Лабораторный магнитный сепаратор

 

Использование: разделение минералов по магнитным свойствам. Сущность изобретения: на вертикальном полом валу 5 закреплена немагнитная обойма 3. На ее поверхности закреплены магниты 4 чередующейся полярности. Они расположены радиально. Над магнитной системой расположена неподвижная сепарационная камера 1. На ее конической поверхности закреплены под углом к образующей конуса немагнитные направляющие 2. Камера 1 установлена с возможностью вертикального перемещения. Вал 5 вращается от двигателя 6. Над камерой расположен конический распределитель питания 7. Он выполнен из немагнитного материала и обращен вершиной вверх. Немагнитный отражатель питания 8 выполнен в виде усеченного конуса, обращенного вверх большим основанием. Под валом 5 установлен приемник магнитной фракции. Под нижним торцом камеры 1 расположен приемник немагнитной фракции. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1722587 А1 (51)5 В 03 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829357/03 (22) 24,05.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Ийститут физики им. Л,В. Киренского

СО АН СССР (72) А,Г. Звегинцев и П.И. Гранкин (53) 621.928.89(088.8) (56) Кармазин В.И; и Кармазин В.В. Магнитные методы обогащения. M.: Недра, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N. 940849, кл. В 03 С 1/02, 1980. (54) ЛАБОРАТОРНЫЙ МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Использование: разделение минералов по магнитным свойствам. Сущность изобретения: на вертикальном полом валу 5 закреплена немагнитная обойма 3. На ее поверхности закреплены магниты 4 чередуИзобретение относится к обогащению железных руд и может быть использовано для разделения магнитных минералов .по магнитным свойствам, т.е. для селективного разделения и обогащения минерального сырья.

Известные магнитные сепараторы, содержащие рабочую камеру и систему движущихся постоянных магнитов или электромагнитов, . разделяют магнитное сырье на магнитную и немагнитную компоненты.

Недостатком сепараторов такого типа является отсутствие воэможности селективного разделения магнитной фракции на отдельные компоненты.

Наиболее близким по техническому принципу действия к предлагаемому сепаратору является лабораторный магнитный сепаратор периодического действия, вклю. чающий в себя магнитную систему, состояющейся полярности. Они расположены радиально. Над магнитной системой расположена неподвижная сепарационная камера

1. На ее конической поверхности закреплены под углом к образующей конуса немагнитные направляющие 2. Камера 1 установлена с воэможностью вертикального перемещения. Вал 5 вращается от двигателя 6. Над камерой расположен конический распределитель питания 7. Он выполнен из немагнитного материала и обращен вершиной вверх. Немагнитный отражатель питания 8 выполнен в виде усеченного конуса, обращенного вверх большим основанием. Под валом 5 установлен приемник магнитной фракции. Под нижним торцом камеры 1 расположен приемник немагнитной фракции. 3 ил. щую из магнитов с полюсами чередующейся полярности, радиально размещенными по периферии плоской обоймы, закрепленной на валу, соединенном с электродвигателем, и.размещенную на столе сепарационную камеру.

Недостатком такого сепаратора является его низкая производительность, обусловленная периодичностью действия.

Цель изобретения — повышение производительности сепаратора путем непрерывности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном лабораторном магнитном сепараторе, содержащем магнитную систему с полюсами чередующейся полярности, радиально размещенными по поверхности обоймы; закрепленной на вертикальном валу, соединенном с электродвигателем, и сепарационную камеру в виде усеченного конуса, установленную с зазором и соосно с

1722587

30

50 магнитной системой, при этом зазор выполнен регулируемым, сепаратор снабжен направляющими пластинами, установленными в верхней части сепарационной камеры перпендикулярно ее поверхности и под углом к образующим конуса, и выполненными из немагнитного материала, конусным немагнитным распределителем питания, установленным над камерой вершиной вверх, и немагнитным отражателем питания в виде усеченного конуса, обращенного вверх большим основанием, и установленного под распределителем, обойма выполнена в виде усеченного конуса, поверхность которого параллельна поверхности камеры, а вал выполнен полым, при этом камера установлена с возможностью вертикального перемещения.

На фиг.1 изображен предлагаемый лабораторный магнитный сепаратор, общий вид; на фиг,2 — магнитная система, видсверху; на фиг,3 — сепарационная камера, вид сверху.

Магнитный сепаратор содержит сепарационную камеру 1, на которой установле- . 25 ны направляющие пластины 2, обойму магнитной системы 3, на наружной поверхности которой расположены постоянные магниты 4. Магнитная система закреплена на валу 5 и приводится во вращение электродвигателем 6, вал выполнены полым. Над сепарационной камерой находится конусный распределитель 7 питания, у основания которого укреплен отражатель 8. Контейнер

9 для магнитной фракции установлен под полым валом. Устройство содержит контейнер 10 для немагнитной фракции и подъемное устройство 11, обеспечивающее вертикальное перемещение сепарационной камеры относительно магнитной системы, Магнитная система (фиг.2) представляет собой усеченный конус, на наружной поверхности которого закреплены радиально расположенные постоянные магниты чередующейся полярности.

Сепаратор работает следующим образом.

Подлежащий разделению материал в виде порошка с размером частиц 0 — 100 мкм с помощью контейнера-воронки, конусного распределителя 7 питания и отражателя 8 попадает на боковую поверхность конусо. образной сепарационной камеры в область

"В" (фиг.2) Немагнитные частицы под действием силы тяжести скатываются с наклонной поверхности сепарационной камеры в приемник 10, Магнитные частицы под действием знакопеременного бегущего магнитного поля, возникшего в результате вращения магнитной системы электродвигателем, начинают перемещаться навстречу движущимся магнитам в результате вращения вокруг своих горизонтальных осей по спиральной траектории к центру сепарационной камеры и, стремясь сконцентрироваться в области "Б" (фиг,3), Для того, чтобы магнитные частицы из области "Б" продолжали движение к центру и через отверстие в валу попадали в контейнер 9, на боковой поверхности сепарационной камеры вертикально закреплены направляющие пластины 2, расположенные под углом к радиусу и выполненные из немагнитного материала. Эти пластины заставляют магнитные частицы двигаться по поверхности конуса внутрь полого вала вплоть до отрыва и падения в приемник 9.

Конусный распределитель 7 питания снабжен отражателем 8, который служит для того, чтобы вещество, подлежащее сепарации, не попало в область "А" (фиг,2) сепарационной камеры, Наиболее эффективно разделение вещества происходит, когда область "В" расположена на расстоянии, равном 1/3 длины магнита от его нижнего конца, Изменение расстояния между сепарационной камерой и магнитной системой с помощью подъемного устройства 11 приводит к изменению напряженности и градиента магнитного поля на поверхности сепарационной камеры. При минимальном зазоре между сепарационной камерой и магнитной системой величина магнитного поля и его градиент на поверхности сепарационной камеры принимают максимальные значения, сепаратор извлекает из породы все магнитные вещества вплоть до самых слабомагнитных. При большом зазоре извлекаются только сильномагнитные минералы.

Таким образом, изменяя расстояние между сепарационной камерой и магнитной системой и производя каждый раз сепарацию, из породы можно извлечь вещество с определенными магнитными свойствами или провести разделение магнитной фракции на отдельные компоненты. Аналогичный результат можно получить, если постоянные магниты заменить на электромагниты, а величину поля регулировать силой тока в обмотках. Однако такой способ удобен только в стационарных условиях при наличии источников электрической энергии.

В полевых геологических условиях наиболее подходит первый вариант, тем более, гго вращение магнитной системы при этом

1722587 заменить на ручное не представляет особой сложности.

Пример. На внешней поверхности немагнитного усеченного конуса с диамето ром основания 210 мм и углом наклона 40 5 закреплены радиально восемь постоянных магнитов прямоугольной формы (15х15х80) мм . Магниты имеют одинаковую длину, наружные торцы их расположены на окружности одного радиуса. Постоянные магниты 10 намагничены. в плоскости, перпендикулярной боковой поверхности конуса. Соседние магниты имеют противоположную полярность. Постоянные магниты изготовлены из бариевых ферритовых пластин. Максималь- 15 ная напряженность магнитного поля в месте расположения разделяемого вещества составляет 1,б.10 А/м, 5

Электродвигатель приводит во вращение магнитную систему с частотой 5-10 20 об/с. Угол наклона сепарационной камеры, равный 40, является оптимальным, т.е. при уменьшении этого угла немагнитные частицы удерживаются. на поверхности конуса и не скатываются в приемник 10, что снижает 25 производительность сепаратора. При увеличении этого угла снижается извлекательная способность сепаратора слабомагнитных минералов, Чем больше угол наклона конуса . магнитной системы, тем должна быть больше 30 напряженность магнитного поля в области . сепарируемого вещества для извлечения слабомагнитных фракций.

Для избежания потерь на токи Фуко сепарационная камера выполнена из не- 35 магнитного непроводящего материала — оргстекла. Направляющие пластины выполнены из листовой меди толщиной 0,2 мм и высотой 5 мм и расположены под углом

15 к радиусу сепарационной камеры. 40

Для проверки эффективности работы сепаратора была изготовлена искусственно смесь — магнетит, пирротин, речной песок с соотношением масс 1:1:1. При зазоре.10 мм между сепарационной камерой и магнитной 45 системой из смеси был извлечен магнетит в количестве 99,8 г, что составляет 99,8% магнетита, содержащегося в смеси, Время сепарации 120 с. Оставшийся продукт после первой сепарации был подвергнут. вторич- 50 ной сепарации при зазоре 5 мм между сепарационной камерой и магнитной системой.

Через 90 с из смеси было извлечено 99,7 r пирротина, т.е. 99,7% исходного продукта.

При вторичном опыте в качестве естест- 55 венных образцов был использован порошок минерального продукта Михайловского месторождения окисленных кварцитов с размером частиц 0,01 — 0,1 мм. Сепарация проводилась при различных зазорах между сепарационной камерой и магнитной систе- мой. Это позволило определить наиболее слабомагнитную фазу, которую сепаратор конкретного исполнения может извлечь иэ породы.

Опыты показали, что если намагничен2 ность насыщения (4) меньше 0,4 А м /кг в поле 8 10 5 А/м, то такое вещество сепаратор конкретного исполнения извлекать не может. Для того, чтобы извлечь вещество с

1, меньшей 0;4 А м /кг, необходимо посто2 янные бариевые ферритовые.магниты заменить на самарий-кобальтовые или элекТромагниты, создающие поля большей напряженности.

Таким образом, предлагаемая конструкция магнитного сепаратора позволяет увеличить его производительность в результате непрерывного действия. Кроме того, предлагаемый сепаратор сохраняет и лучшие свойства прототипа — разбивание флокул при вращении магнитных частиц и очищение материала от немагнитных примесей.

Предлагаемый магнитный сепаратор может найти широкое применение в научноисследовательских лабораториях, в геологических партиях при экспресс-анализе минералов. Использование указанного принципа разделения или обогащения минералов в промышленных сепараторах позволяет увеличить эффективность процессов обогащения, что, в свою очередь, приводит к снижению себестоимости промп родукта.

Формула изобретения

Лабораторный магнитный сепаратор. включающий магнитную систему с полюсами чередующейся полярности, радиально размещенными на поверхности обоймы, закрепленной на вертикальном валу, соединенном с электродвигателем, и сепарационную камеру в виде усеченного конуса, установленную с зазором относительно магнитной системы и соосно с ней, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности сепаратора путем обеспечения непрерывности его работы, он снабжен направляющими пластинами, установленными в верхней части сепарационной камеры перпендикулярно к ее поверхности и под углом к образующим конуса и выполненными из немагнитного материала, конусным немагнитным распределителем питания, установленным над камерой вершиной вверх,и немагнитным отражателем питания в виде усеченноГо конуса. обращенного вверх большим основанием и установленного под

1722587

Фиг.Я распределителем, обойма выполнена в виде усеченного конуса, поверхность которого параллельна поверхности камеры, а вал выполнен полым, при этом камера установлеиа с возможностью вертикального перемещения.

1 122587

Составитель Б. Левчаев

Техред М, Моргентал

Корректор М.Кучерявая

Редактор С.Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1016 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб„4/5