Магнитогидростатический способ обогащения полезных ископаемых

 

МАГНИТОГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий квазиутя.желение магнитной жидкости, подачу f нее исходного материала и разгрузку продуктов обогащения , отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и повышения точности сепарации за счет дифференциального изменения скорости и траектории движения частиц материала в зависимости от их плотностиг одновременно с квазиутяжелением магнитной жидкости на нее дополнительно воздействуют магнитным полем с убывающим в направлении движения материала градиентом модуля напряженности, а подачу исходного материала на поверхность рабочего слоя производят в месте g максимальной плотности .магнитной жид (Л кости. 4 4 00 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(5» В 03 С 1 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3320600/22-03 (22) 21.07.81 (46) 30.09.83 ° Бюл. 9 36 (72) Г.П. Попов, Г.М. Коровин и И.П. Сорокин (71) Государственный проектно-конструкторский институт Гипромашуглеобогащение (53) 621.928.8(088.8) .(56) 1. Андрес У.Ц. Магнитогидростатическая сепарация зернистых смесей.

М., ЦНИИЦветмет, 1967, с. 6.

2. Патент CIOA 9 3788465, кл. В 03 С 1/30,.опублик. 1974 (прототип). (54)(57). МАГНИТОГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ НСКООАЕМНХ

„„SU„„1044335 А включающий квазиутяжеление магнитной жидкости, подачу в нее исходного материала и разгрузку продуктов обогащения, отличающийся тем, что, с целью повышения производитель ности процесса и повышения точности сепарации за счет дифференциального изменения скорости и траектории движения частиц материала в зависимости от их плотности, одновременно с квазиутяжелением магнитной жидкости на нее дополнительно воздействуют магнитным полем с убывающим в направлении движения материала градиентом модуля напряженности, а подачу исходного материала на поверхность рабочего слоя производят в месте максимальной плотности магнитной жидкости.

1044335

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для сепарации по плотности минеральных смесей и других немагнитных материалов.

Известен способ магнитогидравлической сепарации, заключающийся в том, что магнитную жидкость помещают в магнитное поле с постоянным градиентом модуля напряженности, обеспечивающим заданную эффективную (О плотность всего рабочего слоя.магнитной. жидкости, подают в .нее исходный материал и производят выгрузку продуктов разделения (1 j.

Наиболее близким по технической >5 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является магнитогидростатический способ обогащения полезных ископаемых, включающий квазиутяжеление магнитной жидкости, подачу в нее исходного материала и разгрузку продуктов обогащения (2 ).

Недостатки способов — низкая производительность процесса обогащения и невысокая точность разделения обусловленные тем, что процесс разде- ", ления исходного материала по заданной плотности в квазиутяжеленной маг,нитной жидкости происходит медленно„

1 как и в тяжелых жидкостях.

Цель изобретения — повышение проЗо изводительности процесса и повышение точности сепарации за счет дифферен- . циального изменения скорости и траектории движения частиц материала в зависимости от их плотности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно магнитогидростатическому способу обогащения, полезных ископаемых, включающему квазиутяжеление магнитной жидкости, подачу в нее ис- Щ ходного материала и разгрузку продуктов обогащения, одновременно с квазиутяжелением магнитной жидкости на нее дополнительно воздействуют магнитным полем с убывающим В направлении движения материала градиентом .модуля напряженности, а подачу исходного материала на поверхность рабочего слоя производят в месте максимальной плотности магнитной жидкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Однойременно с квазиутяжелением магнитной жидкости путем помещения ее в магнитное поле с постоянным градиентом модуля напряженности на нее дополнительно воздействуют магнитным полем с убывающим в направлении движения материала градиентом модуля напряженности, а подачу исходного материала на поверхность рабо- 60 чего слоя производят в месте максимальной плотности магнитной жидкости.

Такое воздействие на квазиутяжеленную магнитную жидкость обеспечивает квазиутяжеление участка рабочего слоя магнитной жидкости с монотонно возрастающей эффективной плотность>о, соответственно с возрастанием которой возрастают выталкивающая сила и сила гидравлического сопротив-, ления, действующие на частицы разделяемого материала. В результате происходит дифференциальное изменение скорости и траектории движения частиц исходного материала в зависимости от их плотности.

Монотонное увеличение эффективной плотности от заданной величины (т.е. плотности разделения) производят до

ВЕЛИЧИНЫ ЭффЕКТИВНОЙ ПЛОТНОСТИi ПРЕ вышаюшей разность плотностей тяжелой и легкой фракций в и раз, где

1, 0(n (50, О. При этом участок рабочего слоя с монотонно возрастающей эффективной плотностью представляет собой слой магнитной жидкости, монотонно возрастающий по высоте, поверхность которого наклонена к поверхности рабочего слоя с заданной эффективной плотностью в направлении движения исходного материала. В этом слое вместе с монотонным изменением его эффективной плотности изменяется монотонно и выталкивающая сила, действующая на частицу, а также сила гидравлического сопротивления квазиутяжеленной магнитной жидкости, которая пропорциональна эффективной плотности магнитной жидкости, препятствует движению частицы в жидкости, растет Вместе со скоростью дви-. жения частицы и направлена против нее. Причем Выталкивающая сила,, кроме изменения по величине, монотонно меняет и угол наклона относительно силы тяжести д пределах 0-800, так как на этом участке в связи с возрастанием градиента модуля напряженности магнитного поля, т.е. в связи с возрастанием появляется горизонтальная составляющая выталкивающей силы в направлении, противоположном направлению возрастания градиента модуля напряженности

Таким образом, предлагаемый способ обогащения предусматривает создание рабочего слоя квазиутяжеленной магнитной жидкости, состоящего из двух частей с различными физическими свойствами. Одна часть (как в известном способе) — слой квазиутяжеленной магнитной жидкости с заданной эффективной плотностью, другая — слой квазиутяжеленной магнитной жидкости с монотонно возрастающей эффективной плотностью. Обе эти части составляют единое целое — рабочий слой магнитной жидкости. Магнитная жидкость в обеих частях одна и та же, а отличие в эффективных плотностях и законах их распределения обусловлено параметрами магнитного поля в соответствующих зонах. Параметры магнит1044335

BHHHTIH. Заказ 7410/б

Тираж 580 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4 ного поля с убывающим в направлении движения материала градиентом модуля напряженности, т.е. в зоне, где создают часть рабочего слоя с монотон-. но изменяющейся (убывающей или возрастающей) эффективной плотностью, выбирают с учетом крупности исходного материала заданной плотности разделения, разности плотностей тя- . желой и легкой фракций, требуемой точности разделения, последняя и оп- 10 ределяет величину в .

Такая структура рабочего слоя магнитной жидкости обеспечивает дифференциальное изменение скорости и траектории движения частиц в зави- 15 симости от их плотности за счет того, что движение частиц легкой и тяжелой фракций происходит в разных условиях. Максимальная плотность ра- бочего слоя магнитной жидкости, на поверхность которого производят подачу исходного материала, выбрана по. расчету такой величины, при которой легкая частица, падая на наклонную поверхность магнитной жидкости, не погружается в нее, а скользит по ней. Затем за счет равнодействующей силы тяжести, гидравлического сопротивления и выталкивающей силы она выносится на поверхность рабочего слоя- с заданной эффективной плотностью, не погружаясь в него, так как его эффективная плотность больше или равна плотности легкой частицы, которая потом уходит в зону разгрузки легких фракций. В то же . 35 время при этой величине эффективной плотности магнитной жидкости тяже-лая частица, падая с той же высоты, что и легкая, полностью погружается в магнитную жидкость и за счет равно- 40 действующей силы тяжести, гидравлического сопротивления (которые будут уже иными, чем в случае легкой частицы) и выталкивающей силы движется по траектории, отличной от траектории45 легкой частицы, в зону разгрузки тяжелых фракций.

После попадания частиц исходного материала на наклонную поверхность магнитной жидкости происходит упорядочение движения основной массы час5 тиц в зависимости от их плотностей, увеличивается их подвижность друг относительно друга, так как они дви-. жутся по разным траекториям и во все ,более отличающихся условиях. Случайно захваченные тяжелые частицы легкими, в части рабочего слоя с заданI ной эффективной плотностью выпадут в зону разгрузки тяжелых фракций, а случайно попавшие легкие частицы в поток тяжелых всплывут на поверхность рабочего слоя с заданной эффективной плотностью, т.е. в последнем происходит повторная перечистка от случайных взаимозасорений. Таким образом обеспечивается повышение точности сепарации, т.е. улучшается качество разделения.

При .этом происходит и повышение производительности процесса обога" щения, потому что увеличение относи-: тельной подвижности частиц уменьшает время одновременного пребывания частиц в зоне разделения, что позволяет повысить допустимое количество исходного материала в единицу времени в зоне разделения, которое успевает точно разделиться в рабочем слое магнитной жидкости соответственно плотностям фракций, т.е ° позволяет повысить удельную нагрузку по исходному материалу при неизменной зоне разделения.

На чертеже схематически изображена структура рабочего слоя квазиутяжеленной магнитной жидкости в вертикальной плоскости симметрии.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный материал подают в направлении, указанном стрелкой 1, на наклонном участке рабочего слоя магнитной жидкости 2 с эффективной плотностью - происходит изменение траекторий -и упорядочение движения частиц в соответствии с их плотностью.

Частицы легкой фракции, двигаясь дальше по поверхности участка рабочего слоя с эффективной плотностью разгружаются в сборник 3. Частицы тяжелой фракции, пройдя через рабочий слой магнитной жидкости, разгружаются в сборник 4.

Предлагаемый способ обогащения реализуется в существующих магнитогидростатических сепараторах, в которых производят сепарацию по из-. вестному способу, имеющих полюсные наконечники с гиперболическим или другим профилем, путем изменения конфигурации профилей полюсных наконечников, обеспечивающих на выбранной длине зону магнитного поля с убывающим в направлении движения исходного материала градиентом модуля напряженности.