RU2133155C1 - Magneto-gravitational separator - Google Patents

Abstract

FIELD: dressing of heavily magnetized ores. SUBSTANCE: magneto-gravitational separator has cylindrical and conical body made from nonmagnetic material, fixtures to supply starting suspension, rinsing water and to remove products of separation, magnetic system mounted outside and inside body. Magnetic system is manufactured in the form of electromagnetic coils arranged uniaxially which provides for creation of low-gradient magnetic field. Relation of radii of contiguous electromagnetic coils may amount to 1.5-2.5. Electromagnetic coils can be fitted with autonomous systems regulating intensity of magnetic field. EFFECT: raised productivity of separator. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при выделении тонкодисперсных ферромагнитных минералов и материалов. The invention relates to the field of mineral processing and can be used in the separation of finely divided ferromagnetic minerals and materials.

Для обогащения сильномагнитных руд известна конструкция магнитно-гравитационного сепаратора (МГС), обеспечивающая за счет создания объемного низкоградиентного магнитного поля напряженностью 50-100 Э одновременное разделение минеральных комплексов по магнитным свойствам и плотности, при этом с наружной стороны немагнитного корпуса установлена магнитная система в форме электромагнитной катушки [1]. To enrich strong magnetic ores, the construction of a magnetic gravity separator (MGS) is known, which ensures, by creating a 50-100 Oe volume low-gradient magnetic field, at the same time that mineral complexes are separated by magnetic properties and density, while a magnetic system in the form of an electromagnetic system is installed on the outside of the non-magnetic case coils [1].

Наиболее близким изобретением является магнитно-гравитационный сепаратор, включающий цилиндроконический корпус из немагнитного материала, приспособления для подачи исходной суспензии, промывной воды и вывода продуктов разделения, магнитную систему, установленную снаружи и внутри корпуса [2]. The closest invention is a magnetic-gravity separator, including a cylindrical-conical housing made of non-magnetic material, devices for supplying the initial suspension, washing water and output of separation products, a magnetic system installed outside and inside the housing [2].

Общим недостатком указанных известных конструкций МГС является низкая их производительность из-за невозможности создания в рабочей зоне низкоградиентного магнитного поля (50-100 Э) в большом объеме. A common drawback of these known MGS designs is their low productivity due to the inability to create a large gradient magnetic field (50-100 Oe) in the working area.

Задача изобретения - повышение производительности МГС за счет увеличения объема низкоградиентного магнитного поля. The objective of the invention is to increase the performance of the MGS by increasing the volume of low-gradient magnetic field.

Указанная задача решается тем, что в магнитно-гравитационном сепараторе, включающем цилиндроконический корпус из немагнитного материала, приспособления для подачи исходной суспензии, промывной воды и вывода продуктов разделения, магнитную систему, установленную снаружи и внутри корпуса, магнитная система выполнена в виде соосно расположенных электромагнитны катушек для образования низко градиентного магнитного поля. This problem is solved in that in a magnetic gravity separator, which includes a cylindrical conical body of non-magnetic material, devices for supplying the initial suspension, washing water and output of separation products, a magnetic system installed outside and inside the body, the magnetic system is made in the form of coaxially arranged electromagnetic coils for the formation of a low gradient magnetic field.

Отношение радиусов cопредельных электромагнитны катушек может составлять 1,5-2,5. The ratio of the radii of the adjacent electromagnetic coils can be 1.5-2.5.

Электромагнитные катушки могут быть снабжены автономными системами регулирования напряженности магнитного поля. Electromagnetic coils can be equipped with autonomous systems for regulating the magnetic field strength.

На фиг. 1 показан общий вид магнитно-гравитационного сепаратора с двумя электромагнитными катушками (поперечный разрез); на фиг.2 - то же, с тремя электромагнитными катушками; на фиг.3 представлен график зависимости напряженности магнитного поля от радиуса лектромагнитной катушки; на фиг.4 - то же, при сочетании электромагнитной катушки и постоянных магнитов; на фиг.5 представлен график зависимости напряженности электромагнитного поля от расположения электромагнитны катушек; на фиг.6 показано совмещение электромагнитны потоков отдельных катушек. In FIG. 1 shows a general view of a magnetic-gravity separator with two electromagnetic coils (cross section); figure 2 is the same with three electromagnetic coils; figure 3 presents a graph of the dependence of the magnetic field on the radius of the electromagnetic coil; figure 4 is the same, with a combination of an electromagnetic coil and permanent magnets; figure 5 presents a graph of the dependence of the intensity of the electromagnetic field on the location of the electromagnetic coils; figure 6 shows the combination of electromagnetic fluxes of individual coils.

Магнитно-гравитационный сепаратор включает цилиндро-конический корпус 1 из немагнитного материала, соосно расположенные с наружной стороны и внутри корпуса Электромагнитные катушки 2 с автономными блоками управления напряженностью магнитного поля 3, питающую трубу 4 с загрузочным устройством 5, сливной желоб 6, разгрузочный патрубок 7, приспособление 8, для подачи промывной воды с тангенциально установленными патрубками 9. The magnetic-gravity separator includes a cylindrical-conical housing 1 made of non-magnetic material coaxially located on the outside and inside the housing. Electromagnetic coils 2 with autonomous control units for the magnetic field strength 3, a supply pipe 4 with a loading device 5, a drain chute 6, a discharge pipe 7, device 8, for supplying washing water with tangentially mounted nozzles 9.

Сепаратор работает следующим образом. На Электромагнитные катушки 2 подается Электрический ток, величина которого регулируется через блоки управления 3 с целью создания в рабочей зоне низкоградиентного магнитного поля заданной напряженности. Исходная суспензия через питающую трубу 4 поступает в загрузочное устройство 5, из которого через щелевые зазоры равномерно распределяется по радиусу корпуса 1. Под действием Электромагнитного поля и гравитационной силы ферромагнитные частицы образуют концентрированный слой с четко выраженной верхней границей. Промывная вода, поступающая через патрубки 9 и приспособление 8 создает в сепараторе центробежно-восходящий поток, вместе с которым в сливной желоб 6 выносятся немагнитные частицы и их бедные сростки с магнетитом. Очищенные от примесей магнитные частицы под действием гравитационной силы в виде концентрированной суспензии (60-70% твердого ) выводятся из сепаратора через патрубок 7. Селективность разделения минеральных комплексов по магнитным свойствам и плотности обеспечивается путем регулирования напряженности магнитного поля и скорости восходящего водного потока при соблюдении следующих соотношений действующих сил. The separator works as follows. An electric current is supplied to the Electromagnetic coils 2, the magnitude of which is regulated through the control units 3 in order to create a low-gradient magnetic field of a given intensity in the working area. The initial suspension through the supply pipe 4 enters the boot device 5, from which through slotted gaps it is evenly distributed along the radius of the housing 1. Under the influence of the electromagnetic field and gravitational force, the ferromagnetic particles form a concentrated layer with a clearly defined upper boundary. The washing water entering through the nozzles 9 and the device 8 creates a centrifugal upward flow in the separator, along with which non-magnetic particles and their poor intergrowths with magnetite are carried into the drain chute 6. Magnetic particles purified from impurities under the influence of gravitational force in the form of a concentrated suspension (60-70% solid) are removed from the separator through the nozzle 7. The selectivity of the separation of mineral complexes by magnetic properties and density is ensured by adjusting the magnetic field strength and the velocity of the rising water flow, subject to the following relationships of forces.

Для магнитных частиц: F_м<F_г, F_м+F_г>F_п.For magnetic particles: F _m <F _g , F _m + F _g > F _p .

Для слабомагнитных частиц: F_м<F_г; F_м+F_г<F_п.For weakly magnetic particles: F _m <F _g ; F _m + F _g <F _p .

Для немагнитных частиц: F_п>F_г,
где F_м - магнитная сила, действующая на частицу, Н;
F_г - гравитационная сила частицы, Н;
F_п - сила восходящего водного потока, Н.For non-magnetic particles: F _p > F _g ,
where F _m is the magnetic force acting on the particle, N;
F _g - gravitational force of a particle, N;
F _p - the strength of the rising water flow, N.

Диаметр МГС зависит от количества электромагнитны катушек, которые устанавливаются при соотношении радиусов сопредельных катушек, равном 1,5-2,5. The diameter of the MGS depends on the number of electromagnetic coils that are installed when the ratio of the radii of the adjacent coils is 1.5-2.5.

Пример 1. МГС с двумя Электромагнитными катушками фиг.1 имеет диаметр 4 м и производительность: по сливу - 310 м³/ ч, по концентрату - 115 т/ч.Example 1. MGS with two Electromagnetic coils of Fig. 1 has a diameter of 4 m and productivity: by discharge - 310 m ³ / h, by concentrate - 115 t / h.

Пример 2. МГС с тремя Электромагнитными катушками (фиг.2) имеет диаметр 6 м и производительность: по сливу - 840 м³/ч, по концентрату - 260 т/ч.Example 2. MGS with three Electromagnetic coils (figure 2) has a diameter of 6 m and productivity: by discharge - 840 m ³ / h, by concentrate - 260 t / h.

Производительность МГС при прочих равных условиях (скорость восходящего водного потока, напряженность магнитного поля, содержание твердого в исходной суспензии) определяется, в основном, объемом слива, с которым выводятся немагнитные и слабомагнитные частицы. Производительность же МГС по сливу изменяется пропорционально квадрату диаметра сепаратора,

где Q - объем слива, м³/с;
F - площадь сепаратора, м²;
V - скорость восходящего водного потока, м/с;
D - диаметр сепаратора, м.The performance of MGS, ceteris paribus (ascending water flow rate, magnetic field strength, solid content in the initial suspension), is determined mainly by the volume of the discharge with which non-magnetic and weakly magnetic particles are discharged. The performance of MGS in the discharge changes in proportion to the square of the diameter of the separator,

where Q is the discharge volume, m ³ / s;
F is the area of the separator, m ² ;
V is the velocity of the ascending water stream, m / s;
D is the diameter of the separator, m

Однако магнитная система в виде одной электромагнитной катушки из-за grad H, составляющего 50 Э/м, создает заданную напряженность магнитного поля (50-100 Э) по радиусу катушки не более 1 м (фиг.3). Поэтому МГС имеют ограничения по диаметру (до 1,5-2,0 м), а их производительность составляет: по сливу 60-90 м ³/ч, концентрату 20-25 т/ч.However, the magnetic system in the form of a single electromagnetic coil due to grad H of 50 E / m creates a given magnetic field strength (50-100 O) along the coil radius of not more than 1 m (Fig. 3). Therefore, MGSs have limitations in diameter (up to 1.5-2.0 m), and their productivity is: for discharge 60-90 m ³ / h, concentrate 20-25 t / h.

Установка дополнительной магнитной системы из постоянных магнитов, имеющих grad H до 10000 Э/м, приводит к нежелательному увеличению неоднородности магнитного поля (фиг.4). The installation of an additional magnetic system of permanent magnets having grad H up to 10000 E / m, leads to an undesirable increase in the heterogeneity of the magnetic field (figure 4).

Сочетание электромагнитной катушки и постоянных магнитов обеспечивает рабочую напряженность магнитного поля (80-100 Э) по радиусу не более 1 м (фиг. 4, кривая 1). При увеличении же радиуса, например, до 2 м в аппарате образуется кольцевая зона шириной около 1,2 м, в которой напряженность магнитного поля составляет менее 50 Э (фиг.4, кривая 2). При этой причине рассматриваемая конструкция аппарата имеет ограничения по диаметру, а следовательно, и по производительности. The combination of an electromagnetic coil and permanent magnets provides a working magnetic field strength (80-100 Oe) with a radius of not more than 1 m (Fig. 4, curve 1). When the radius is increased, for example, to 2 m, an annular zone is formed in the apparatus with a width of about 1.2 m, in which the magnetic field is less than 50 Oe (Fig. 4, curve 2). For this reason, the design of the apparatus under consideration has limitations in diameter and, therefore, in terms of performance.

За счет совмещения магнитных потоков отдельных катушек во всем объеме между катушками образуется низкоградиентное магнитное поле заданной напряженности (фиг. 6). Например, магнитная система, состоящая из двух электромагнитны катушек радиусами 2 м, создает по радиусу 2 м магнитное поле напряженностью 80-100 Э (фиг.5, кривая 1). А магнитная система, состоящая из трех электромагнитных катушек радиусами 1,2 и 3 мс создает магнитное поле напряженностью 75-100 Э по радиусу 3 м (фиг.5, кривая 2). Due to the combination of magnetic fluxes of individual coils in the entire volume between the coils, a low-gradient magnetic field of a given intensity is formed (Fig. 6). For example, a magnetic system consisting of two electromagnetic coils with a radius of 2 m creates a magnetic field with a strength of 80-100 Oe along a radius of 2 m (Fig. 5, curve 1). A magnetic system consisting of three electromagnetic coils with a radius of 1.2 and 3 ms creates a magnetic field with a strength of 75-100 Oe along a radius of 3 m (figure 5, curve 2).

Источники информации:
1. Усачев П. А. Магнитная реология разделения минералов в ферросуспензиях. Л., Наука.1983.Sources of information:
1. Usachev P. A. Magnetic rheology of mineral separation in ferrosuspensions. L., Science. 1983.

2. SU 915966 A, 30.03.82. 2. SU 915966 A, 03.30.82.

Claims (3)

1. Магнитно-гравитационный сепаратор, включающий цилиндро-конический корпус из немагнитного материала, приспособления для подачи исходной суспензии, промывной воды и вывода продуктов разделения, магнитную систему, установленную снаружи и внутри корпуса, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде соосно расположенных электромагнитных катушек для образования низкоградиентного магнитного поля. 1. Magnetic-gravity separator, including a cylindrical-conical body of non-magnetic material, devices for supplying the initial suspension, washing water and output of separation products, a magnetic system installed outside and inside the housing, characterized in that the magnetic system is made in the form of coaxially arranged electromagnetic coils for the formation of a low gradient magnetic field. 2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что отношение радиусов сопредельных электромагнитных катушек составляет 1.5 - 2,5. 2. The separator according to claim 1, characterized in that the ratio of the radii of adjacent electromagnetic coils is 1.5 - 2.5. 3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что электромагнитные катушки снабжены автономными системами регулирования напряженности магнитного поля. 3. The separator according to claim 1, characterized in that the electromagnetic coils are equipped with autonomous systems for controlling the intensity of the magnetic field.

Images