Сепараторы с открытым градиентом магнитного поля

За рубежом наибольшее распространение получили сухие се­параторы с вращающимся магнитным валом (с открытой магнитной системой). Принцип действия этих аппаратов аналогичен сепарато­рам с верхней подачей исходного продукта типа ПБС. Для разгрузки магнитного продукта, притянувшегося к валку (барабану), использу­ется либо щетка, либо бесконечная лента, огибающая магнитный и натяжной валки.

Основным и наиболее дорогостоящим элементом сепаратора является магнитный валок, состоящий из вала 1, тороидообразных магнитов 2 и шайб 3 из магнитомягкого материала (рис. 1 а). Со­седние магнитные диски устанавливаются таким образом, чтобы они были обращены друг к другу одной полярностью. Такая конструк­ция магнитного вала, а также правильные соотношения толщины тороидообразных магнитов и шайб позволяют создавать высокие магнитные поля с индукцией до 2 Тл. Зависимость индукции маг­нитного поля от расстояния до поверхности магнитного валка в зоне наивысшего градиента сепараторов фирмы «Raoul Lenoir» приведе­на на рис. 1 б [4]. Различные зависимости характеризуют свойства и качество изготовления постоянных магнитов.

Рис. 1. Схема магнитного валка (а) и зависимость индукции магнитного поля от расстояния до поверхности магнитного валка (б): 1 – вал; 2 – тороидообразный магнит; 3 – магнитомягкая шайба.

Анализируя зависимости, приведенные на рис. 1 б, можно отметить следующее. Магнитная система хотя и обеспечивает высо­кое магнитное поле, но поле это неглубокое и резко снижается при удалении от поверхности системы. Так, при удалении от поверхно­сти магнитной системы всего на 0,5 мм индукция магнитного поля снижается более чем в два раза. Поэтому все фирмы-производители стремятся максимально приблизить разделяемый материал к по­верхности магнитного валка: 1) путём применения верхней подачи исходного продукта; 2) снижения толщины бесконечной ленты для разгрузки магнитного продукта (у сепаратора «Pemroll» фирмы «Ore sorters international» используется кевларовая лента толщиной 0,15 мм); 3) применения щётки для разгрузки магнитного продукта с вал­ка (отказ от бесконечной ленты).

Сепараторы с магнитными валками из редкоземельных магни­тов изготовляются фирмами «Ore sorters international» (Pemroll), «Boxmag Rapid» (Magnaroll), «Eriez» (Roll), «Raoul Lenoir» (Rollmag) «Механобр» (ПВС-28/10) и др.

В табл. 1 приведены характеристики некоторых сепарато­ров Roll фирмы «Eriez». Сепараторы отличаются диаметром (75, 100 и 300 мм) и длиной валков (различная производительность). Фирма указывает максимальную индукцию магнитного поля 2,1 Тл (1680 кА/м), крупность перерабатываемого сырья -13+0,075 мм. Фирма «Eriez» разрабатывает сепаратор для обогащения более мелкого сы­рья сухим способом (применение встряхивания и перемешивания).

Валковые сепараторы компонуются в схему с последователь­ным выделением магнитных или немагнитных продуктов. Обяза­тельна предварительная сепарация в слабом магнитном поле для удаления сильномагнитных частиц.

Табл. 1. Технические характеристики сепараторов «Roll» фирмы «Eriez»

Модель	Диаметр валка, мм	Ширина питания, мм	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм
RE75-10 RE75-30 RE75-60		250 760 1500		875 1700 3400
RE100-10 RE 100-30 RE 100-60		250 760 1500		875 1700 3400
RE300-10 RE300-30 RE300-60		250 760 1500		875 1700 3400

Остановимся на конструкции известных сепараторов PERMOS [2]. Кратко о магнитной системе. Для промышленных сепараторов PERMOS окончательно была выработана магнитная сис­тема с приблизительно 50 небольшими блоками из NdFeB, различно намагниченными, образую­щими угол от 120 до 90 градусов вдоль окружности барабана сепаратора. Эта разработка обеспечивает магнитное поле интенсивностью приблизительно 0,7 Тл на поверхности барабана и более 0,3 Тл на расстоянии 8 мм от поверхности барабана с минимальными тангенциальными силами, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Схема магнитной системы сепаратора PERMOS.

Разработка сепаратора для мокрого обога­щения в магнитном поле средней интенсивности выполнялась на базе усовершенствованной моде­ли PERMOS для мокрого обогащения, показан­ной на рис. 3, с диаметром барабана 600 мм, дли­ной барабана 600 мм и следующими конструк­тивными особенностями:

Рис. 3. Мокрый магнитный сепаратор PERMOS 606.

- камера для пульпы изготовлена из нержавеющей стали, ее конструкция позволяет работать либо в прямоточном, либо в полупротивоточном режиме. Она имеет регулируемую разгрузочную щель в зоне разгрузки магнитного продукта, вертикальную трубу для разгрузки немагнитного продукта, задвижки, или вентили, для регулирования скорости потока и горизонтальный сливной порог для пульпы;

- поворачивающаяся магнитная система, изготовленная из сплава NdFeB, обеспечивает индукцию поля около 0,7 Тл на поверхности барабана и располагается более или менее горизонтально внутри вращающегося барабана из нержавеющей стали;

- имеются два отдельных привода для барабана сепаратора и разгрузочного ролика с электродвигателями с регулируемым числом оборотов;

- имеется специальный разгрузочный ролик, оборудованный элементами из мягкой стали для облегчения удаления магнитного материала с барабана.

Мокрые магнитные сепараторы PERMOS были успешно испытаны для удаления пирротина из промпродукта флотации, для удаления железосодержащих примесей из флюоритового флотационного концентрата перед сепаратором JONES и из шламов получаемых при полировке оптических стекол также для переработки мартитовых железных руд.

Сепаратор PERMOS для сухой магнитной сепарации с диаметром барабана 600 мм имеет следующие основные узлы:

- поворачивающуюся магнитную систему, изготовленную из материала неодим-железо-бор, обеспечивающую индукцию магнитного поля 0,7 Тл на поверхности барабана, которая расположена более или менее вертикально внутри вращающегося барабана, изготовленного из нержавеющей стали;

- привод барабана от электродвигателя с регулируемым числом оборотов (здесь не показан);

- вибропитатель, подающий материал горизонтально на барабан;

- пылезащищенный корпус, состоящий из двух частей, сравнительно большого объема в зоне сепарации, изготовленный из листа обычной стали;

- делитель с регулирующими наклонными шиберами, изготовленный из нержавеющей стали, установленный ниже потока материала для эффективного разделения его на магнитную, немагнитную фракции и промпродукт.

Эта модификация может применяться так же, как магнитный сепаратор со свободно падающим питанием.

Испытания сухой магнитной сепарации при разной производительности показали, что при скорости подачи питания менее 50 т/ч на метр длины барабана не наблюдается какого-либо изменения технологических показателей как при непосредственной горизонтальной подаче материала на барабан, так и при свободно падающем питании. При более высокой скорости подачи питания наблюдалось снижение селективности разделения.

Главной областью применения сухих сепа­раторов PERMOS является удаление железа из абразивных порошков и других промышленных материалов, а также предварительное обогаще­ние мартитовых и гематитовых руд, когда нет достаточного количества воды для реализации мокрого процесса.

Разработанный институтом «Механобрчермет» (г. Кривой Рог, Украина) [5] барабанный магнитный сепа­ратор ПБМС 60/50 представляет собой барабан с магнитной индукцией на поверхности от 0,3 до 0,4 Тл и в зависимости от типа ванны выполняется в трех модификациях: прямоточной двухпродуктовой, прямоточной трехпродуктовой и сухой.

Магнитная система внутри барабана сепара­тора состоит из двух частей – основной непод­вижной и дополнительной, выполненной с воз­можностью перемещения для образования зазора между ней и основной магнитной системой в случае работы сепаратора в трехпродуктовом ре­жиме.

Барабанный сепаратор для работы в сухом режиме был смонтирован на обогатительной фабрике концерна «Запорожабразив» в первой стадии магнитного обогащения технологической схемы производства электрокорунда нормаль­ного.

Определены оптимальные режимные парамет­ры работы сепаратора:

- крупность исходного питания – 2 мм;

- производительность – 25 т/ч;

- скорость вращения барабана – 55-73 об./мин.

При этих режимных параметрах из исходного материала с массовой долей железа общего 0,9-2,0% был получен немагнитный продукт с массовой долей железа от 0,18 до 0,45% в зависимости от количества примесей железа в исходном продукте, что соответствует техническим условиям технологического процесса (до 0,6%).

Сепараторы первого типа на новых магнитах по заказам предприятий созданы на кафедре обогащения полезных ископаемых Уральской государственной горно-геологической академии в г. Екатеринбурге: сепаратор ПВС 17/12 для переработки шлихов россыпных месторождений; ПБС 30/100 для переработки гранулированного шлака; ПБС 37/100 для обогащения марганцевой руды [6].

Дата добавления: 2015-07-02