Магнитный сепаратор
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 элементами, размещенными равномерно между резиновыми пластинами и выполненными в виде резиновых полос шириной .0,35-0,45 ширины резиновой пластины, на каждой из которых закреплена магнитомягкая сетка с площадью квадратной ячейки, равной 1,42- ,67 -10 площади поперечного сечения барабана, шириной 0,30- 0,40 ширины резиновой пластины, при равной толщине резиновых полос и пла- cfnH, 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.
союз советских
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 03 С 1/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMMTCT
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
6 (21) 4829347/03 (22) 28.05;90 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Магнитогорский металлургический комбинат им. В. И. Ленина (72) Л, А. Тарабрина, В. M. Долгополов, Л. В.
Сафронова, Т. В. Чечулина и В. С. Мельников (53) 621.928(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1407549, кл. В 03 С 1/10, 1986. (54) МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (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, выпол„„5Ц „„1720722 A l элементами, 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, равной1,42 10 — 5,67 10 площадипоперечного сечения барабана, шириной 0,300,40 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. ненной иэ немагнитного материала и закрепленной на внешней поверхности барабана.
Однако при использовании указанного сепаратора для обогащения слабомагнитных руд, содержащих небольшое количество магнитного минерала. (10-25 f,), 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 полного
1720722
40
50 извлечения 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 размещена 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 области магнитного поля и разгружается в хвосты.
Кроме этого, устройство для увеличения градиента магнитного поля существенно усложняет конструкцию сепаратора и требует дополнительных эксплуатационных затрат.
Наиболее близким к изобретению является магнитный сепаратор для обогащения преимущественно слабомагнитных руд, включающий загрузочное устройство, бара- ЗО бан, футерованный с внешней стороны ре-, 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 зффективность обогащения недостаточна из-за малого градиента магнитного поля в рабочей зоне сепаратора, в результате чего наблюдаются потери слабомагнитных минералов с хвостами.
Цель изобретения — устранение указанных недостатков, а именно повышение эффективности обогащения.
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, барабан по его образующей снабжен полиградиентными 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 .10
1,42 10; 2,52 10; 5,67 10; 10,1 10 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 S>.
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- О мм с содержанием железа 29,1-34,7Я,.
Результаты 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 S; ширина пластины из сетки 0,300,40 Ь; угол наклона резиновых пластин к окружности барабана ЗО 50 ; угол наклона полиградиентных элементов к окружности
1720722
20
55 барабана 30-500; суммарная площадь резиновых пластин 1,05 — 1,75 S>, 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-А.
Магнитный 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 MBl HMTQMR кой сетки с плошадью квадратной ячейки, равной 1,42 .10 — 5,67 10 S, толщина рвзиновых полос д равна толщине резиновых пластин 8>, а ширина их b> и сетки bg составляет соответственно 0,35 — 0,40 и
0,30-0,40 ширины резиновых пластин b.
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 площади резиновых пластин к суммарной площади резиновых полос равно 1,05-1,75 S t.
Резиновые полосы предназначены для крепления магнитомягкой сетки к барабану, Магнитомягкая сетка предназначена для увеличения градиента магнитного поля.
Сепаратор работает следующим образом.
Окисленная железная руда в виде пульпы подается в загрузочное устройство 1, откуда равномерным слоем направляется в ванну 9 сепаратора под вращающийся барабан 2, футерованный резиной 3. Здесь исходный материал попадает в зону действия магнитного поля, создаваемого магнитной, . системой 8, на полиградиентные элементы
5. Резиновые пластины 4, прикрепленные к барабану, создают в рабочей зоне сепаратора взмучивание пульпы, что интенсифицирует процесс сепарации. Они также способствуют разгрузке концентрата на концентратный лоток. Немагнитные частицы вместе с основным количеством воды уходят в хвостовое отверстие 11. Магнитные и слабомагнитные частицы притягиваются к барабану 2 и сетке 7 полиградиентных элементов равномерно по всей их поверхности и перемещаются к краю магнитной системы
8, где они отцепляются от барабана и сетки полиградиентных элементов и самотеком поступают на концентратный лоток 10.
Таким образом., наличие на барабане сепаратора резиновых пластин, прикрепленных под углом 30 — 50 к его окружности и полиградиентных элементов позволяет увеличить эффективность обогащения.
Пример 1 (касается минимальных значений размеров и параметров резиновых пластин и полиградиентных элементов барабана сепаратора), Барабан магнитного сепаратора футерован резиной толщиной 2 мм, длина его
2440 мм, диаметр барабана 900 мм. Ширина резиновой пластины 100 мм, а толщина ее
12 мм, количество пластин 4, Ширина пластины из сетки 0,30 ширины резиновой пластины и равняется 30 мм, площадь квадратной ячейки сетки 1,42 10 площади поперечного сечения барабана сепаратора и равняется 9 мм, ширина резиновой полосы составляет 0,35 ширины резиновой пластины и равняется 35 мм, отсюда площадь резиновой полосы равняется 2440x35 =
=85400 мм . Пластины из резины и полиградиентные элементы прикрепляются к резиновой футеровке под углом 30 . Количество полиградиентных элементов выбрано из ус1720722 ловия; суммарная площадь резиновых полос равна 1,05 суммарной площади резиновых пластин, что согласно расчету соответствует 12 полиградиентным элементам
85400 и =- 1,05 (2240 ° 100 4), где n — число полиградиентных элементов, отсюда
976000 12
Эффективность обогащения составляет
19,0%>, что более чем в 3 раза превышает эффективность у прототипа (6,1%), . Пример 2 (касается средних значений размеров и параметров полиградиентных элементов и резиновых пластин барабана сепаратора);
Ширина резиновых полос составляет
0,40 ширины резиновых пластин и равняется 40 мм; площадь квадратной ячейки в пластинках из сетки соответствует 2,52 ° 10 площади поперечного сечения барабана сепаратора и равняется 16 мм; ширина пла2, стин из сетки составляет 0 35 ширины резиновых пластин и соответствует 35 мм; угол наклона пластин из резины и полиградиентных элементов к окружности барабана 40О;, суммарная площадь резиновых пластин составляет 1,40 суммарной площади резиновых полос, что соответствует 16 полиградиентным элементам, Условия проведения опытов и расчеты в. примере 2 аналогичны принятым в примере
1, Эффективность обогащения 18,6%.
Пример 3 (касается максимальных значений размеров и параметров полигра диентных элементов и резиновых ppвстин барабана сепаратора), Ширина резиновых полос составляет
0,45 ширины резиновых пластин и равняется 45 мм; площадь квадратной ячейки в пластинах из сетки равняетсч 5,67 106 площади поперечного сечения барабана сепаратора и составляет 36 мм; ширина пла2, стин из сетки составляет 0,40 ширины резиновых пластин и равняется 40 мм; угол наклона пластин из оезины и полиградиентных элементов к о> ружности барабана 50О; .суммарная площадь резиновых пластин составляет 1,75 суммарной площади резиновых полос, - что соответствует. 20
10 разующей под углом к окружности резиновые пластины, отличающийся тем, 35 что, с целью повышения .эффективности
50
30 полиградиентным элементам; эффективность обогащения 15,2%, Условия проведения опытов и расчеты в примере 3 аналогичны принятым в примере
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 эффективности обогащения.
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 обобогащения, Он снабжен полиградиентными элементами, расположенными вдоль образующей барабана между резиновыми пластинами и выполненными в виде закрепленных резиновых полос и магнитомягкой сетки с площадью квадратной ячейки, равной1,42 10 -5,67 10 площади поперечного сечения барабана и шириной, равной
0,30-0,40 ширины резиновой пластины, при этом ширина резиновой полосы равна 0,350,45 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
Таблица 1
Примечание
Определяемый о«тимальный размер
Размер полигралиентных элементов и паранетры установки их и резиновых пластин на барабане сепаратора
Опыт
Угол наклона градиентных элементов к окружности барабана ° град.
Суммарная площадь. ре э иковы <»т полос, им
Ширина ре аиновых полос,мм
Площадь квадратной ячейки сетки, ми
Ширина пластин иэ сетки, мм
4,4
5,8
1 Известный
2,52 16 s 0,35ь
1,40 S, 0,30L». 40
2 Ширина резиновых полос
Затруднено крепление пластин из сетки
2,52 16 8 0,35Ь
2 ° 51 10 s 0,35ь
2,52 16 8 0>35ь
2>52 10 S 0,35ь
Наибольвая эффективность обогащения - оптимальный размер виринм резиновых полос
18,0
7 Известный б,t
8 Плоз<адь каадрвт9 ной ячейки сетки
18,7
0,30Ь 30
0,30L 30
0>ЗОЬ 30
0,30Ь . 30
0,30Ь 30
Происходит заиливвние сетки
19,0
19,5
l9,2
l8 3. Эффективность обогащения снижается
13 Иавестнмй
14 Вырина пластин мэ сетки
4,8
6,8
5,67 <6 $
0,25Ь 50
Незначительное увеличение эффективности обогащения
0,45Ь
1,75 8<
5,67 ° tv $
5,67 10 ь
5,67 t 0 $.
5,67 16 В
15, >) 15
0,30Ь 50
0,35Ь 50
0,40L 50
0>45L 50
Достигаются максимальные показатели обогащенияоптимальная вирина пластин из сетки
17
15>0
Полиградиентные Эленентм задевают днище ванны сепаратора
Незначительное увеличение эффек>ивяости обогащения
19 Известный
5 7
8 2
z;5z lб s
0,35ь
20
0 40L
1,40 8<
Сепаратор работает устойчиво - оптимальный угол наклона
21
23
Происходит разбрызгивание магнитного продукте
16,5
Известный
Незначительное увеличение эффективности обогащения
5;3
8,4
2,52-<0 В о ° 35ь
Угол наклона по- 0,40 лиградиемтных элеиентов к окОу«а<ости барабана
1,40 8<, 20
16>9 Сепаратор работает устойчиво опт<елальный угол наклона
17,0
i 40 8»
l,4Î S<
1>40 В
1,40 s
40 30
40 40
40 50
40 60
0,35Ъ
0,35L
0>35Ü
0,351
27 .
Z8.
29
Происходит разбрызгивание магнитного продукта
l5,9
31 Известный
5,2
7,4 гу52 ° 10 $
О,7О В, Зффективность обеспечения увеличивается незначительно
0,35ь
0,40ь
40 40
40 40
40 40
33 Суммарная пло34 щадь резиновых
nOIk 2,52 10 S О ° 35Ь 2,52 16 S 0,35L 2,52 10 S 0,35Ь Наибольвнй выход концентрата н вмсокая эффективность обогащения - оптимальное количество лолиградиентнмх элементов 0,40ь 0,40ь 0,40ь 1,05 $< 1,40 s 1,75 8, 36 2,52 16 S 0,35l 40 40 0,40Ь. 2,10 8< 15,0 Выделяется концентрат с низким содержанием железа II Опмтм проведены при различных значениях S, Ь, S, Угол наклона резиновых плес тин k окружности барабана 0,35ь 0,4оь 0,456 0,50ь 0,35Ь 0,35L 0,35Ь 0,356 0,35t 0,45Ь 0,45Ь 0,45Ь 0,45L 0,40ь 0,40L 9,40Ь 0,40Ь. 0,40b 0,40ь 0,40ь 0,40Ь 0,63 16 В 1>42 lб В 2,52 ° lб S 5,67 16 S 10,1.16»$ 2,52 16 2,52 16 В 2,52 ° 16 S 2,52 10 S z,52 10 s 2,52 ° 16 8 .2,52 16 S 2,52 ° 16 $ 0 35ь 0,35Ь 0,35Ь О ° 35ъ Угол наклона резиновых пластин к окружности барабана, град. 1,40 SI 1,40 SI 1,40 В, 1,40 8, 1,05 $< tÎ5s 1,05 $< 1,05 8< l,05 S l,75 $, l,75 S< 1,75 $< 1,75 8 1,4О S, t,40 в, 1,40 В, 1 ° 40 s Эффе ктивность обогащения, Требуется больвая точность .изготовления полиградиентных элементов с тем, чтобы они не задевали днище ваннм сепаратора Достигаются мвксимальйые показатели обогащения - оптимальный размер ячейки сетки 1720722 Табпица 2 1720722 Составитель Б,Левчаев Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле Редактор О.Головач Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 910 Тираж Подписное ВНИИПИ Государотвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
