Способ разделения материалов


 


Владельцы патента RU 2495723:

Евтушенко Михаил Борисович (RU)

Изобретение относится к области магнитного обогащения и может быть использовано для разделения исходных руд и продуктов гравитационного обогащения в магнитных жидкостях по плотности. Способ разделения материалов включает сепарацию материалов с выделением немагнитной и магнитной фракций, подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости в зону разделения магнитожидкостного сепаратора, разделение материала в псевдоутяжеленной магнитной жидкости с выделением продуктов разделения, содержащих магнитную жидкость. Выделение магнитной жидкости из продуктов разделения, обработку выделенной жидкости в неоднородном магнитном поле и возвращение ее в магнитожидкостной сепаратор. Выделение магнитной жидкости из продуктов разделения осуществляют в центробежном поле, при этом выделенную жидкость подвергают вибрационному воздействию в неоднородном магнитном поле, величина произведения напряженности на градиент напряженности которого равна и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора. Изобретение позволяет повысить эффективность разделения и однородность магнитной жидкости. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области магнитного обогащения и может быть использовано для разделения исходных руд и продуктов гравитационного обогащения в магнитных жидкостях по плотности.

Известен способ магнитожидкостной сепарации, включающий подачу в зону сепарации магнитной жидкости, обработанной в неоднородном магнитном поле, величина напряженности и градиент напряженности которого устанавливают больше чем значения этих величин при сепарации, которой подвергают сепарируемую смесь, подавая ее на поверхность магнитной жидкости, отделение сагрегатированных частиц магнитной жидкости и выгрузку продуктов разделения (SU, авторское свидетельство №1546156, кл. В03С 1/00, 1988).

Недостатком данного способа является низкая эффективность сепарации, т.к. используемое стационарное магнитное воздействие на магнитную жидкость не позволяет полностью преодолеть взаимное притяжение между магнитными частицами магнитной жидкости и их агрегатами и тем самым не обеспечивает полноту выделения сагрегатированных частиц магнитной жидкости, образующихся в процессе ее эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ разделения материалов, включающий сепарацию материалов с выделением немагнитной и магнитной фракций, подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости в зону разделения магнитожидкостного сепаратора, разделение материала в псевдоутяжеленной магнитной жидкости с выделением продуктов разделения, содержащих магнитную жидкость, выделение магнитной жидкости из продуктов разделения, обработку выделенной жидкости в неоднородном магнитном поле и возвращение ее в магнитожидкостной сепаратор (Паньшин A.M., Евдокимов С.И. Применение метода магнитожидкостной сепарации при обогащении золотосодержащих россыпей // Горный журнал. 2010. №1, с.75-77).

Недостатком данного способа является низкая эффективность разделения, т.к. используемая в процессе разделения магнитная жидкость является неоднородной из-за формирования в ней агрегатов магнитных частиц, локальное скопление которых препятствует выделению материала тяжелой фракции.

Техническим результатом является повышение эффективности разделения за счет увеличения скорости и селективности процесса осаждения агрегатов магнитных частиц магнитной жидкости и стабилизации свойств магнитной жидкости путем повышения ее однородности.

Технический результат достигается в способе разделения материалов, включающем сепарацию материалов с выделением немагнитной и магнитной фракций, подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости в зону разделения магнитожидкостного сепаратора, разделение материала в псевдоутяжеленной магнитной жидкости с выделением продуктов разделения, содержащих магнитную жидкость, выделение магнитной жидкости из продуктов разделения в центробежном поле, при этом выделенную жидкость подвергают вибрационному воздействию в неоднородном магнитном поле, величина произведения напряженности на градиент напряженности которого равна и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора, и возвращают ее в магнитожидкостной сепаратор. Подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости производят в разные части зоны разделения магнитожидкостного сепаратора. Вибрационное воздействие осуществляют под углом от 5° до 85° к градиенту напряженности неоднородного магнитного поля.

Отличительными признаками предлагаемого способа разделения материалов являются выделение магнитной жидкости из продуктов разделения в центробежном поле, вибрационное воздействие на выделенную жидкость в неоднородном магнитном поле, величина произведения напряженности на градиент напряженности которого равна и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора, подача немагнитной фракции и магнитной жидкости в разные части зоны разделения магнитожидкостного сепаратора, осуществление вибрационного воздействия под углом от 5° до 85° к градиенту напряженности неоднородного магнитного поля.

Выделение магнитной жидкости из продуктов разделения в центробежном поле позволяет десорбировать молекулы стабилизатора, содержащегося в магнитной жидкости, с поверхности сепарируемых частиц, что позволяет частично восстановить состояние равновесия между стабилизатором, свободно присутствующим в магнитной жидкости, и стабилизатором, адсорбированным частицами магнетита.

Выбор величины произведения напряженности на градиент напряженности неоднородного магнитного поля, используемого при обработке магнитной жидкости, равным и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора позволяет осадить агрегаты магнитных частиц магнитной жидкости, формирующиеся в процессе магнитожидкостной сепарации, и тем самым повысить однородность магнитной жидкости и ее гомогенность.

Вибрационное воздействие, накладываемое на обрабатываемую магнитную жидкость, способствует повышению скорости и селективности процесса осаждения агрегатов магнитных частиц магнитной жидкости.

Осуществление вибрационного воздействия под углом от 5° до 85° к градиенту напряженности неоднородного магнитного поля способствует деструктуризации системы взаимодействия магнитных частиц магнитной жидкости и их агрегатов и ускоряет седиментацию последних под действием магнитодвижущей силы и вертикально направленной составляющей силы вибрационного воздействия.

Вибрационное воздействие под углом менее 5° является неэффективным, т.к. вибрационные колебания осуществляются вдоль направления магнитодвижущей силы, что приводит к минимизации силового воздействия, направленного вдоль магнитного поля на структурированные образования магнитных частиц магнитной жидкости и их агрегатов, которое способствует деструктуризации системы взаимодействия магнитных частиц магнитной жидкости.

Вибрационное воздействие под. углом более 85° является неэффективным, т.к. вибрационные колебания осуществляются вдоль магнитного поля, что способствует только деструктуризации системы взаимодействия магнитных частиц магнитной жидкости, но не оказывает влияния на седиментацию агрегатов магнитных частиц магнитной жидкости из-за отсутствия вертикально направленной составляющей силы вибрационного воздействия.

Подача магнитной жидкости и немагнитной фракции в разные части зоны разделения магнитожидкостного сепаратора позволяет избежать воздействия магнитной жидкости на установившиеся потоки движения сепарируемого материала в зоне разделения и тем самым не ускорять движение сепарируемых частиц в сторону разгрузки. В случае подачи магнитной жидкости и сепарируемого материала в одну часть зоны разделения магнитная жидкость своим потоком будет захватывать частицы сепарируемого материала, выносить их из зоны разделения и тем самым исключать саму возможность разделения этих частиц, что снижает эффективность процесса сепарации.

Способ разделения материалов осуществляется следующим образом. Проводят сепарацию материалов, выделяют немагнитную и магнитную фракции. После чего немагнитную фракцию и магнитную жидкость подают в зону разделения магнитожидкостного сепаратора. Магнитная жидкость содержит стабилизатор, магнитные частицы и жидкость носитель. Подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости производят в разные части зоны разделения магнитожидкостного сепаратора. Проводят разделение материала в псевдоутяжеленной магнитной жидкости с выделением продуктов разделения, содержащих магнитную жидкость. При разделении в магнитной жидкости происходят структурные изменения, связанные с сорбцией поверхностью сепарируемых частиц молекул стабилизатора, содержащегося в свободном состоянии в магнитной жидкости. В результате этого нарушается существующее равновесие между свободными частицами стабилизатора и частицами, адсорбированными поверхностью магнитных частиц магнитной жидкости. Возникающий недостаток свободных частиц стабилизатора компенсируется переходом в магнитную жидкость частиц стабилизатора, адсорбированных поверхностью магнитных частиц магнитной жидкости. Удаление стабилизатора с поверхности магнитных частиц магнитной жидкости приводит к формированию их агрегатов, что снижает однородность магнитной жидкости, тем самым снижает эффективность магнитожидкостной сепарации. Затем выделяют магнитную жидкость из продуктов разделения в центробежном поле. Магнитную жидкость можно выделять как из одного продукта разделения, так и из нескольких в зависимости от целесообразности, обусловленной количеством находящейся в них жидкости. Выделенную жидкость подвергают вибрационному воздействию в неоднородном магнитном поле, величина произведения напряженности на градиент напряженности которого равна и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора. При этом вибрационное воздействие осуществляют под углом от 5° до 85° к градиенту напряженности неоднородного магнитного поля. После чего ее возвращают в магнитожидкостной сепаратор.

Конкретный пример осуществления способа разделения материалов.

Разделению подвергали материал следующего состава: кварц 20-25%, ильменит 15-20%, магнетит 10-15%, мартит 1-5%, пирит 30-35%, арсенопирит 1-5%, прочее 1-5%. Исходный материал в количестве 3,1 кг разделяли на магнитном сепараторе СМБД-50 с получением магнитной и немагнитной фракции. В результате разделения были получены магнитная фракция в количестве 0,62 кг, представленная в основном магнетитмартитовым продуктом и немагнитная фракция, представленная кварц-ильменит-пирит-арсенопиритовым продуктом. Немагнитную фракцию в количестве 2,48 кг разделяли в магнитожидкостном сепараторе МГС-ПЗ, имеющем следующие характеристики неоднородного магнитного поля в зоне разделения: максимальная напряженность 202·103 А/м (Нc), градиент напряженности магнитного поля 4·106 А/м2 (grad Нс). Для процесса разделения использовали магнитную жидкость, содержащую стабилизатор, в качестве которого применяли олеиновую кислоту, частицы магнетита и керосин. Подачу материала в сепаратор осуществляли с помощью питателя ВП в зону загрузки магнитожидкостного сепаратора. Магнитную жидкость подавали в центральную зону магнитожидкостного сепаратора. Для сепарации использовали 0,45 л магнитной жидкости плотностью 0,95 г/см3. В результате магнитожидкостной сепарации были получены следующие продукты разделения, содержащие магнитную жидкость: арсенопиритовый концентрат (37 г) и кварц-ильменит-пиритовый хвост (2,443 кг). Ввиду того, что арсенопиритовый концентрат был получен в малом количестве, то выделение магнитной жидкости из него нецелесообразно. Из хвостов магнитную жидкость извлекали в центробежных поле устройства периодического действия ЦУР-0,4 и обрабатывали в неоднородном магнитном поле устройства ЛМ-1, имеющего следующие характеристики неоднородного магнитного поля в рабочей зоне: максимальная напряженность 230·103 А/м (Нo), градиент напряженности магнитного поля 4,8·106 А/м2 (grad Нo). Величина произведения напряженности магнитного поля на градиент напряженности устройства ЛМ-1 более величины произведения напряженности магнитного поля на градиент напряженности магнитожидкостного сепаратора МГС-П3, т.е. Ho·grad Ho>Hc·grad Нс. При обработке в устройстве ЛМ-1 на магнитную жидкость накладывали вибрационное воздействие посредством электромагнитного вибратора. Вибрационное воздействие осуществляли под углом 45° к градиенту напряженности неоднородного магнитного поля. После чего магнитную жидкость возвращали в магнитожидкостной сепаратор МГС-ПЗ.

Предлагаемый способ разделения материалов повышает эффективность их разделения, позволяет обогащать более мелкое сырье и бедные продукты, прост в эксплуатации и является низкозатратным.

1. Способ разделения материалов, включающий сепарацию материалов с выделением немагнитной и магнитной фракций, подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости в зону разделения магнитожидкостного сепаратора, разделение материала в псевдоутяжеленной магнитной жидкости с выделением продуктов разделения, содержащих магнитную жидкость, выделение магнитной жидкости из продуктов разделения, обработку выделенной жидкости в неоднородном магнитном поле и возвращение ее в магнитожидкостной сепаратор, отличающийся тем, что выделение магнитной жидкости из продуктов разделения осуществляют в центробежном поле, при этом выделенную жидкость подвергают вибрационному воздействию в неоднородном магнитном поле, величина произведения напряженности на градиент напряженности которого равна и более величины произведения напряженности на градиент напряженности магнитного поля магнитожидкостного сепаратора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу немагнитной фракции и магнитной жидкости производят в разные части зоны разделения магнитожидкостного сепаратора.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вибрационное воздействие осуществляют под углом от 5° до 85° к градиенту напряженности неоднородного магнитного поля.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к водной полимерной дисперсии, способу ее получения, ее применению и способу получения бумаги. Водная полимерная дисперсия для использования в качестве флоккулянта при изготовлении бумаги или для очистки воды содержит анионный растворимый в воде дисперсионный полимер, включающий в полимеризованной форме мономерную смесь, содержащую (i) один или несколько анионных мономеров, (ii) первый неионный винильный мономер, который представляет собой акриламид, и (iii) по меньшей мере, один второй неионный винильный мономер; растворимую в воде соль и стабилизатор, где растворимая в воде соль присутствует в количестве, равном, по меньшей мере, 2,0% мас.
Изобретение может быть использовано при производстве искусственного грунта, который применяют в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель.
Изобретение может быть использовано в дорожно-транспортном строительстве, в производстве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель.
Изобретение может быть использовано при производстве композиционных материалов, которые могут быть применены в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель.
Изобретение может быть использовано в технологии изготовления искусственного грунта, применяемого в дорожно-транспортном строительстве, в качестве удобрений для придорожного озеленения, лесоразведении, рекультивации полигонов твердых бытовых отходов и полигонов промышленных отходов, для биологической рекультивации нарушенных земель.

Изобретение относится к способам выделения веществ из растворов электролитов с последующим их разрядом на электродах и может быть использовано для выделения веществ или для повышения концентраций веществ в растворе.

Изобретение относится к способу и устройству обработки загрязненной воды в электролизере. Устройство для обработки загрязненной воды имеет электрокоагуляционный реактор (26) и отстойник для приема потока, выходящего из реактора.

Изобретение относится к устройствам для получения дезинфицирующих растворов и может быть использовано в различных областях техники, в том числе и в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к электрохимическим устройствам очистки воды, а именно к устройствам деоксигенации высокочистой воды. Устройство для электрохимической деоксигенации высокочистой воды содержит мембранный электролизер 1, состоящий по крайней мере из одной ячейки для мембранного электролиза, содержащей катодную камеру 3 с катодом 7, анодную камеру 4 с анодом 8, разделяющую катод и анод катионообменную мембрану 2 и каталитический реактор 16, соединенный с мембранным электролизером.

Изобретение может быть использовано в технологии электроактивационной обработки воды, используемой для питьевых целей в медицине и сельскохозяйственном производстве.

Изобретение относится к устройствам для разделения твердых частиц по плотности и может быть использовано в горнодобывающей, химической и других областях промышленности, в частности для эффективного отделения пустой породы из рудного минерального сырья.

Изобретение относится к области разделения твердых частиц по плотности и может быть использовано в горнодобывающей, обогатительной, химической и других областях промышленности, в частности для эффективного отделения пустой породы, ценных минералов и металлов из рудного минерального сырья.

Изобретение относится к областям обогащения полезных ископаемых и переработке вторичного сырья и может быть использовано для сепарации по плотности смесей из различных немагнитных материалов.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых путем разделения с помощью жидких сред по плотности и может быть использовано для извлечения ценных компонентов из руд, а также для очистки вод, включающих в себя различные примеси.

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей от твердых и коллоидных частиц и примесей и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах.
Изобретение относится к области магнитного обогащения полезных ископаемых и предназначено для регенерации магнитных жидкостей преимущественно на углеводородной или кремнийорганической основе.

Изобретение относится к области разделения твердых материалов в жидкой среде по электропроводности. .

Изобретение относится к области разделения твердого материала в суспензии под воздействием магнитного и электрического полей и может быть использовано в горнодобывающей, обогатительной, химической и других областях промышленности.
Изобретение относится к технологии приготовления магнитных жидкостей со стабильными свойствами при воздействии на них неоднородного магнитного поля, которые используются в уплотнительных устройствах, в дефектоскопии, в приборах контроля, при разделении немагнитных материалов по плотности и т.д.

Изобретение относится к области очистки газов от взгонов металла, тонкодисперсной, лиофобной, олеофобной и других взвешенных частиц пыли, а также для нейтрализации серного ангидрида, оксидов азота и углерода, трития, криптона-85 и других токсичных газов, с помощью мокрых пылеуловителей.

Изобретение относится к экологической очистке и нейтрализации выпускных газов от тонкодисперсных, взвешенных частиц, серного ангидрида, оксидов азота, углерода и других токсичных компонентов. Гидромагнитный газоочиститель содержит: бункер 1; каплеуловитель 13 с функцией дефлектора в газовыпускной трубе 6 и в зоне ее тангенциального сопряжения с наклонной промывочной шахтой-вихреобразователем 3, в которой установлены форсунки 11 и наклонные металлические в шахматном порядке полки 4 из магнитомягкого перфорированного материала; емкость 7 с промывочной морской водой или мочевиной и ее перекачивающие из бункера 1 в емкость 7 и в шахту 3 насосы 8; систему автоматики, обеспечивающую регулирование уровня жидкости в бункере 1. В работе за счет фокусирования магнитного поля высокой энергии и вихреобразования и газожидкостного контакта в шахте 3 происходит нейтрализация токсичных газов, а также смачивание, коагуляция, сепарация и выделение твердых токсичных частиц из промываемого потока газа и выпадение их в бункер 1. Очищенный газ с каплями воды, закручиваясь, поступает к каплеуловителю 13, где происходит его доочистка и отделение воды, а стекающие капли и твердые частицы через отстойник 23 выпадают в бункер. Технический результат заключается в повышении качества очисти газов от окислов азота, серы, углерода, сажи и других компонентов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх