Вся магнитная система сепаратора может состоять из несколько идентичных, расположенных по окружности магнитных систем, описанных выше.The high-gradient wet magnetic separator depicted in Figures 1, 2, 3 and 4 includes the following main units: a working body - a rotor with a
Заявляемое устройство - высокоградиентный мокрый магнитный сепаратор работает следующим образом. Магнитная система 2 на основе сверхпроводящих соленоидов 8, помещенных вместе с магнитопроводом 9 в криостат 7, имеющий форму вогнутой линзы, создает горизонтально направленное магнитное поле, проходящее от полюса S к полюсу N через внешний сектор ротора в пределах угла охвата магнитной системы, зависящего от числа полюсов всей магнитной системы (на приведенном рисунке ~ 90°). Индукция магнитного поля в рабочей зоне сверхпроводящей магнитной системы может существенно превышать величину 2 Тл, что недостижимо для обычной электромагнитной системы. Внешняя часть ротора 12, подверженная воздействию интенсивного магнитного поля, формируемого сверхпроводящей магнитной системой, изготавливается из непроводящего электрический ток полимерного материала для того, чтобы при вращении ротора избежать негативного влияния вихревых токов («токов Фуко»). Исходный сепарируемый материал в виде пульпы через узел подачи питания 3 в зоне действия магнитного поля, поступает в секционированный желоб 13, вращающегося ротора 1, при этом исходный материал при последовательной схеме подачи питания подается первоначально только в матрицы первого типа 10, а при параллельной схеме питания одновременно и в матрицы первого типа 10, и в матрицы второго типа 11. Матрица первого типа (фиг. 5,6), может представлять собой пространственную структуру (решетку) из ферромагнитных цилиндрических стержней различного диаметра 15, расположенных перпендикулярно вектору магнитного поля и плоскости перегородок 16. Замыкание основной части магнитного потока может быть диагональным (фиг. 7) и прямым (фиг. 8). На фиг. 7 и фиг. 8 линиями замыкания магнитного потока условно названы линии, вблизи которых концентрируется магнитный поток наибольшей плотности. В рассмотренных структурах области с максимальной плотностью магнитного потока примыкают к осадительным элементам в зонах с максимальными значениями магнитных сил, где наиболее эффективно извлекаются и накапливаются магнитные частицы. Кроме величины индукции фонового магнитного поля, уровень магнитных сил определяется диаметром стержней и расстоянием между ними. Вблизи поверхности стержней меньшего диаметра за счет больших градиентов магнитного поля создаются области с большими величинами магнитных сил, но с небольшим объемом зоны их действия. Вблизи поверхности стержней большего диаметра формируются зоны с меньшими значениями магнитной силы, которые при этом значительно медленнее убывают по мере удаления от поверхности осадительного элемента. В совокупности с возможностью изменения расстояния между стержнями это позволяет варьировать извлекательную способность матрицы, ориентируясь на ее способность извлекать слабомагнитные частицы с определенными величинами магнитной восприимчивости, и, в конечном итоге, создать основу механизма селективного выделения магнитной фракции из смеси частиц с различными магнитными свойствами.The claimed device - a high-gradient wet magnetic separator operates as follows.
Наиболее перспективными с точки зрения эффективности извлечения частиц слабомагнитной фракции являются новые конструкции матриц из ферромагнитных стержней, пространственная структура которых приводит к диагональному замыканию основной части магнитного потока (фиг. 7). В этом случае в половине зон действия наибольших значений магнитных сил, сформированных вблизи поверхности осадительных элементов, пиковые величины магнитных сил достигаются в областях, заходящих в «зону тени» гидродинамического потока пульпы и промывной воды, которые всегда стремятся охватить верхнюю и боковые поверхности осадительных элементов. Т.о. слабомагнитные частицы, удерживаемые магнитными силами на поверхности осадительных элементов в этих зонах, не подвержены воздействию наиболее высокоскоростных участков гидродинамического потока, что способствует более эффективному удержанию слабомагнитных частиц на поверхности осадительных элементов.The most promising from the point of view of the efficiency of extracting particles of a weakly magnetic fraction are new designs of matrices from ferromagnetic rods, the spatial structure of which leads to a diagonal closure of the main part of the magnetic flux (Fig. 7). In this case, in half of the zones of action of the greatest values of magnetic forces formed near the surface of the precipitation elements, the peak values of the magnetic forces are reached in the areas entering the “shadow zone” of the hydrodynamic flow of pulp and wash water, which always tend to cover the upper and side surfaces of the precipitation elements. So weakly magnetic particles held by magnetic forces on the surface of the precipitation elements in these zones are not affected by the most high-speed sections of the hydrodynamic flow, which contributes to a more effective retention of weakly magnetic particles on the surface of the precipitation elements.
Кроме цилиндрических ферромагнитных стержней в матрицах с диагональным замыканием магнитного потока могут быть использованы ферромагнитные стержни прямоугольного сечения с различной площадью сечения, на осадительной поверхности которых наибольший уровень магнитных сил достигается вблизи ребер стержня. Изменением параметров пространственной решетки из ферромагнитных стержней различного сечения в магнитном поле сверхпроводящей магнитной системы достигается возможность варьирования максимального уровня магнитных сил на поверхности осадительных элементов в пределах значений величины B grad B от 103 Тл2/м до 105Тл2/м.In addition to cylindrical ferromagnetic rods in matrices with diagonal closure of the magnetic flux, ferromagnetic rods of rectangular cross-section with different cross-sectional areas can be used, on the collecting surface of which the highest level of magnetic forces is achieved near the ribs of the rod. By changing the parameters of the spatial lattice of ferromagnetic rods of various cross-sections in the magnetic field of a superconducting magnetic system, it is possible to vary the maximum level of magnetic forces on the surface of the precipitation elements within the values of B grad B from 10 3 T 2 / m to 10 5 T 2 / m.
Одной из задач при расчете технических параметров сепараторов указанного типа является конструирование матриц, в которых более низкий уровень магнитных сил в матрицах первого типа по сравнению с матрицами второго типа обеспечивает извлечение и последующий смыв сначала слабомагнитных частиц с более высокой магнитной восприимчивостью, а затем с более низкой. Использование такого механизма позволяет существенно снизить забивание матриц с наиболее высоким уровнем магнитных сил магнитными частицами с достаточно высокой магнитной восприимчивостью, которые имеют тенденцию «залипать» на высокоградиентных осадительных элементах, предназначенных для извлечения частиц с меньшей магнитной восприимчивостью, под воздействием магнитных сил, индуцированных полями рассеяния и остаточной намагниченностью осадительных элементов уже за пределами зоны действия интенсивного магнитного поля.One of the tasks in calculating the technical parameters of separators of this type is the design of matrices in which a lower level of magnetic forces in matrices of the first type compared to matrices of the second type ensures the extraction and subsequent flushing of first weakly magnetic particles with a higher magnetic susceptibility, and then with a lower ... The use of such a mechanism can significantly reduce the clogging of matrices with the highest level of magnetic forces by magnetic particles with a sufficiently high magnetic susceptibility, which tend to "stick" on high-gradient precipitation elements designed to extract particles with a lower magnetic susceptibility, under the influence of magnetic forces induced by stray fields and residual magnetization of precipitating elements already outside the zone of action of an intense magnetic field.
При прохождении матриц через зону действия интенсивного магнитного поля, они после подачи в них питания промываются водой через патрубки 4 для удаления из них прилипших немагнитных частиц. Магнитная фракция в матрицах первого типа выносится, вращающимся ротором в зону вне действия магнитной системы, смывается водой, подаваемой патрубками 5 и через разгрузочные воронки 14 поступает в ванну 6 в сектор сбора магнитной фракции.When the matrices pass through the zone of action of an intense magnetic field, after supplying power to them, they are washed with water through the
Матрицы второго типа (фиг. 9), установленные в роторе 1, могут быть использованы для перечистки немагнитной фракции, прошедшей через матрицы первого типа в процессе первого приема сепарации, и выделения мелких (шламистых) частиц с низкой магнитной восприимчивостью. Для этого в них, в качестве ферромагнитных элементов, образующих полиградиентную среду, могут быть использованы ферромагнитные сетки 17 из просечно-вытяжного металла, установленные вертикально, перпендикулярно вектору поля, с расположенными между сетками дистанционными штифтами 18 (фиг. 10). В матрицах второго типа может быть использована также стальная вата 19 (фиг. 11). Уровень магнитных сил в таких матрицах в магнитном поле с индукцией более 2Тл, которое могут обеспечить только сверхпроводящие магнитные системы, позволяет извлекать самые слабомагнитные мелкодисперсные частицы. В некоторых случаях матрицы второго типа могут представлять из себя и пространственную структуру (решетку) из ферромагнитных стержней, отличающихся меньшими диаметрами и более плотным расположением в пространстве по сравнению с использованными в матрицах первого типа.The matrices of the second type (Fig. 9) installed in the
При последовательной подаче сепарируемого материала сначала в матрицы первого, а затем второго типа немагнитная фракция, прошедшая через матрицы первого типа и содержащая не захваченные ими слабомагнитные частицы, через воронки 14 поступает в желоб 6 в сектор сбора немагнитной фракции первого приема сепарации, а затем перекачивается для подачи в ротор через секционированный желоб 13 для перечистки в матрицах второго типа 11, т.е. на второй прием сепарации. Немагнитный продукт из матриц второго типа разгружается в сектор сбора немагнитной фракции второго приема сепарации ванны 6, а магнитный продукт - в соответствующий сектор сбора магнитной фракции ванны 6. При такой схеме сепарации в секционированном узле сбора магнитной фракции магнитные продукты первого и второго приемов сепарации объединяются. При смыве (разгрузке) магнитной фракции из матриц первого и второго типов происходит их регенерация, т.е. очистка, необходимая для последующих циклов сепарации (цикл включает в себя подачу питания, промывку в магнитном поле с разгрузкой немагнитной фракции, смыв и разгрузку магнитной фракции).With the sequential feeding of the material to be separated, first into the matrices of the first and then of the second type, the non-magnetic fraction that has passed through the matrices of the first type and contains weakly magnetic particles not captured by them, through the
Предложенная конструкция, позволяющая описанными выше способами последовательно и параллельно использовать два типа матриц с различным уровнем магнитных сил, предоставляет возможность отдельно (селективно) выделять частицы магнитной фракции, отличающиеся величиной магнитной восприимчивости и классом крупности, предотвращать забивание матриц с высоким уровнем магнитных сил частицами с большей магнитной восприимчивостью, для извлечения которых предназначены матрицы с меньшим уровнем магнитных сил, и тем самым обеспечивать надежную работу сепаратора. Эта конструкция позволяет также осуществлять сепарацию в одном роторе одновременно двух параллельных потоков материалов с различными свойствами.The proposed design, which makes it possible to use two types of matrices with different levels of magnetic forces in series and parallel using the above methods, makes it possible to separate (selectively) separate particles of the magnetic fraction differing in the magnitude of magnetic susceptibility and size class, to prevent the clogging of matrices with a high level of magnetic forces by particles with a larger magnetic susceptibility, for the extraction of which matrices with a lower level of magnetic forces are intended, and thereby ensure reliable operation of the separator. This design also allows the separation in one rotor simultaneously of two parallel flows of materials with different properties.
Сепаратор со сверхпроводящей магнитной системой и ротором с двумя типами матриц способен обогащать или очищать сырье, характеризующееся широким диапазоном магнитных свойств и крупности частиц.A separator with a superconducting magnetic system and a rotor with two types of matrices is capable of enriching or refining raw materials characterized by a wide range of magnetic properties and particle sizes.
Источники информацииSources of information
1. А.с. СССР №1215746, В03С 1/10, 18.06.82.1.A.S. USSR No. 1215746,
2. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. - М.: Издательство МГГУ, 2005.2. Karmazin V.V., Karmazin V.I. Magnetic, electrical and special methods of mineral processing. - Moscow: MGGU Publishing House, 2005.
3. Патент РФ №2 038 160, В 03 С 1/3.3. RF patent No. 2 038 160, 03
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133641A RU2728038C2 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | High-gradient wet magnetic separator with superconducting magnetic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017133641A RU2728038C2 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | High-gradient wet magnetic separator with superconducting magnetic system |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017133641A RU2017133641A (en) | 2019-03-27 |
| RU2017133641A3 RU2017133641A3 (en) | 2020-02-05 |
| RU2728038C2 true RU2728038C2 (en) | 2020-07-28 |
Family
ID=65858473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017133641A RU2728038C2 (en) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | High-gradient wet magnetic separator with superconducting magnetic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2728038C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3988240A (en) * | 1973-04-05 | 1976-10-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Alternating field magnetic separator |
| DE3316443A1 (en) * | 1983-05-05 | 1984-11-08 | Ukrainskij institut inženerov vodnogo chozjajstva, Rovno | Separator for the magnetic separation of solid particles from liquid media |
| SU1569033A1 (en) * | 1988-07-08 | 1990-06-07 | Криворожский горнорудный институт | Magnetic separator |
| SU1648568A1 (en) * | 1989-05-11 | 1991-05-15 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Electromagnetic polygradient separator |
| SU1704833A1 (en) * | 1990-01-09 | 1992-01-15 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте | Polygradiantal magnetic separator |
| RU2038160C1 (en) * | 1992-06-25 | 1995-06-27 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Magnetic separator |
-
2017
- 2017-09-27 RU RU2017133641A patent/RU2728038C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3988240A (en) * | 1973-04-05 | 1976-10-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Alternating field magnetic separator |
| DE3316443A1 (en) * | 1983-05-05 | 1984-11-08 | Ukrainskij institut inženerov vodnogo chozjajstva, Rovno | Separator for the magnetic separation of solid particles from liquid media |
| SU1569033A1 (en) * | 1988-07-08 | 1990-06-07 | Криворожский горнорудный институт | Magnetic separator |
| SU1648568A1 (en) * | 1989-05-11 | 1991-05-15 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Electromagnetic polygradient separator |
| SU1704833A1 (en) * | 1990-01-09 | 1992-01-15 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте | Polygradiantal magnetic separator |
| RU2038160C1 (en) * | 1992-06-25 | 1995-06-27 | Российский научный центр "Курчатовский институт" | Magnetic separator |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ШВЕДЧИКОВА И.А. и др. "Классификация полиградиентных магнитных сепараторов", Вестник НТУ "ХПИ", N19(1062), 2014, с. 64-76. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017133641A3 (en) | 2020-02-05 |
| RU2017133641A (en) | 2019-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2502563C1 (en) | Vertical circular magnetic separator to remove iron from coal ash and method of its application | |
| Parker | The physics of magnetic separation | |
| US4116829A (en) | Magnetic separation, method and apparatus | |
| Chen et al. | Slice matrix analysis for combinatorial optimization of rod matrix in PHGMS | |
| CN103350029A (en) | Vertical dry-process high-gradient superconductive separation system and application process thereof | |
| CN104492590B (en) | A kind of complex iron ore dressing method | |
| CN107597419B (en) | Mixed medium box with good sorting and ore unloading effects | |
| US4260477A (en) | Magnetic separators | |
| CN102274791A (en) | Method for removing iron from fly ash with magnetic separation | |
| RU2070097C1 (en) | Method for separation of relatively magnetic mineral particles | |
| RU2728038C2 (en) | High-gradient wet magnetic separator with superconducting magnetic system | |
| Kheshti et al. | Study and optimization of a high-gradient magnetic separator using flat and lattice plates | |
| US4208277A (en) | Rotary reciprocating magnetic separator with upward feed | |
| RU187327U1 (en) | MAGNETIC SEPARATOR | |
| CN102179303A (en) | Magnetic agglomeration magnetic separation separation frame structure | |
| US4424124A (en) | Method and magnetic separator for removing weakly magnetic particles from slurries of minute mineral particles | |
| CN106111318B (en) | A kind of strongly magnetic mineral is classified fluidization weak magnetic screening device | |
| WO2017178979A1 (en) | Sillimanite separation process | |
| CN209156147U (en) | The MAGNETIC HYDROCYCLONES selected for weak magnetic mineral and magnetic reconnection close separation system | |
| WO2020188459A1 (en) | Material feed process and assembly for a rotary magnetic separator | |
| RU2490068C2 (en) | Method of dressing of iron ore | |
| CN215235028U (en) | Electromagnetic gravity separator | |
| GB1590034A (en) | Vertical rotor-type high intensity wet magnetic separator with countercurrent flushing | |
| RU2315662C1 (en) | Separator | |
| CN116328938B (en) | Weak-field strong high-gradient magnetic separator for recovering magnetite and configuration and beneficiation process thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200928 |