RU2146561C1

RU2146561C1 - Magnetic separator

Info

Publication number: RU2146561C1
Application number: RU98105375A
Authority: RU
Inventors: А.М. Иванов; В.А. Иванов; М.М. Мухин; С.А. Потапов; А.И. Перепелицын
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Кварц"
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2000-03-20

Abstract

FIELD: concentration of ores; metallurgy; mining and other industries. SUBSTANCE: separator has working chamber mounted vertically for rotation in magnetic system and loading and unloading branch pipes. Working chamber made from nonmagnetic material is parabolic in form; magnetic system is provided with magnetic concentrators of varying polarity which are located over spiral lines. Pole pitch between concentrators over vertical line is lesser than that over horizontal line. Loading branch pipe is provided with plate feeder having outlet holes; it is mounted in working chamber for adjusting the feed of pulp vertically; unloading branch pipe is mounted in its upper portion and is communicated with circular toroidal receiver. Device for discharge of slag and light particles is made in bottom of working chamber; it is made in form of branch pipes mounted coaxially. EFFECT: enhanced efficiency of concentration of slightly magnetic minerals in particular. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области разделения материалов и может быть использовано в горно-обогатительной, металлургической и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of separation of materials and can be used in mining and processing, metallurgical and other industries.

Технический результат изобретения - повышение эффективности обогащения слабомагнитных частиц за счет приложения магнитной силы неоднородного магнитного поля в зоне гравитационного разделения минералов, получаемого за счет центробежных сил вращения. The technical result of the invention is improving the efficiency of enrichment of weakly magnetic particles due to the application of the magnetic force of an inhomogeneous magnetic field in the zone of gravitational separation of minerals obtained by centrifugal rotation forces.

Известен циклонный электромагнитный сепаратор, включающий цилиндрический корпус, расположенный с наружной стороны корпуса электромагнитную систему, загрузочный и разгрузочный патрубки, причем корпус сепаратора снабжен магнитопроводом, выполненным в виде оболочки цилиндрической формы, и установлен соосно к корпусу с наружной его стороны [1]. Known cyclone electromagnetic separator, comprising a cylindrical housing located on the outside of the housing electromagnetic system, loading and unloading nozzles, and the separator housing is equipped with a magnetic circuit made in the form of a shell of a cylindrical shape, and mounted coaxially to the housing from its outer side [1].

Недостатком этого аппарата является флокулирование содержащихся в пульпе магнитовосприимчивых частиц, например, магнетита. Магнитное поле, действующее на магнитные частицы, за счет коэрцитивных сил укрупняет магнитные флокулы, захватывает слабомагнитные частицы, например, гематита, мартита и немагнитные частицы. Гидродинамические процессы внутри циклонного сепаратора приводят к разделению материала по крупности, вследствие чего снижается содержание полезного компонента (железа) в сливной части сепаратора - конечного продукта разделения, и повышению потерь железа в песковой части аппарата при обогащении руд смешанного состава, например магнетито-гематитовых кварцитов. The disadvantage of this apparatus is flocculation of magnetically susceptible particles contained in the pulp, for example, magnetite. The magnetic field acting on magnetic particles, due to coercive forces enlarges magnetic flocs, captures weakly magnetic particles, for example, hematite, martite and non-magnetic particles. Hydrodynamic processes inside the cyclone separator lead to the separation of material by size, resulting in a decrease in the content of the useful component (iron) in the drain part of the separator - the final separation product, and an increase in iron losses in the sand part of the apparatus during the concentration of ores of mixed composition, for example magnetite-hematite quartzites.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким является магнитный сепаратор, включающий рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный патрубок для подачи пульпы, разгрузочный патрубок концентрата в верхней части рабочей камеры, разгрузочный патрубок легких частиц в днище рабочей камеры [2]. In terms of technical nature and the achieved result, the closest is a magnetic separator, including a working chamber mounted vertically with the possibility of rotation in the magnetic system, a loading nozzle for feeding the pulp, a discharge nozzle of concentrate in the upper part of the working chamber, an unloading nozzle of light particles in the bottom of the working chamber [2 ].

Отсутствие концентратов в сепараторе не обеспечивает достаточное перемещение к разгрузочной части сепаратора магнитных и слабомагнитных частиц, т. е. в вертикальном направлении отсутствует разрушение флокул магнитной фракции, что приводит к засорению концентрата нерудным шламом, т.е. к низкой эффективности обогащения магнитных и слабомагнитных частиц, например, таких, как гематит, мартит. The absence of concentrates in the separator does not provide sufficient movement of magnetic and weakly magnetic particles to the discharge part of the separator, i.e., in the vertical direction there is no destruction of the magnetic fraction flocs, which leads to clogging of the concentrate with non-metallic sludge, i.e. low efficiency of enrichment of magnetic and weakly magnetic particles, for example, such as hematite, martite.

Цель изобретения - достигаемый технический результат, повышение эффективности обогащения магнитных смешанных и слабомагнитных минералов. The purpose of the invention is the achieved technical result, increasing the efficiency of enrichment of magnetic mixed and weakly magnetic minerals.

Указанная цель достигается тем, что в магнитном сепараторе, включающем рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный патрубок для подачи пульпы, разгрузочный патрубок концентрата в верхней части рабочей камеры, разгрузочный патрубок легких частиц в днище рабочей камеры, рабочая камера выполнена параболической из немагнитного материала, а магнитная система имеет магнитные концентраторы переменной полярности, расположенные до разгрузочной зоны концентрата по винтовым линиям с полюсным шагом по вертикали меньшим, чем по горизонтали, загрузочный патрубок выполнен с тарельчатым питателем, снабженным выпускными отверстиями, и установлен в рабочей камере с возможностью регулирования подачи пульпы по высоте, причем патрубок разгрузки шлама установлен коаксиально патрубку разгрузки легких частиц с возможностью перемещения по высоте. This goal is achieved by the fact that in the magnetic separator, including a working chamber mounted vertically with the possibility of rotation in the magnetic system, a loading pipe for feeding the pulp, a discharge pipe of concentrate in the upper part of the working camera, a discharge pipe of light particles in the bottom of the working chamber, the working chamber is made parabolic from non-magnetic material, and the magnetic system has magnetic concentrators of variable polarity located to the discharge zone of the concentrate along helical lines with a field nym step vertically lower than the horizontal charging nozzle is adapted poppet feeder provided with discharge openings, and is mounted in the chamber, with the pulp feed control adjustment, the discharge pipe sludge coaxially nozzle discharge light particles to be moved in height.

Поставленная цель достигается также тем, что разгрузочная зона концентрата рабочей камеры сообщена с приемным тороидальным кольцом посредством разгрузочного патрубка концентрата, а также тем, что отношение шага магнитных концентраторов по горизонтали к шагу по вертикали составляет 1,5 - 1,8, а также тем, что загрузочный патрубок с тарельчатыми питателем установлен на расстоянии 0,6 - 0,8 высоты рабочей камеры. This goal is also achieved by the fact that the discharge zone of the concentrate of the working chamber is in communication with the receiving toroidal ring through the discharge pipe of the concentrate, and also by the fact that the ratio of the step of the magnetic concentrators horizontally to the step vertically is 1.5 - 1.8, and also that the loading nozzle with a disk-shaped feeder is installed at a distance of 0.6 - 0.8 of the height of the working chamber.

На фиг. 1 показан общий вид сепаратора, разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема процесса разделения материалов, на фиг. 4 - схема реагирования магнитного домена на изменение полярности воздействия. In FIG. 1 shows a general view of the separator, a section; in FIG. 2 is the same, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a diagram of a material separation process; FIG. 4 is a diagram of the response of the magnetic domain to a change in the polarity of the action.

Магнитный сепаратор содержит рабочую камеру 1 в виде параболической реторты, магнитную систему, состоящую из магнитопровода 2, магнитов 3 и магнитных концентраторов 4. Рабочая камера 1 выполнена из немагнитного материала, а магнитная система может быть электромагнитной или на постоянных магнитах, причем магниты 3 установлены таким образом, чтобы полюса магнитов чередовались. Концентраторы 4 магнитной системы расположены по винтовым линиям магнитопровода 2, причем подобранный экспериментально шаг магнитных концентраторов по высоте Б меньше, чем полюсный шаг В по горизонтали, и соответствует В = 1,5 - 1,8 • Б. The magnetic separator contains a working chamber 1 in the form of a parabolic retort, a magnetic system consisting of a magnetic circuit 2, magnets 3 and magnetic concentrators 4. The working chamber 1 is made of non-magnetic material, and the magnetic system can be electromagnetic or permanent magnets, with magnets 3 installed so that the poles of the magnets alternate. The concentrators 4 of the magnetic system are located along the helical lines of the magnetic circuit 2, and the experimentally selected step of the magnetic concentrators along the height B is less than the pole pitch B horizontally, and corresponds to B = 1.5 - 1.8 • B.

В рабочей камере 1 установлен загрузочный патрубок 5 тарельчатого питателя 6, снабженный выпускными отверстиями 7. Тарельчатый питатель 6 устанавливается вдоль оси магнитного сепаратора на расстоянии 0,6 - 0,8 высоты камеры 1 с возможностью регулирования подачи пульты по высоте. Разгрузочный патрубок концентратора 8 расположен вверху камеры 1 и сообщен с тороидальным приемным кольцом 9. Разгрузочный сливной патрубок 10 расположен в основании камеры 1 и коаксиально вставлен в патрубок 11 днища последней с помощью перемещения сливного патрубка вдоль оси сепаратора. Рабочая камера 1 установлена на подшипниках 12 для приведения во вращение посредством привода (не показан). Промывочная вода подается через тороидальный питатель 13 в разгрузочный патрубок концентратора 8. In the working chamber 1, a loading nozzle 5 of the plate feeder 6 is installed, equipped with outlet holes 7. The plate feeder 6 is installed along the axis of the magnetic separator at a distance of 0.6 - 0.8 of the height of the chamber 1 with the possibility of regulating the feed of the panel in height. The discharge pipe of the concentrator 8 is located at the top of the chamber 1 and is in communication with the toroidal receiving ring 9. The discharge pipe 10 is located at the base of the chamber 1 and is coaxially inserted into the pipe 11 of the bottom of the bottom by moving the drain pipe along the axis of the separator. The working chamber 1 is mounted on bearings 12 for driving by means of a drive (not shown). Wash water is supplied through a toroidal feeder 13 to the discharge pipe of the concentrator 8.

Магнитный сепаратор работает следующим образом. Magnetic separator operates as follows.

Рабочая камера 1 приводится во вращение приводом. Через загрузочный патрубок 5 тарельчатого питателя 6 подается ферромагнитная пульпа, которая благодаря выпускным отверстиям 7 питателя и центробежной силе равномерно распределяется в рабочем пространстве рабочей камеры 1. Скорость вращения рабочей камеры 1 выбирается такой, чтобы не происходил перелив пульпы в разгрузочный патрубок 8. Верхняя граница пульпы в камере 1 устанавливается в верхней ее части (фиг. 3), причем высота подъема пульты в сепараторе регулируется количеством подачи пульпы и скоростью вращения. Исполнение ленты концентраторов 4 по винтовым линиям и форма поверхности рабочей камеры 1 позволяет постепенно увеличивать магнитную силу, действующую на пульпу по ходу ее закручивания, спирали магнитных концентраторов 4 являются и направляющими потока концентрата, причем винтовые линии закручивания магнитных концентратов и потока пульпы в рабочей камере 1 сепаратора имеют противоположную направленность и находятся в "противотоке". Тарельчатый питатель 6 служит одновременно отсекателем завихрения потока пульпы, если такой возникает. The working chamber 1 is driven by a drive. Through the loading nozzle 5 of the disk feeder 6, a ferromagnetic pulp is fed, which, thanks to the outlet openings 7 of the feeder and centrifugal force, is evenly distributed in the working space of the working chamber 1. The rotation speed of the working chamber 1 is selected so that the pulp does not overflow into the discharge nozzle 8. The upper boundary of the pulp in the chamber 1 is installed in its upper part (Fig. 3), and the height of the console in the separator is controlled by the amount of pulp feed and speed of rotation. The design of the tape of concentrators 4 along helical lines and the shape of the surface of the working chamber 1 allows you to gradually increase the magnetic force acting on the pulp as it is twisted, the spirals of the magnetic concentrators 4 are also guides of the concentrate flow, moreover, helical lines of twisting of magnetic concentrates and pulp flow in the working chamber 1 separators have an opposite orientation and are in "countercurrent". The plate feeder 6 serves at the same time as a swirl cutter for the pulp flow, if any.

При вращении рабочей камеры 1 под действием центробежной силы частицы пульпы разделяются по удельному весу, при этом тяжелые частицы, например магнетит, гематит, мартит, прижимаются к стенке рабочей камеры сепаратора. Тонкие и легкие частицы - шламы находятся во взвешенном состоянии в центральной части сепаратор, более тяжелые и крупные частицы, в основном нерудные либо малорудные минералы - пустая порода, смещаются к поверхности рабочей камеры и под действием гидродинамического воздействия вращающейся пульты находятся во взвешенном состоянии вдоль поверхности рабочей камеры сепаратора. Тяжелые, например, железосодержащие частицы распределяются вдоль поверхности сепаратора и посредством доменной структуры скапливаются у полюсов ферромагнитных концентраторов 4 согласно своей полярности. При перемещении рабочей камеры 1 относительно магнитной системы сепаратора происходит резкое изменение полярности концентраторов 4 и магнитные частицы, отталкиваясь от ферромагнитных вставок, перемещаются в сторону, противоположную вращению потока пульпы. За счет перемагничивания ферромагнитных частиц разрушаются флокулы магнитной фракции пульпы, вследствие чего флокулы освобождаются от механически захваченных нерудных шламов, при этом повышается содержание полезного компонента. Например, железа в концентратах. When the working chamber 1 is rotated by centrifugal force, the pulp particles are separated by specific gravity, while heavy particles, for example magnetite, hematite, martite, are pressed against the wall of the separator working chamber. Thin and light particles - sludge are suspended in the central part of the separator, heavier and larger particles, mainly non-metallic or low-mineral minerals - waste rock, are displaced to the surface of the working chamber and are suspended in the suspended state along the surface of the working panel separator chambers. Heavy, for example, iron-containing particles are distributed along the surface of the separator and, by means of a domain structure, accumulate at the poles of the ferromagnetic concentrators 4 according to their polarity. When moving the working chamber 1 relative to the magnetic system of the separator, a sharp change in the polarity of the concentrators 4 occurs and the magnetic particles, starting from the ferromagnetic inserts, move in the direction opposite to the rotation of the pulp stream. Due to the magnetization reversal of the ferromagnetic particles, the flocs of the magnetic fraction of the pulp are destroyed, as a result of which the flocs are freed from mechanically trapped non-metallic sludge, while the content of the useful component increases. For example, iron in concentrates.

Магнитный материал, находящийся под действием центробежных сил на поверхности параболической рабочей камеры 1, захватывается ферромагнитными концентраторами 4 и перемещается по винтовым линиям внутренней поверхности стенки сепаратора к верхней разгрузочной зоне вследствие того, что межполюсное расстояние Б < В. Magnetic material under the action of centrifugal forces on the surface of the parabolic working chamber 1 is captured by ferromagnetic concentrators 4 and moves along the helical lines of the inner surface of the separator wall to the upper discharge zone due to the fact that the pole gap is B <C.

Так как рабочая камера 1 имеет форму параболы, на магнитный материал также действует центробежная сила, и тем больше, чем больше радиус сепаратора. Эта сила наряду с магнитной составляющей способствует перемещению магнитного материала вверх к разгрузочной части сепаратора, где магнитные продукты разгружаются через разгрузочный патрубок 8 и поступают в кольцевой приемник 9, из которого направляются на фильтрацию. Since the working chamber 1 has the shape of a parabola, centrifugal force also acts on the magnetic material, and the larger the larger the radius of the separator. This force, along with the magnetic component, helps to move the magnetic material up to the discharge part of the separator, where the magnetic products are unloaded through the discharge pipe 8 and enter the annular receiver 9, from which they are sent for filtration.

Пустая порода, пески уходят через нижний разгрузочный патрубок, причем тонкие шламистые частицы из центральной части рабочей камеры 1 удаляются посредством патрубка 10, зернистая часть пустой породы удаляется из сепаратора через разгрузочный кольцеобразный патрубок 12 днища рабочей камеры. Регулируя положение патрубка 10 по высоте, добиваются отделения шламистой и зернистой пульпы. The waste rock, the sands go through the lower discharge pipe, and thin slimy particles from the Central part of the working chamber 1 are removed through the pipe 10, the granular part of the waste rock is removed from the separator through the discharge ring-shaped pipe 12 of the bottom of the working chamber. By adjusting the position of the pipe 10 in height, they achieve separation of the slimy and granular pulp.

Предлагаемый сепаратор по сравнению с прототипом проще в изготовлении и конструкции, стабилен в работе, позволяет за счет центробежно-гравитационных сил и магнитного воздействия получать магнитный продукт в одну стадию с высоким содержанием полезного компонента в магнитной фракции, выделять пески и шламы. Compared to the prototype, the proposed separator is simpler to manufacture and design, stable in operation, and due to centrifugal-gravitational forces and magnetic action, it is possible to obtain a magnetic product in one stage with a high content of a useful component in the magnetic fraction, to separate sands and sludge.

Источники информации
1. А.С. СССР N 655432, кл. B 03 C 1/02, 1979 г.Sources of information
1. A.S. USSR N 655432, class B 03 C 1/02, 1979

2. А.С. СССР N 385623, кл. B 03 C 1/14, 04.06.73. 2. A.S. USSR N 385623, class B 03 C 1/14, June 4, 73.

Claims

1. Магнитный сепаратор, включающий рабочую камеру, установленную вертикально с возможностью вращения в магнитной системе, загрузочный патрубок для подачи пульпы, разгрузочный патрубок концентрата в верхней части рабочей камеры, разгрузочный патрубок легких частиц в днище рабочей камеры, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена параболической из немагнитного материала, а магнитная система имеет магнитные концентраторы переменной полярности, расположенные до разгрузочной зоны концентрата по винтовым линиям с полюсным шагом по вертикали меньшим, чем по горизонтали, загрузочный патрубок выполнен с тарельчатым питателем, снабженным выпускными отверстиями и установлен в рабочей камере с возможностью регулирования подачи пульпы по высоте, причем патрубок разгрузки шлама установлен коаксиально патрубку разгрузки легких частиц, с возможностью перемещения по высоте. 1. A magnetic separator comprising a working chamber mounted vertically rotatably in the magnetic system, a loading nozzle for feeding the pulp, an unloading nozzle of concentrate in the upper part of the working chamber, an unloading nozzle of light particles in the bottom of the working chamber, characterized in that the working chamber is made parabolic of non-magnetic material, and the magnetic system has magnetic concentrators of variable polarity located to the discharge zone of the concentrate along helical lines with a pole pitch along vertically smaller than horizontally, the loading nozzle is made with a disk feeder equipped with outlet openings and is installed in the working chamber with the ability to control the pulp discharge in height, moreover, the sludge discharge nozzle is installed coaxially with the light particles unloading nozzle, with the possibility of moving along the height.

2. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что разгрузочная зона концентрата рабочей камеры сообщена с приемным тороидальным кольцом посредством разгрузочного патрубка концентрата. 2. The magnetic separator according to claim 1, characterized in that the discharge zone of the concentrate of the working chamber is in communication with the receiving toroidal ring through the discharge port of the concentrate.

3. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что отношение шага магнитных концентраторов по горизонтали к шагу по вертикали составляет 1,5 - 1,8. 3. The magnetic separator according to claim 1, characterized in that the ratio of the pitch of the magnetic concentrators horizontally to the vertical pitch is 1.5 - 1.8.

4. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что загрузочный патрубок с тарельчатым питателем установлен на расстоянии 0,6 - 0,8 высоты рабочей камеры. 4. The magnetic separator according to claim 1, characterized in that the loading nozzle with a disk feeder is installed at a distance of 0.6 - 0.8 of the height of the working chamber.