Магнитогидростатический сепаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Ц 5 В 03 С 1/30 ТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Гулеихин Е.В. и др, Сепарация минерального сырья в псевдоутяжеленных средах. Новосибирск: Наука, 1984, с.58-59.(57) Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, разделения минеральных и других частиц по плотности и может быть использовано для анализа руд, почв, гравитационной сепарации полезных ископаемых, получения мономинеральных фракций из горных пород, руд и россыпей, а также выделения магнитных фракций из этих материалов. Цель изобретения - повышение качества продуктов разделения. Устройство содержит магнитную систему имеющую форму рейстрека, охватывающего рабочую камеру, сама камера герметична и разделена перегородкой, расположенной в горизонтальной плоскости Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, разделению минеральных и других частиц по плотности и может быть использовано для анализа руд, почв, гравитационной сепарации полезных ископаемых, получения мономинеральных фракций из горных пород, руд и россыпей, а также выделения магнитных фракций из этих материалов..,Ж 1701387 А симметрии рейстрека, на две сообщающиеся между собой секции. Разгрузочные патрубки, соединенные с соответствующими отсекателями, расположены в верхней и нижней секциях на выходном торце, Исходный материал посредством питателя подается е рабочую емкость, размещенную между направляющими рейстрековой магнитной системы, разделенную перегородкой на две секции; верхнюю и нижнюю, Сначала частицы попадают в верхнюю секцию, На них действует сила тяжести, ослабленная выталкивающей силой жидкости, и магнитная сила, Обычно плотность частицы больше плотности жидкости и сила тяжести направлена вниз. Магнитная сила может быть направлена и вверх, и вниз. Если частица немагнитная или слабомагнитная и она находится в верхней секции, то магнитная сила направлена вверх. Легкие частицы удаляются по патрубкам верхней секции. В нижней секции на частицы тоже действуют магнитная сила и сила тяжести, но теперь магнитная сила направлена вверх, Поэтому сильномагнитные частицы всплывают вверх и попадают по патрубку в торце секции е отдельный приемник, 2 ил,Известно устройство для разделения минералов по плотности - гравитационное обогащение, например концентрационный стол. Обогащение на столах происходит в тонком слое воды, текущей по наклонной плоскости (деке), Дека имеет нарифления е виде невысоких узких планок, расположенных вдоль длинной стороны стола, и совер. шает возвратно-поступательное движениеБлагодаря силам трения и инерции происходит непрерывное перемещение минеральных частиц вдоль нарифлений.; Вследствие небольшого поперечного наклона деки и подачи воды перпендикулярно нэрифлению происходит снос частиц, расслоение их по массе: тяжелые и крупные располагаются в нижних слоях воды, а легкие и мелкие - в верхних.Недостатком известного устройства является то, что на нем можно разделить частицы, имеющие разницу в плотности не менее 1 г/см, а также то, что для разделения частиц по плотности их надо предвэрительно расклассифицировать по крупности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является наклонный ФГС-сепаратор с отсечкой разделительных продуктов по высоте слоя магнитной жидкости и разгрузкой со стороны вертикальной поверхности ее слоя,Однако в этом устройстве качество продуктов разделения невысоко, так как фракция тяжелых частиц засоряется магнитными частицами, Выделение магнитных частиц необходимо производить до загрузки в сепаратор. Поэтому технологические. возможности данного устройства ограничены только разделением исходного продукта по плотности ,удельному весу), Эти недостатки связаны с незффективным использованием области магнитного поля, т.е. с конструкцией магнитной системы и рабочей камеры,Цель изобретения - повышение качества получаемого продукта и расширение его технологических воэможностей путем очищения Фракции тяжелых частиц от магнитных и выделения магнитных частиц в отдельный продукт в самом устройстве.Указанная цель достигается тем, что в магнитогидростатическом сепараторе, содержащем магнитную систему, заполнен. ную магнитной жидкостью рабочую камеру, снабженную патрубком подачи питания, расположенным на входном торце камеры, отсекателями разделенных продуктов, установленными на противоположном входному выходном торце камеры на разной высоте, и разгрузочные патрубки, соециценные с соответствуюгцими отсекателями, магнитная система имеет форму рейстрека, охватывающего рабочую камеру, сама камера герметична и разделена перегородкой, расположенной в горизонтальной плоскости симметрии рейстрека, на две сообщающиеся между собой секции, разгрузочные патрубки, соединенные с соответствующими отсекателями, расположены в верхней секции на выходном торце камеры и в нижней секции на входном торце, причем ниж 30 35 40 45 же производительность сепаратора,Указанные отличительные признаки в других технических решениях с проявлением аналогичных свойств не известны, Это дает основание считать предлагаемое техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия".На фиг.1 изображена схема сепаратора, вид сбоку, разрез; на фиг.2 - то ке, вид сверху.Сепаратор включает в себя магнитную систему 1, выполненную в форме рейстрекэ, который может быть изготовлен из сверх- проводника. между его направляющими находится закрытая рэбо ая камара 2, заполненная пара- или ферромагнитной жидкостью. Камера соединена с питателем 3 патрубком 4 подачи питания и разделена горизонтальной перегородкой 5 на две сеции: верхнюю 6 и нижнюю 7, Перегородка 5расположена в плоскости наибольшего значения магнитной силы. В торце верхней секции на выходе находится один или более (нэ фиг.1 два) патрубка 8 слива с соответствующими приемниками 9 продуктов сепарации, Верхняя секция соединена с нижней (на фиг,1 это соединение показано с помощью перемычки 10). На выходном торце нижней секции, который на фиг.1 и 2 расположен под входом верхней секции, находятся два или более (нэ фиг.1 два) пэтрубка 11 и 12 ний разгрузочный патрубок верхней секции соединен с входом в нижнюю секцию, а число разгрузочных патрубков нижней секции не менее двух.5 Выполнение магнитной системы в форме рейстрека существенно и отвечает указанной цели по следующим причинам, Его прямолинейные токовые участки обеспечивают постоянную конфигурацию поля маг нитных сил (градиента квадрата индукцииманитного поля) = 0,5 угад(В ) по всей длине рейстрека, что создает постоянные условия для разделения частиц на всем пути их следования от входа в рабочую камеру до 15 выхода и повышает качество (чистоту) разделения продукта В - величина индукции магнитного поля), Величина индукции магнитного поля рейстрека имеет наибольшее значение в горизонтальной плоскости егосимметрии, Перегородка рабочей камеры, расположенная в этой плоскости, разделяет рабочую камеру на две секции, причем в нижней секции происходит очищение фракции тяжелых частиц от магнитных, что такжеповышает качество продуктов разделения, Поскольку камера герметично закрыта и жидкость можно прокачивать нгсосом, а не пускать самотеком, то можно путем увеличения скорости потока пульпы поднять так 1701387слива с приемниками соответственно тяжелой и магнитной фракций, Для более четкого деления и избежания краевых эффектов магнитной системы в рабочей емкости 2 предусмотрена установка горизонтальных пластин-делителей 13. Для облегчения удаления ферромагнитных частиц возможна установка транспортера 14 с ребрами.Сепаратор работает следующим образом.Исходный материал посредством питателя 3 подается по патрубку 4 подачи в рабочую емкость 2, размещенную между направляющими рейстрековой магнитной системы 1, разделенную перегородкой 5 на две секции: верхнюю 6 и нижнюю 7. Сначала частицы попадают в верхнюю сек- цию 6. На них действует сила тяжести, ослабленная выталкивающей силой жидкости Г 1= (рч-ро)дЧ и магнитная сила Г 2=(х 4-хо) 0,5 дгаб (В ) Ч фо, где рч и ро - плотность частицы и жидкости соответственно; хч и хо - относительные магнитные восприимчивости частицы и жидкости; д - ускорение силы тяжести; Ч - объем частицы.Уравнение движения частицы выглядит следующим образом.(рч-ро)д+ (хч-хо) дгаб (В )/2/ио = рча, где а - ускорение частицы.Обычно плотность частицы больше плотности жидкости и сила Г 1 направлена вниз. Сила Г 2 может быть направлена и вверх, и вниз, Все зависит от соотношения рч и хо, а также от направления дгаб (В ).2 Если частица немагнитная или слабомагнитная (хчхо) и она находится в верхней секции 6, где дгаб(В ) направлен вниз, то Г 2 направлена вверх и конкурирует с силой Г 1. Если по величине сила Г 2 больше Г 1, то частица всплывает, занимая положение, соответствующее ее плотности. Удаление легких частиц происходит по патрубкам 8 в приемники 9. Тяжелые и попавшие к ним сильномагнитные частицы с хчхо подаются в нижнюю секцию, Более точно можно сформулировать условие попадания частицы на дно верхней следующим образом;рчро+ (хо - хч)дгаб (В )/18/и, (1)В нижней секции на частицы тоже действует магнитная сила и сила тяжести, уравнение их движения запишется в виде (1), но теперь Г 2 направлена вверх, так как дгао(В) направлен вверх к перегородке 5, Поэтому сильномагнитные частицы всплывут вверх и попадут по патрубку 11 в торце секции в отдельный приемник. Немагнитные и тяжелые частицы не будут всплывать. П р и м е р. Рейстрек имеет размеры;высота 10 см; ширина 3 см, длина 50 см.Имеется смесь частиц:кварц р 1=2,7 г/см,х 1=4 10 =0;5 золото р 2=7,8 г/см, х 2=10 =0;свинец рз=13,8 г/см, хз=-2 10 =0;Э, -7ильменит р 4=4,4 г/см, х 4=1800 10,Рабочая среда - насыщенный растворпаРамагнитной соли МпС 2 с хо=900 1010 ро=1,43 г/см . С помощью сверхпроводязщей обмотки из МЬТ можно создатьтакое магнитное поле в области перегорОдки, что дгад (В )= 100 Тл/м, при этомВ= 4 Тл, дгаб(В)=25 Тл/м. Для кварца15 Г 1=(2,7 - 1,4) 10 9 8= 1,5 10 Н/м:Г 2= (О - 900)10100= 9010 Н/м;Г 1+Г 2=-75 10 Н/м,т.е кварц всплывает со дна верхней секциии будет удален верхним патрубком.20 Для золота Г 1= (7,8 - 1,4) 10 9,8 == - 9010 Н/м; Г 1+ Г 2 = -1510 Н/м,т,е. золото всплывает со дна, но не дойдетдо самого верха секции, а прекратит подьемна высоте примерно 0,048 м, так как приэтом магнитна сила и сила тяжести сравняются по величине и будут направлены в противоположные стороны,Действительно, на этой высоте индук 30 ция магнитного поля составляет 4 Тл,048 м 25 Тл/м=28 Тл, Г 2=(0 - 900) 10 2,8 хх 25=63 10 Н/м =- Г 1.Для свинца Г 1= (13,8-1,4) 10 9,8 == 115 10 Н/м и он совсем не всплывает,так как во всей секции, даже на дне, магнитная сила Г 2 меньше силы тяжести, Свинецпройдет в нижнюю секцию рабочей камеры,Туда же попадет ильменит, так как для него:Г 14,4 - 1,4) 10 9,8=30 10 Н/м;40 Г 2=(-900+1800) 10 о 100=90 10Н/м.Направление сил одинаковое (вниз),В нижней секции свинец не всплывет,так же как и в верхней. Магнитная сила,действующая на частицы свинца, направлена, как и сила тяжести, вниз. По нижнемупатрубку свинец будет удален в приемниктяжелых продуктов. Частицы ильменитавсплывут, так как магнитная сила для нихнаправлена вверх и превышает силу тяжести, Поэтому ильменит можно удалить черезверхний патрубок этой секции.Таким образом, исходная смесь за одинпроход будет разделена на четы ре фракции,причем выделена и магнитная фракция прихорошем качестве очистки тяжелых частицот сильномагнитных,Формула изобретенияМагнитогидростатический сепараторсодержащий магнитную систему, заполненную магнитной жидкостью рабочую камеру с патрубком подачи питания, расположенным на входном торце камеры, отсекатели разделенных продуктов, установленные на разной высоте в камере, и разгрузочные патрубки, соединенные с соответствующими отсекателями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества продуктов разделения, магнитная система имеет форму рейстрека, охватывающего рабочую камеру, которая выполнена герметичной и разделена перегороДкой, расположенной в горизонтальной плоскости симметрии рей стрека, на две сообщающиеся между собойверхнюю и нижнюю секции, а разгрузочные патрубки, соединенные с соответствующими отсекателями, расположены в верхней и нижней секциях на выходных торцах.