Магнитный сепаратор

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспУБлиК 1)5 В 03 С 1/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ таллургический ком- М. Долгополов, Л. В, ина и В. С. Мельниьство СССР(57) Изобретение относится к технике для обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения минералов по магнитным свойствам. Цель изобретения - повышение эффективности обогащения, Сепаратор включает футерованный резиной барабан с расположенными. по его образующей полиградиентными Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для разделения минералов по маг нитным свойствам.Для магнитного обогащения железных руд в современной технике используются магнитные сепараторы различной конструкции.Известен магнитный сепаратор, содержащий немагнитный барабан, установленный с возможностью вращения, и расположенную внутри него магнитную систему, сепаратор снабжен по крайней мере одной спиральной направляющей, выполэлементами, размещенными равномерно между резинОвыми пластинами и выполненными в виде резиновых полос шириной ,0,35-0,45 ширины резиновой пластины, на каждой иэ которых закреплена магнитомягкая сетка с площадью квадратной ячейки, равной 1,42 10 - 5,67 10 площадипоперечного сечения барабана, шириной 0,30- 0,40 ширины резиновой пластины, при равной толщине резиновых полос и пластин, угле их наклона к окружности барабана 30-50 и суммарной площади резиновых полос, равной 1,05-1,75 суммарной площади резиновых пластин. Барабан находится в ванне и внутри него находится магнитная система. Пульпа из питателя поступает в ванну, где магнитные частицы притягиваются к барабану, а немагнитные удаляются через отверстие для вывода хвостов, 2 ил 2 табл,енной иэ немагнитного материала и зарепленной на внешней поверхности бараОднако при использовании указанного сепаратора для обогащения слабомагнитных руд, содержащих небольшое количество магнитного минерала. (10-25), спиральные направляющие мало способствуют взмучиванию материала в рабочей зоне, в связи с этим часть рудных зерен, оседая на дне ванны, не попадает в зону сильного магнитного поля, что создает неблагоприятные условия для более полногоизвлечения магнитных частиц и приводит к снижению эффективности обогащения.Известен магнитный сепаратор, включающий рабочий орган, расположенную внутри него магнитную систему и полиградиентные элементы, установленные на поверхности рабочего органа, выполненные в виде стержней из немагнитного материала с резьбой, в углублениях которой размеще 10 на проволока из магнитомягкого материала При использовании этого сепаратора для обогащения разжиженного продукта, содержащего небольшое количество магнитного минерала, в рабочей зоне сепаратора также происходит недостаточное взмучивание пульпы, вместе с этим мала вероятность захвата магнитных частиц, так как здесь даже при небольших скоростях потока пульпы, гидромеханические силы оказывают существенное влияние на магнитные силы, в результате этого часть магнитных частиц вымывается из областимагнитного поля и разгружается в хвосты.Кроме этого, устройство для увеличенияградиента магнитного поля существенно усложняет конструкцию сепаратора и требует дополнительных эксплуатационных затрат.Наиболее близким к изобретению является магнитный сепаратор для обогащения преимущественно слабомагнитных руд,зиной, с установленной внутри него магнитной системой, который размещен в ванне, имеющей отверстие для вывода хвостов, и концентратный лоток, при этом сепаратор снабжен резиновыми пластинами, которые размещены на барабане по его образующей под углом 8-12 к его окружности и толщина которых в 4-8 раз больше толщины резиновой футеровки,Опыт эксплуатации данного сепаратора показал, что при использовании его для обогащения слабомагнитных руд зффектив 40 ность обогащения недостаточна из-за малого градиента магнитного поля в рабочей зоне сепаратора, в результате чего наблюда ются потери слабомагнитных минералов с хвостами.Цель изобретения - устранение указанных недостатков, а именно повышение эффективности обогащения. 50 Поставленная цель достигается тем, что магнитный сепаратор, содержащий загрузочное приспособление, ванну с концентратным лотком и отверстием для вывода хвостов, барабан с магнитной системой, футерованный с внешней стороны резиной, на котором размещены вдоль образующей под углом к окружности резиновые пластины,включающий загрузочное устройство, бара- ЗОбан, футерованный с внешней стороны ре-,барабан по его образующей снабжен поли- градиентными элементами, размещенными равномерно между резиновыми пластинами и выполненными в виде резиновых полос шириной, равной 0,35 - 0,45 ширины резиновой пластины, на каждой из которых закреплены магнитомягкая сетка с площадью кврратной ячейки, равной 1,42 10 - 5,67 10 площади поперечного сечения барабана, шириной, равной 0,30-0,40 ширины резиновой пластины, при равной толщине резиновых полос и пластин, угле их наклона к окружности барабана 30-50 и суммарной площади резиновых полос равной 1,05 - 1,75 суммарной площади резиновых пластин.В каждой серии опытов изменяется один из параметров и размеров сепаратора, остальные не изменяются.Первую серию опытов проводят при различной ширине резиновых полос, равной 0,30; 0,35; 0,40; 0,45 и 0.50 ширины пластины Ь,Во второй серии опытов изменяется площадь квадратной ячейки пластины иэ сетки, она составляет соответственно 0,63 101,42 10; 2,5210; 5,6710; 10,110 площади поперечного сечения барабана сепаратора 3,В третьей серии опытов изменяется ширина пластин из сетки, она составляет 0,25;0,30; 0,35; 0,40 и 0,45 ширины резиновой пластины Ь.В четвертой серии опытов изменяется угол наклона резиновых пластин к окружности барабана, он равняется 20; 30; 40 и 60. В пятой серии опытов изменяется угол наклона полиградиентных элементоов к окружности барабана, он равняется 20; 30; 40;50 и 60. В шестой серии опытов различная суммарная площадь резиновых полос, она равняется 0,70;.1,05; 1,40; 1,75 и 2,10 суммарной площади резиновых пластин 5,Для сравнения в каждой серии опытов на идентичной руде проведены исследования с использованием известного сепаратора. Все опыты проводят на представительной пробе окисленной руды крупностью 2-0 мм с содержанием железа 29,1-34,7 ЯРезультаты опытов приведены в табл. 1.Как видно из данных табл. 1, оптималь. ными размерами и параметрами являются: ширина резиновых полос 0,35-0,45 Ь; площадь квадратной ячейки сетки 1,42 10- 5,67 10 5; ширина пластины из сетки 0,30- 0,40 Ь; угол наклона резиновых пластин к окружности барабана ЗО; угол наклона полиградиентных элементов к окружности10 20 30 40 45 50 55 барабана 30-500; суммарная площадь резиновых пластин 1,05 - 1,75 31,При указанных оптимальных размерах и параметрах (табл. 1, опыты 4, 10, 16, 22, 28, 34) эффективность обогащения составляет соответственно 18,6; 19,5; 15,9; 18,0; 17,2 и 16,6%,Что касается обогащения руды на известном сепараторе (табл. 1, опыты 1, 7, 13, 19, 25, 31), то здесь в сравнении с результатами, полученными на сепараторе, снабженном резиновыми пластинами.и полиградиентными элементами, расположеннцми равномерно по всей длине образующих барабанов между резиновыми пластинами (табл. 1, опыты 4, 10, 16, 22, 28, 34) в среднем эффективность обогащения ниже в 3,2 раза.На фиг. 1 представлен предлагаемый магнитный сепаратор, общий вид; на фиг. 2- барабан магнитного сепаратора и разрез А-АМагнитный сепаратор состоит из загрузочного приспособления 1 фиг, 1), барабана 2, футерованного с внешней стороны резиной 3, где прикреплены резиновые пластины 4 и полиградиентные элементы 5 в виде резиновых полос 6, на каждой из которых по длине закреплена магнитомягкая сетка 7, магнитной системы 8, ванны 9, концентратного лотка 10 и хвостового отверстия 11.Загрузочное приспособление предназначено для равномерного распределения пульпы по ширине барабана, Барабан сепаратор-рабочий орган предназначен для транспортировки магнитного продукта из ванны на концентратный лоток, Для предотвращения износа поверхность барабана футерована резиной. Магнитная система служит для сепарации магнитных и немагнитных Зерен, Процесс сепарации происходит непосредственно в ванне сепаратора. Концентратный лоток предназначен для приема магнитных зерен, а хвостовое отверстие - для разгрузки немагнитных зерен.Полиградиентные элементы 5 (фиг, 2), состоят из резиновых полос, на каждой из которых крепится пластина из магнитомякой сетки с плошбадью квадратной ячейки, равной 1,42 10 - 5,67 10 Я, толщина резиновых полос д равна толщине резиноВых пластин д 1, а ширина их Ь 1 и сетки Ь 2 составляет соответственно 0,35 - 0,40 и 0,30-0,40 ширины резиновых пластин Ь.На фиг. 2 показано 12 полиградиентных элементов и четыре резиновые пластины. Полиградиентные элементы и резиновые пластины прикреплены к футеровочному слою резине) 3 под углом а,равным 30-50,При этом отношение суммарной площадирезиновых пластин к суммарной площадирезиновых полос равно 1,05-1,75 31.Резиновые полосы предназначены длякрепления мэгнитомягкой сетки к барабану,Магнитомягкая сетка предназначена дляувеличения градиента магнитного поля.Сепаратор работает следующим образом.Окисленная железная руда в виде пульпы подается в загрузочное устройство 1,откуда равномерным слоем направляется вванну 9 сепаратора под вращающийся барабан 2, футерованный резиной 3. Здесь исходный материал попадает в зону действиямагнитного поля, создаваемого магнитной,. системой 8, наполиградиентные элементы5. Резиновые пластины 4, прикрепленные кбарабану, создают в рабочей зоне сепаратора взмучивание пульпы, что интенсифицирует процесс сепарации. Они такжеспособствуют разгрузке концентрата наконцентратный лоток. Немагнитные частицы вместе с основным количеством водыуходят в хвостовое отверстие 11. Магнитныеи слабомагнитные частицы притягиваются кбарабану 2 и сетке 7 полигрэдиентных элементов равномерно по всей их поверхностии перемещаются к краю магнитной системы8, где они отцепляются от барабана и сеткиполиградиентных элементов и самотекомпоступают нэ концентратный лоток 10.Таким образом., наличие на барабанесепаратора резиновых пластин, прикрепленных под углом 30 - 50 к его окружностии полиградиентных элементов позволяетувеличить эффективность обогащения.П р и м е р 1 касается минимальныхзначений размеров и параметров резиновых пластин и полиградиентных элементовбарабана сепаратора),Барабан магнитного сепаратора футерован резиной толщиной 2 мм, длина его2440 мм, диаметр барабана 900 мм, Ширинарезиновой пластины 100 мм, а толщина ее12 мм, количество пластин 4, Ширина пластины из сетки 0,30 ширины резиновой пластины и равняется 30 мм, площадьквадратной ячейки сетки 1,42 10 площадипоперечного сечения барабана сепаратораи равняется 9 мм, ширина резиновой полосы составляет 0,35 ширины резиновой пластины и равняется 35 мм, отсюда площадьрезиновой полосы равняется 2440 х 35 ==85400 мм. Пластины из резины и полиградиентные элементы прикрепляются к резиновой футеровке под углом 30. Количествополиградиентных элементов выбрано из ус10 15 20 25 30 40 45 50 ловия; суммарная площадь резиновых полос равна 1,05 суммарной площади резиновых пластин, что согласно расчетусоответствует 12 полиградиентным элементам85400 и =- 1,05 (2240100 4),где и - число полиградиентных элементов,отсюда1,05 976000 1285400Эффективность Обогащения составляет19,00, что более чем в 3 раза превышаетэффективность у прототипа (6,10),. П р и м е р 2 (касается средних значений размеров и параметров полиградиентных элементов и резиновых пластинбарабана сепаратора);Ширина резиновых полос составляет0,40 ширины резиновых пластин и равняется 40 мм; площадь квадратной ячейки в пластинках из сетки соответствует 2,52 10площади поперечного сечения барабана сепаратора и равняется 16 мм 2; ширина пластин из сетки составляет 0,35 ширинырезиновых пластин и соответствует 35 мм;угол наклона пластин из резины и полиградиентных элементов к окружности барабана 40 О;, суммарная площадь резиновыхпластин составляет 1,40 суммарной площади резиновых полос, что соответствует 16полиградиентным элементам,Условия проведения опытов и расчеты в.примере 2 аналогичны принятым в примере1, Эффективность обогащения 18,6 О.П р и м е р 3 (касается максимальныхзначений размеров и параметров полиградиентных элементов и резиновых пластинбарабана сепаратора),Ширина резиновых полос составляет0,45 ширины резиновых пластин и равняется 45 мм; площадь квадратной ячейки в пластинах из сетки равняетсч 5,67 10площади поперечного сечения барабана сепаратора и составляет 36 мм; ширина пластин из сетки составляет 0,40 ширинырезиновых пластин и равняется 40 мм; уголнаклона пластин из оезины и полиградиентных элементов к окружности барабана 50 О;,суммарная площадь резиновых пластин составляет 1,75 суммарной площади резиновых полос, что соответствует. 20 полиградиентным элементам; эффективность обогащения 15,2 О,Условия проведения опытов и расчеты в примере 3 аналогичны принять 1 м в примере 1. Результаты примеров конкретного выполнения приведены в табл. 2.Из данных табл, 2 видно, что применение в сепараторе предлагаемого устройства в виде резиновых пластин, прикрепленных под углом 30 - 50 к окружности барабана сепаратора, и полиградиентных элементов позволяет получить эффективность обогащения 15,2-19,0%.Как видно из результатов опытов, при работе магнитного сепаратора по изобретению (табл. 2, примеры 1-3) в сравнении с известным магнитным сепаратором (табл. 1, опыты 1, 7, 13, 19, 25, 31) эффективность обогащения увеличивается в 3,2 раза, Таким образом, предлагаемое устройство позвозяет получить положительный эффект, выражающийся в повышении эффективностиобогащения. Формула изобретения Магнитный сепаратор, включающий загрузочное приспособление, ванну с концентратным лотком и отверстием для вывода хвостов, установленный в ванне с возможностью вращения барабан с магнитной системой, футерованный с внешней стороны резиной, на котором размещены вдоль образующей под углом к окружности резиновые пластины, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения, эффективности обогащения, он снабжен полиградиентными элементами, расположенными вдоль образующей барабана между резиновыми пластинами и выполненными в виде закрепленных резиновых полос и магнитомягкой сетки с плодадью квадратной ячейки, равной 1,42 10 - 5,67 10 площади поперечного сечения барабана и шириной, равной 0,30-0,40 ширины резиновой пластины, при этом ширина резиновой полосы равна 0,35- 0,45 ширины резиновой пластины, а их толщина равна толщине пластин, причем угол наклона полос и пластин к окружности барабана равен 30-50, а суммарная площадь резиновых полос равна 1,05-1,75 суммарной площади резиновых пластин.1720722 10 Таблица 1 Примечание Определяемый оптимальный Размер Размер полигралиентных элементов и паранетры установкиих и резиновых пластин на барабане сепаратора Опыт Суммарная площадь. ре зиновы полос им Ширина реаиновыхполос, мм Оиринапластиниэ сетки,мм 4,4 5,8 1 Известный М2,52 16 в" 0,35 ь 1,40 8,0 ЗОЬ. 40 40 2 Вырина резиновых полос Затруднено крепление пластин из сетки 2,52 1 б в 0,35 ь 2,51 1 О 8 0,35 ь 2,52 16 8 0,39 ь 2,52 10 8 0,35 ь Наибольвая эффективностьобогащения - оптимальныйразмер вирины резиновыхполос 1 В,О 7 Известный 6,1 8 Плотадь квадратной ячейкисетки10 18,7 0,30 ь 30 ОЭОЬ 30 0 ЗОЬ 30 О,ЗОЬ 30 О,ЗОЬ 30 1,05 В,1,05 в1,о 5 в,1,05 8,1,05 8,Происходит заиливвние сетки 19,019.,519,2 12 18,3.Эффективность обогащения снижается13 Иавестный 14 Вырина пластин нэ сетки 4,8 6,8 5,67 16 8 0,25 Ь 50 Незначительное увеличениеэффективности обогащения 0,45 Ь 175 8 5,67 1 в 5,67 1 О ь 5,67 1 О 3 5,67 168 1516 О,ЗОЬ 50 0,35 Ь 50 0,40 Ь 50 0,45 ь 50 Достигаются максимальныепоказатели обогащенияоптимальная вирина пластиниз сетки 17 18 150 Полиградиентные элененты задевают днище ванны сепа- ратора Незначительное увеличениеэффекивяостиобогащения 19 Известный 5,7 82 252 1 б 8 035 ь 20 0,40 Ь 40 Угол наклона резиновых плес тин и окружности барабана 1,40 8 Сепаратор работает устойчиво - оптимальный угол наклона 1,40 з,40 8,1,40 з,1,40 в,21 22 О, 35 ь 0,35 Ь 035 Ь 0,35 в 2 Э 24 Происходит разбрызгивание магнитного продукте 16,5 Известный Незначительное увеличение эффективности обогащения 2526 5;3 8,4 2,52 б в 0,35 ь Угол наклона по,40 лиградиентныхэлеиентов к окФуэзости барабана 40 1,40 8,20 169Сепаратор работает устойчивооптимальный угол наклона17,0 1,40 з,1,4 о з1,40 в40 8,40 3040 О40 900 60 0,35 Ъ 035 Ь 0,35 ь 0,35 Ь 27 28 29 30 Происходит разбрызгиваниемагнитного продукта 15,9 31 Известный32 5,2 7,4 М2.5210 в 40 0,70 Вг Зффективность обеспеченияувеличивается незначительно 0,35 ь 0,40 ь 40 40 40 40 40 40 33 ьуммарная пло 34 щаяь Резиновых попас352,52 1 О в 0,35 ь 2,52 168 0,35 Ь 2,52 1 О в О 35 ь Наибольвий выход концентрата н высокая эффективностьобогащения - оптимальноеколичество лолиградиентныхэлементов 0,40 ь 0,40 ь 0,40 ь 1,05 81,4 О з,1,75 в 2,52 1 Г 3 0,35 ь 40 40 0,40 Ь, 2,10 8 15,0 Выделяется концентрат снизким содержанием железа г Ф Опыты проведены при различных значениях 3, Ь 3,0,35 ь 040 ь 0,45 Ь 0,50 ь 0,35 Ь 0,35 Ь 0,35 Ь 0,356 035 Ь 0,45 ь 0,45 ь 0,45 Ь 0,45 Ь 0,40 ь 0,40 Ь 9,40 ь0,40 Ь 0,40 Ь 0,40 ь0,4 оь 0,40 ь Площадьквадратнойячейкисетки, ми 0,63 16 в 142 1 б 8 2,52 1 О в 5,67 16 з 10,1 16 в 2,52 бсв 2,52 16 8 2,52 16 32,521 б в 2,52 бзв2,521 Г в .2,52 16 в 2,5216 в гУголнаклонарезиновыхпластин кокружностибарабана,град. 40 40 40 40 30 40 50 60 Уголнаклона градиентных элементов к окружности бараба. на,град. 40 40 40 40 30 30 30 30 30 50 50 50 50 40.404040 1,40 в, 1,40 в, 1,40 3 1 40 8 1,75 3,1,75 31,75 3,1,75 в,Эффектнав"ностьобогащения,1, ),) Требуется больвая точность.изготовления полиградиентныкэлементов с тем, чтобы онине задевали днище ваннысепаратора Достигаются мвксимальйыепоказатели обогащения - оптимальный размер ячейкисеткиоставитель Б,Левча ехред М.Моргентал ректор О.Ци дактор О.Голо аз 910 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государотвенного комитета по изобретениям и открытиям и113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Т СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101