RU2165305C1 - Magnetic separator - Google Patents
Magnetic separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165305C1 RU2165305C1 RU2000107398/03A RU2000107398A RU2165305C1 RU 2165305 C1 RU2165305 C1 RU 2165305C1 RU 2000107398/03 A RU2000107398/03 A RU 2000107398/03A RU 2000107398 A RU2000107398 A RU 2000107398A RU 2165305 C1 RU2165305 C1 RU 2165305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- drum
- shell
- magnetic flux
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для отделения магнитных кусковых материалов от немагнитных и может быть использовано при магнитной сепарации комплексных труднообогатимых руд и материалов. The invention relates to a device for separating magnetic bulk materials from non-magnetic and can be used for magnetic separation of complex refractory ores and materials.
Известно устройство для извлечения кусков магнитных минералов, применяемое при подводной разработке марганцевых конкреций (патент Японии N 6008596, E 21 C 50/00, опубл. в сб. "Изобретения стран мира", вып. 063, N 19, 1996), включающее вращающийся металлический сердечник барабанной формы, на внешней боковой поверхности которого установлены электромагниты, создающие магнитные силы для извлечения кусков магнитных материалов, содержащее обечайку, окружающую сердечник, и сформированное на внешней поверхности обечайки покрытие в виде щетки, по крайней мере часть волосков которой выполнена из магнитного материала. A device for the extraction of pieces of magnetic minerals used in the underwater mining of manganese nodules (Japanese patent N 6008596, E 21 C 50/00, publ. In the collection. "Inventions of the world", issue 063, N 19, 1996), including a rotating a drum-shaped metal core, on the outer side surface of which electromagnets are mounted that create magnetic forces to extract pieces of magnetic materials, containing a shell surrounding the core, and a brush-shaped coating formed on the outer surface of the shell for at least st hairs which is made of magnetic material.
Недостатком известного устройства является относительно малая жесткость волосков щетки и отсутствие согласования их параметров с размерами извлекаемых кусков, что не позволяет извлекать с высокой полнотой и качеством мелкие фракции магнитных материалов, склонных к проявлению слипания или флокуляции. Это ограничивает область применения устройства, которое без изменения конструкции не может быть использовано для магнитной сепарации комплексных труднообогатимых руд и материалов. A disadvantage of the known device is the relatively low stiffness of the brush hairs and the lack of matching of their parameters with the sizes of the pieces to be removed, which makes it possible to extract fine fractions of magnetic materials that are prone to sticking or flocculation with high completeness and quality. This limits the scope of the device, which without design changes cannot be used for magnetic separation of complex refractory ores and materials.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электромагнитный сепаратор для обогащения слабомагнитных руд (а.с. СССР N 667242, B 03 C 1/12, опубл. в БИ N 22, 1979), включающий вращающийся относительно корпуса и вокруг помещенной внутри магнитной системы немагнитный барабан с закрепленными на его внешней поверхности с зазором между собой концентраторами магнитного потока в виде заостренных элементов из магнитомягкого ферромагнитного материала, выполненные в корпусе загрузочный канал и каналы для отвода магнитной и немагнитной фракций. The closest in technical essence and the achieved result is an electromagnetic separator for the enrichment of weakly magnetic ores (AS USSR N 667242, B 03
Недостатками известного устройства являются подверженность барабана коррозии, абразивному износу, образованию вмятин от ударов угловатых кусков руды, возможность обламывания жестко закрепленных элементов вследствие ненадежности соединения разнородных материалов или усталостного их износа в условиях знакопеременных циклических нагрузок в рабочей зоне сепаратора. Возможно заклинивание кусков руды между концентраторами магнитного потока. Все это ведет к уменьшению продолжительности межремонтного цикла, простоям и снижению производительности оборудования. Кроме того, выполнение барабана из немагнитного (диамагнитного) материала ведет к уменьшению напряженности магнитного поля в зазорах между магнитной системой и концентраторами магнитного потока. Слабая магнитная связь концентраторов магнитного потока с полюсами магнитной системы в местах разрывов (воздушных промежутках) между ними снижает напряженность магнитного поля в рабочей зоне сепаратора, что, в свою очередь, снижает полноту и качество извлечения полезных компонентов из комплексных труднообогатимых руд. The disadvantages of the known device are the susceptibility of the drum to corrosion, abrasion, the formation of dents from impacts of angular pieces of ore, the possibility of breaking off rigidly fixed elements due to unreliable connection of dissimilar materials or their fatigue wear under conditions of alternating cyclic loads in the separator working area. Jamming of ore pieces between magnetic flux concentrators is possible. All this leads to a decrease in the overhaul cycle, downtime and reduced equipment performance. In addition, the implementation of the drum from a non-magnetic (diamagnetic) material leads to a decrease in the magnetic field in the gaps between the magnetic system and the magnetic flux concentrators. The weak magnetic coupling of the magnetic flux concentrators with the poles of the magnetic system at the points of discontinuities (air gaps) between them reduces the magnetic field strength in the separator working area, which, in turn, reduces the completeness and quality of the extraction of useful components from complex refractory ores.
Техническая задача - увеличение продолжительности безремонтной эксплуатации при одновременном повышении полноты и качества извлечения полезных компонентов из комплексных труднообогатимых руд за счет уменьшения вредных воздействий на барабан, исключения возможности заклинивания кусков руды и разрушения концентраторов магнитного потока, а также сведения к минимуму ослабления магнитного поля в зазорах между магнитной системой и концентраторами магнитного потока. The technical task is to increase the duration of maintenance-free operation while improving the completeness and quality of the extraction of useful components from complex refractory ores by reducing the harmful effects on the drum, eliminating the possibility of jamming of ore pieces and destruction of magnetic flux concentrators, as well as minimizing the weakening of the magnetic field in the gaps between magnetic system and magnetic flux concentrators.
Поставленная задача решается тем, что в магнитном сепараторе, включающем вращающийся относительно корпуса и вокруг помещенной внутри магнитной системы немагнитный барабан с закрепленными на его внешней поверхности с зазором между собой концентраторами магнитного потока в виде заостренных элементов из магнитомягкого ферромагнитного материала, выполненные в корпусе загрузочный канал и каналы для отвода магнитной и немагнитной фракций, согласно изобретению, барабан изготовлен из материала, обладающего парамагнитными свойствами, и на нем установлена обечайка из немагнитного эластичного материала со сквозными радиальными цилиндрическими гнездами, расстояния а и с между которыми определяются из условий:
a = 1,7 b - 2,2 b, - по образующей барабана, мм;
с = 2,2 b - 3,3 b, - по периметру барабана, мм;
где b - максимальная крупность куска, мм.The problem is solved in that in a magnetic separator, including a non-magnetic drum rotating relative to the housing and around the inside of the magnetic system, with magnetic flux concentrators in the form of pointed elements made of magnetically soft ferromagnetic material fixed to the outer surface with a gap between them, a loading channel made in the housing and channels for the removal of magnetic and non-magnetic fractions, according to the invention, the drum is made of a material having paramagnetic properties, and it has a shell made of non-magnetic elastic material with through radial cylindrical nests, the distances a and between which are determined from the conditions:
a = 1.7 b - 2.2 b, - along the generatrix of the drum, mm;
c = 2.2 b - 3.3 b, - around the perimeter of the drum, mm;
where b is the maximum fineness of the piece, mm
Концентраторы магнитного потока выполнены в виде шипов, имеющих головку, образованную пресечением цилиндрических поверхностей, одна из которых сопряжена подвижно с наружной поверхностью барабана, другая - с внутренней поверхностью обечайки, а ось третьей совпадает с продольной осью шипа, помещенного в гнездо обечайки с возможностью ограниченного перемещения по поверхности барабана в пределах упругости материала обечайки. The magnetic flux concentrators are made in the form of spikes having a head formed by suppressing cylindrical surfaces, one of which is movably coupled with the outer surface of the drum, the other with the inner surface of the shell, and the axis of the third coincides with the longitudinal axis of the stud placed in the shell nest with the possibility of limited movement on the surface of the drum within the elasticity of the material of the shell.
При этом достигается увеличение продолжительности безремонтной эксплуатации за счет уменьшения износа и повреждений поверхности барабана, защищенного упругой обечайкой. Сохранность концентраторов магнитного потока повышается вследствие обеспечения возможности ограниченного перемещения их головки соответствующей формы по поверхности барабана в пределах упругости материала обечайки. Одновременно повышается полнота и качество извлечения полезных компонентов из комплексных труднообогатимых руд вследствие минимального ослабления магнитного поля парамагнитным материалом барабана и оптимального размещения концентраторов магнитного потока по его поверхности. This increases the duration of maintenance-free operation by reducing wear and damage to the surface of the drum protected by an elastic shell. The safety of magnetic flux concentrators is increased due to the possibility of limited movement of their heads of the corresponding shape on the surface of the drum within the elasticity of the shell material. At the same time, the completeness and quality of the extraction of useful components from complex refractory ores is increased due to the minimal attenuation of the magnetic field by the paramagnetic material of the drum and the optimal placement of magnetic flux concentrators on its surface.
Целесообразно при сепарации комплексных труднообогатимых материалов торцы обечайки закрывать уплотнительными кольцами, свободное пространство между барабаном и обечайкой заполнять магнитной жидкостью, а корпус в промежутке между каналами для отвода магнитной и немагнитной фракций снабжать по крайней мере одним каналом для подачи газообразного нагревателя и в диаметрально противоположной части корпуса - по крайней мере одним каналом для подачи охладителя. It is advisable, when separating complex refractory materials, to close the ends of the shell with sealing rings, fill the free space between the drum and the shell with magnetic fluid, and provide the housing in the gap between the channels for removing the magnetic and non-magnetic fractions with at least one channel for supplying a gaseous heater and in the diametrically opposite part of the case - at least one channel for supplying a cooler.
Заполнение свободного пространства между барабаном, обечайкой и уплотнительными кольцами магнитной жидкостью позволяет существенно увеличить напряженность магнитного поля на тех концентраторах магнитного потока, которые попадают в воздушные промежутки (зазоры) между полюсами магнитной системы, так как она выполняет роль магнитопровода, но при этом ферромагнитные частицы комплексных труднообогатимых материалов плохо отделяются от концентраторов магнитного потока за пределами действия магнитной системы. Этот отрицательный эффект может быть устранен путем повышения температуры в зоне канала для отвода магнитной фракции (при необходимости, вплоть до точки Кюри) путем подачи через специальные каналы газообразного нагревателя. Для восстановления рабочей температуры концентраторов магнитного потока в диаметрально противоположной части корпуса предусмотрены каналы для подачи охладителя. Подача охладителя на удалении от места подачи нагревателя обеспечивает независимость процессов охлаждения и нагревания, предотвращая смешивание потоков теплоносителей. Эти конструктивные элементы позволяют дополнительно повысить полноту и качество извлечения полезных компонентов из комплексных труднообогатимых руд без снижения продолжительности безремонтной эксплуатации. Filling the free space between the drum, the shell and the sealing rings with magnetic fluid can significantly increase the magnetic field at those magnetic flux concentrators that fall into the air gaps (gaps) between the poles of the magnetic system, since it acts as a magnetic circuit, but at the same time the ferromagnetic particles are complex refractory materials are poorly separated from magnetic flux concentrators beyond the limits of the magnetic system. This negative effect can be eliminated by increasing the temperature in the zone of the channel to remove the magnetic fraction (if necessary, up to the Curie point) by supplying a gaseous heater through special channels. To restore the working temperature of the magnetic flux concentrators in the diametrically opposite part of the housing, channels for supplying a cooler are provided. The supply of a cooler at a distance from the place of supply of the heater ensures the independence of the cooling and heating processes, preventing the mixing of coolant flows. These structural elements can further improve the completeness and quality of the extraction of useful components from complex refractory ores without reducing the duration of maintenance-free operation.
Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами, где на фиг. 1 показан магнитный сепаратор, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - пример исполнения сепаратора для разделения магнитной и немагнитной фракций комплексной труднообогатимой руды; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, демонстрирующий принцип влияния магнитной жидкости на величину магнитного потока в рабочей зоне сепаратора. The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings, where in FIG. 1 shows a magnetic separator, a General view in section; in FIG. 2 is an example of a separator for separating magnetic and non-magnetic fractions of complex refractory ore; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2, demonstrating the principle of the influence of magnetic fluid on the magnitude of the magnetic flux in the working area of the separator.
Магнитный сепаратор представляет собой барабан 1 (фиг. 1) из парамагнитного материала с расположенной внутри неподвижной магнитной системой 2, вращающийся относительно корпуса 3 и вокруг магнитной системы 2. На барабане 1 смонтирована обечайка 4 из немагнитного эластичного материала, имеющая сквозные радиальные цилиндрические гнезда 5, расстояния между которыми определяются из условий:
а = 1,7 b - 2,2 b - по образующей барабана 1, мм (фиг. 3);
c = 2,2 b - 3,3 b - по периметру барабана 1, мм (фиг. 2);
где b - максимальная крупность куска, мм.The magnetic separator is a drum 1 (Fig. 1) of paramagnetic material with a stationary
a = 1.7 b - 2.2 b - along the generatrix of the
c = 2.2 b - 3.3 b - around the perimeter of
where b is the maximum fineness of the piece, mm
В гнезда 5 обечайки 4 помещены концентраторы 6 магнитного потока из магнитомягкого ферромагнитного материала, выполненные в виде шипов, имеющих головку 7, образованную пересечением цилиндрической поверхности 8 (фиг. 2), сопряженной подвижно с наружной поверхностью барабана 1, цилиндрической поверхности 9, сопряженной подвижно с внутренней поверхностью обечайки 4 и цилиндрической поверхности 10, ось которой совпадает с продольной осью концентратора 6 магнитного потока. Корпус 3 (фиг. 1) имеет загрузочный канал 11 для исходного материала, канал 12 для отвода магнитной фракции 13 (фиг. 2, 3) и канал 14 для отвода немагнитной фракции 15.
Сепаратор может содержать уплотнительные кольца 16 (фиг. 3), закрывающие зазор между барабаном 1 и обечайкой 4, и магнитную жидкость 17 в свободном пространстве между ними. Корпус 3 сепаратора может быть снабжен по крайней мере одним каналом 18 (фиг. 1) для подачи газообразного нагревателя в промежутке между каналами 12 и 14 и по крайней мере одним каналом 19 для подачи охладителя, в диаметрально противоположной части корпуса 3. The separator may contain o-rings 16 (Fig. 3), closing the gap between the
Работу сепаратора рассмотрим на примере первичного обогащения железных руд методом сухой магнитной сепарации. Традиционно из исходных руд на рудниках Горной Шории получают магнитную фракцию (концентрат) с содержанием железа 40-42% как товарный продукт. Труднообогатимые руды обычно содержат комплекс минералов: магнетит, гематит, сидерит и ферромагнетики типа Fe2O3·MeO, где Me - другие металлы, например марганец, который является полезным компонентом. Для мелких фракцией, у которых b ≤ 5-15 мм, не удается поучить кондиционный концентрат. В хвостах теряется 12-15% железа. Хвосты агломерационных обогатительных фабрик, получаемые после многостадийного дробления руды и мокрой магнитной сепарации, также содержат до 20% железа, которое можно извлекать.Let us consider the operation of the separator by the example of primary enrichment of iron ores by the dry magnetic separation method. Traditionally, a magnetic fraction (concentrate) with an iron content of 40-42% as a commercial product is obtained from the initial ores in the mines of Gornaya Shoria. Refractory ores usually contain a complex of minerals: magnetite, hematite, siderite and ferromagnets such as Fe 2 O 3 · MeO, where Me is other metals, for example manganese, which is a useful component. For small fractions, in which b ≤ 5-15 mm, it is not possible to learn a conditioned concentrate. 12-15% of iron is lost in the tails. The tailings of sintering plants obtained after multi-stage crushing of ore and wet magnetic separation also contain up to 20% of iron that can be extracted.
В экспериментальном сепараторе, предназначенном для сухой магнитной сепарации труднообогатимых железных руд Горной Шории и хвостов обогащения, использован барабан 1, диаметр которого D - 900 мм (фиг. 2), изготовленный из парамагнитного материала (алюминия) и вращающийся относительно корпуса 3 и размещенной внутри барабана 1 магнитной системы 2 из постоянных магнитов с напряженностью магнитного поля 1000 Э. Обечайка 4 из немаганитного эластичного материала (транспортерной ленты) имеет сквозные радиальные цилиндрические гнезда 5. Наиболее эффективные расстояния между ними определены экспериментально - по образующей барабана (фиг. 3) зависимость имеет вид а = 1,7 b - 2,2 b, а по периметру барабана (фиг. 2) - c = 2,2 b - 3,3 b, где b - максимальная крупность куска, мм. Например, для руды с крупностью куска b ≈ 5 мм, приняты параметры: а = 1,7 b = 8,5 мм; с = 2,2 b = 11 мм. В гнездах 5 обечайки 4 размещены (фиг. 2) концентраторы 6 магнитного потока из магнитомягкой низкоуглеродистой электротехнической стали (ГОСТ 3836-73) в виде шипов длиной 37 мм и диаметром d1 = 3 мм, имеющих головку 7, образованную пересечением цилиндрической поверхности 8, сопряженной подвижно с наружной поверхностью барабана 1, цилиндрической поверхности 9, сопряженной подвижно с внутренней поверхностью обечайки 4, и цилиндрической поверхности 10 (d2 = 6 мм), ось которой совпадает с продольной осью концентратора 6 магнитного потока. Корпус 3 имеет загрузочный канал 11 для исходного материала с транспортера (не показан), канал 12 для отвода магнитной фракции 13 и канал 14 для отвода немагнитной фракции 15.In an experimental separator designed for dry magnetic separation of refractory iron ores of Mountain Shoria and tailings, a
Магнитный сепаратор работает следующим образом. Magnetic separator operates as follows.
При загрузке исходного материала в канал 11 корпуса 3 магнитная фракции 13 и немагнитная фракция 15 в поле магнитной системы 2 между барабаном 1 и корпусом 3 образуют с концентраторами 6 магнитного потока полиградиентную систему. При этом обечайка 4 защищает барабан 1 от повреждений и износа, а магнитный поток не ослабляется в парамагнитном барабане 1 и дополнительно усиливается ферромагнитным материалом и формой концентраторов 6 магнитного потока, в связи с чем обеспечивается высокий градиент напряженности магнитного поля и интенсивное перемешивание исходного материала при сепарации, в результате кусковый материал магнитной фракции 13 выносится посредством концентраторов 6 магнитного потока за пределы действия поля магнитной системы 2, размагничивается и попадает в канал 12, а немагнитная фракция 15 - соответственно в канал 14. Достигнуто увеличение продолжительности безремонтной эксплуатации с 2-3 месяцев до 6 месяцев при одновременном повышении извлечения полезных компонентов на 1- 2% из труднообогатимой руды и снижении потерь полезных компонентов в хвостах обогащения на 3-5%. When loading the source material into the channel 11 of the
В лабораторных условиях осуществлялась магнитная сепарация комплексных труднообогатимых руд. Установлено, что извлечение полезных компонентов из комплексной руды может быть повышено дополнительно при заполнении промежутка между барабаном 1 и обечайкой 4 магнитной жидкостью 17, которая выполняет роль магнитопровода (фиг. 3). Иногда проявляется остаточная намагниченность концентраторов 6 магнитного потока и зерен сильномагнитных минералов за пределами действия поля магнитной системы 2, что затрудняет их разделение. Эффект устраняется подачей внутрь корпуса 3 в промежутке между каналами 12 и 14 газообразного нагревателя через канал (каналы) 18, а через канал (каналы) 19, расположенные в диаметрально противоположной части корпуса 3, - охладителя для восстановления ферромагнитных свойств материала концентраторов 6 магнитного потока. Извлечение полезных компонентов повышается при этом на 0,5-0,7%. In laboratory conditions, magnetic separation of complex refractory ores was carried out. It was found that the extraction of useful components from complex ore can be increased further by filling the gap between the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107398/03A RU2165305C1 (en) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Magnetic separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107398/03A RU2165305C1 (en) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Magnetic separator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2165305C1 true RU2165305C1 (en) | 2001-04-20 |
Family
ID=20232365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000107398/03A RU2165305C1 (en) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | Magnetic separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2165305C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491131C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) | Method of particles density separation |
-
2000
- 2000-03-27 RU RU2000107398/03A patent/RU2165305C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491131C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) | Method of particles density separation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Parker | The physics of magnetic separation | |
| Dworzanowski | Optimizing the performance of wet drum magnetic separators | |
| RU2165305C1 (en) | Magnetic separator | |
| KR101136567B1 (en) | Magnetic separator | |
| Arvidson et al. | Rare-earth magnetic separation equipment and applications developments | |
| Poloko | Physical separation methods, part 1: A review | |
| RU2344879C1 (en) | Drum magnetic separator | |
| US20040134849A1 (en) | Apparatus and process for inducing magnetism | |
| WO2019035796A2 (en) | Combination of two stage beneficiation system developed to produce high-grade chromite concentrate | |
| US3398902A (en) | Electromagnetic ball mill | |
| CN117295557A (en) | Mineral separation process | |
| Farsi et al. | High-Gradient Magnetic Separation Method for Weakly Magnetic Particles: an Industrial Application. | |
| US20220048042A1 (en) | Material feed process and assembly for a rotary magnetic separator | |
| US2766888A (en) | Method and apparatus for magnetic separation of ores | |
| CN205413340U (en) | Electricity magnet drum magnet separator suitable for old and useless metal recycling | |
| Walsh et al. | Eddy-current separator technology as a novel approach to Alaskan placer gold recovery | |
| Kilin et al. | Investigation into magnetic properties and processes of separation of Abakan magnetites | |
| SU975091A1 (en) | Electromagnetic ferrum separator | |
| GB777011A (en) | Separator for the removal of particles of magnetic material from finely divided non-magnetic material | |
| Stafeev | Iron-ore enrichment by magnetic hydroseparation | |
| SU1741909A1 (en) | Electromagnetic separator | |
| Chelgani et al. | Magnetic Separation | |
| Norrgran et al. | Fundamentals of high-intensity magnetic separation as applied to industrial minerals | |
| Cohen | Magnetic separation | |
| SU1074602A1 (en) | Electromagnetic separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040328 |