Валковые сепараторы для сухого и мокрого обогащения

Сепараторы с сильным магнитным полем для сухого и мокрого обогащения слабомагнитных руд

К сепараторам с сильным магнитным полем для обогащения слабомагнитных руд и продуктов относятся валковые и высокоградиентные (полиградиентные) сепараторы и сепараторы различных конструкций с магнитными системами на постоянных магнитах на основе редкоземельных элементов.

К этой группе аппаратов относятся валковые сепараторы типа ЭВС и ЭВМ для сухого и мокрого обогащения. Валковые сепараторы с малым диаметром валка (менее 15 мм) называются роликовыми. Известны конструкции дисковых сепараторов, которые по принципу разделения также можно отнести к сепараторам рассматриваемой группы, но в настоящее время дисковые сепараторы практически не применяются в связи с низкой производительностью.

Особенностью валковых сепараторов является замкнутая рабочая зона разделения, ограниченная с одной стороны полюсными наконечниками, а с другой – вращающимся валком. Это ограничивает крупность разделяемых частиц (как правило, менее 5 мм) и длину рабочей зоны (трудность создания сильного поля в большом объёме) и как следствие снижает производительность валковых сепараторов, которая значительно меньше, чем у барабанных с открытой зоной разделения. Способ подачи исходного продукта может быть верхним или нижним.

Магнитная система валковых сепараторов – замкнутая электромагнитная с замыканием магнитных силовых линий через индукционный валок. Валок сепаратора имеет выступы прямоугольного или треугольного сечения (см. рис. 2), чем достигается повышение неоднородности и силы магнитного поля на выступе, по сравнению с противолежащим плоским или вогнутым полюсом. В результате этого слабомагнитные частицы притягиваются к выступам валка (на выступах максимальная магнитная сила) и выносятся валком в приёмник магнитной фракции.

Основное применение валковых сепараторов – обогащение слабомагнитных минералов и обезжелезивание неметаллических полезных ископаемых, керамического сырья и других продуктов. Обогащению подвергаются марганцевые и слабомагнитные железные руды, пески россыпных месторождений (извлечение ильменита, граната, ставролита, монацита и др.) и другие слабомагнитные руды и продукты.

Технические характеристики некоторых типов валковых сепараторов приведены в табл. 1.

Рассмотрим конструкцию и принцип действия валковых сепараторов на примере аппаратов, приведённых на рис. 3.

Сепаратор 2ЭВС-30/100 (см. рис. 3а) предназначен для сухого обогащения слабомагнитных руд крупностью менее 50 мм. Магнитная система сепаратора 2, 3 имеет Х-образную форму и замыкается двумя валками 5. На центральную часть магнитопровода 3 надеты обмотки возбуждения 2 (две – для среднемагнитных руд, десять – для слабомагнитных). Валок сепаратора (см. рис. 3г) состоит из стального вала, на который попеременно надеты диски из магнитотомягкой стали и немагнитного материала (резины и др.). Магнитные силовые линии замыкаются перпендикулярно оси валка.

Сепаратор 2ЭВС-30/100 имеет верхнюю подачу материала. Исходный продукт делится в бункере 1 на два параллельных потока, которые поступают на вращающиеся валки 5 (рис. 3а). Слабомагнитные частицы притягиваются к валку и транспортируются им в зону ослабления магнитного поля, где они отрываются от валка и попадают в свой приёмник.

Таблица 1. Технические характеристики валковых сепараторов

Параметры	2ЭВС-30/100	8ЭВС-15/100	4ЭВМ-30/100	4ЭВМ-38/250
Размер валка, мм: - диаметр - длина	300 1000	160 1000	300 1000	380 2500
Число валков
Максимальная напряжённость магнитного поля на выступе валка, кА/м
Номинальная мощность приво­да, кВт
Габаритные размеры, мм: - длина
- ширина - высота	1600 1990	2500 3500	2200 2400	2900 3000
Масса (без пуско- регулирующей аппаратуры), т	8,2			37,5

Немагнитные частицы под действием гравитационной и центробежной сил отрываются от валка раньше слабомагнитных частиц и попадают в свой приёмник.

Сепаратор 8ЭВС-15/100 с верхней подачей исходного продукта предназначен для сухого обогащения слабомагнитных руд крупностью менее 4 мм. Сепаратор имеет восемь рабочих валков (роликов) с индивидуальным приводом. Магнитная система сепаратора состоит из магнитопроводов 3, катушек 2, полюсных наконечников 4 и дополнительных магнитопроводов б (см. рис. 3б). Дополнительные магнитопроводы устанавливают со стороны нерабочего зазора с целью уменьшения магнитного сопротивления и предотвращения прогиба валков.

Рис. 3. Валковые сепараторы для обогащения слабомагнитных руд:

а – 2ЭВС-30/100: 1 – бункер-питатель; 2 – катушка; 3 – сердечник; 4 – полюсный наконечник; 5 – валок; 6 - шибер;

б – 8ЭВС-15/100: 1 – бункер-питатель; 2 – катушка; 3 – сердечник; 4 – полюсный наконечник; 5 – валок; 6 – дополнительный магни-топровод; 7 – привод;

в – 4ЭВМ-38/275: 1 – бункер-питатель; 2 – катушка; 3 – сердечник; 4 – полюсный наконечник; 5 – часть полюсного наконечника со щелями; 6 – валок; 7 – замыкание магнитного потока;

г – наборный валок с прямоугольным сечением выступов: 1 – стальной вал; 2 – диск из магнитомягкого материала; 3 – диск из немагнитного материала;

д – сочетание валка с выступами треугольного сечения и полюсного наконечника с впадинами и щелями: 1 – валок; 2 – полюсный наконечник; 3 – щель для разгрузки немагнитного продукта.

Принцип разделения на валке сепаратора аналогичен принципу разделения на сепараторе 2ЭВС-30/100. Особенностью сепаратора является наличие распределительных течек, позволяющих осуществлять две технологические схемы. На левой части сепаратора 8ЭВС-15/100 (см. рис. 3б) изображена технологическая схема из одной операции разделения, когда исходный продукт делится на восемь частей и поступает на восемь валков. Это позволяет добиться большей производительности. На правой части сепаратора 8ЭВС-15/100 изображена технологическая схема из двух операций разделения, когда исходный продукт делится на четыре части и поступает на два верхних (первых) и два третьих валка. Немагнитные продукты двух первых валков поступают на два вторых валка, а немагнитные продукты двух третьих валков поступают на два четвёртых валка (нумерация валков – сверху вниз). Это позволяет обеспечить максимальное извлечение слабомагнитных минералов.

Сепаратор 4ЭВМ-38/275 с боковой подачей материала предназначен для мокрого обогащения узкоклассифицированного слабомагнитного материала крупностью -4+1 и -1+0,1 мм. Сепаратор имеет четыре рабочих валка 6 с выступами треугольного сечения. Магнитная система сепаратора состоит из магнитопроводов прямоугольного сечения 3 с надетыми на них обмотками возбуждения 2 и полюсных наконечников 4 с щелевидными отверстиями 5 в зоне разгрузки немагнитных продуктов. Магнитный поток замыкается по трём контурам 7 через четыре рабочих зазора для каждого валка (рис. 3в).

Напряжённость магнитного поля сепаратора 4ЭВМ-275 на нижних валках достигает 1600 кА/м. На верхних валках напряжённость магнитного поля на 25 % меньше.

Рабочую зону сепаратора (зазор) образует валок сепаратора 1 с выступами треугольного сечения и полюсные наконечники 2 с впадинами, расположенными напротив выступов (зубцов) валка (рис. 3д). Для разгрузки немагнитного продукта в полюсном наконечнике выполнены щелевидные отверстия 3 (см. рис. 3д) с шириной 5 и 2 мм при обогащении материала крупностью -4+1 и -1+0,1 мм, соответственно. Шаг и угол заострения зубцов свои для различной крупности материала (для более мелкого – меньше шаг и угол заострения).

Сепаратор работает следующим образом. Из питателя 1 предварительно обезвоженный материал по лоткам с канавками направляется на два верхних вращающихся валка 6 (см. рис. 3в). Число канавок лотков соответствует числу зубцов валков, а ось каждой канавки совпадает с осью соответствующего зубца валка. Слабомагнитные частицы притягиваются к выступам вращающихся валков и выносятся ими за пределы действия магнитного поля, где происходит разгрузка слабомагнитных частиц в соответствующее отделение ванны сепаратора. Немагнитные частицы под действием силы тяжести и потока воды разгружаются через щели полюсных наконечников и поступают на нижние валки на второй приём обогащения. Уровень пульпы в ваннах поддерживается постоянным с помощью переливных порогов. Сепаратор изготавливается в двух исполнениях: А и Б для мелкого и крупного материала, отличающихся валками и полюсными наконечниками.

Дата добавления: 2015-07-02