Технологические параметры, влияющие на результаты магнитной сепарации.

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 14Следующая ⇒

Для повышения качества магнитного продукта в барабанных сепараторах с открытой магнитной системой были разработаны сепараторы с высокоградиентной магнитной системой. В частности, одним из примеров является сепаратор ПБМ-93/100 (барабанный мокрый магнитный сепаратор с открытой магнитной системой, прямоточный, диаметр барабана равен 930 мм, длина барабана 1000 мм).

Напряженность магнитного поля на поверхности барабана 127 кА/м, магнитная сила поля F = H*gradH = 3, 8*10⁵ кА²/м³, магнитная система девятиполюсная, открытого типа, магниты из феррита бария, полюсные наконечники комбинированные. Размер полюсного наконечника 145*122*124 мм, он состоит из прямого полюса и 4 корректирующих Расстояние между полюсами – 14 мм. Корректирующий блок прикрепляется к основному так, чтобы полярность совпадала с прямым полюсом. Полярность полюсов чередующаяся по периметру барабана. Угол охвата барабана магнитной системой составляет 131⁰. Градиент напряженности у этого сепаратора на 42 % выше, чем у сепараторов старого образца ПБМ-90/250. Отношение ширины прямого полюса к ширине корректирующего блока по периметру барабана составляет 2, 6: 1.

Более плотная укладка магнитов на единицу рабочей поверхности приводит к повышению удельного расхода магнитов на 40% по сравнению с сепаратором ПБМ-90/250, но напряженность магнитного поля при этом возрастает на 19 - 32 %, а магнитная сила поля – на 52-75 % (см. рис. 6.8.1) Удельная производительность этого сепаратора составляет 70 т/час по твердому с единицы длины зоны разгрузки хвостов.

Рис. 6.8.1. Зависимость магнитного поля в барабанном сепараторе высокого градиента и обычном барабанном сепараторе от расстояния до барабана.

В – магнитное поле [мТл] (миллитесла); dB/dR – градиент (изменение магнитного поля в направлении радиуса); R – расстояние между полюсами [мм].

n - зона повышенной энергии в сепараторе с барабаном высокого градиента.

Установка корректирующих полюсов увеличивает магнитную силу поля и сглаживает ее колебания на большую глубину поля, особенно в начале подачи исходной пульпы и, тем самым, сокращает потери магнитного продукта с немагнитным.

Качество магнитного продукта зависит от плотности пульпы в ванне сепаратора. В зависимости от крупности обогащаемого материала она может колебаться от 25 % до 60 %. Кроме того, плотность исходного материала влияет на производительность магнитного сепаратора. Эти два параметра влияют на технико-экономические показатели процесса сепарации и для каждого исходного материала они должны подбираться индивидуально в зависимости от его свойств, в т.ч. от крупности.

При увеличении разжижения пульпы качество магнитного продукта будет повышаться. Это объясняется тем, что снижается сила сопротивления среды при движении флокулы (для сильномагнитных материалов) или единичной частицы к полюсному наконечнику в рабочей зоне сепаратора. Качество хвостов ухудшается, т.к. процесс образования флокул происходит менее интенсивно, уменьшается их размер и увеличивается вынос магнитных частиц в немагнитную фракцию.

Рис.6.8.2. Магнитная индукция пяти – и семиполюсных магнитных систем.

(1 Гс = 10^-4 Тл).

Кроме того, магнитное поле по поверхности барабана должно иметь высокую степень однородности и плавно увеличиваться в зоне выгрузки магнитной фракции.

Магнитный материал, находящийся в рабочей зоне, оказывает влияние на топографию магнитного поля.

В противоточных сепараторах поток пульпы в непосредственной близости от поверхности барабана направлен в сторону, противоположную движению основного потока пульпы. Это приводит к следующим последствиям:

- уменьшается эффективная глубина потока и возрастает его скорость;

- сопротивление потока жидкости, транспортирующего магнитные частицы, возрастает,

- поток становится интенсивно турбулентным.

В связи с этим качество магнитного продукта возрастает за счет интенсивного вымывания немагнитных частиц из флокул.

Величина слоя потока хвостов, увлекаемого поверхностью барабана, зависит от величины (глубины) рабочего зазора и удельного расхода пульпы.

Величина силы сопротивления водной среды в десятки раз может превышать магнитную силу.

На интенсивность и глубину магнитного поля влияет диаметр барабана и длина рабочей зоны сепарации.

Для увеличения производительности сепаратора необходимо увеличить интенсивность магнитного поля и длину рабочей зоны. В современных конструкциях сепараторов длина барабана увеличена с 900 мм до 4000 мм, а диаметр – с 600 мм до 1500 (см. рис. 6.8.3). Потери магнитного продукта с хвостами сокращаются при этом в 7 – 10 раз.

Рис. 6.8.3. Сравнение длин рабочих зон при разных диаметрах барабанов сепараторов.

Удельная производительность мокрых сепараторов зависит

- от крупности и плотности питания

- от содержания магнитного продукта в исходном материале

- от конструкции ванны и магнитной системы сепаратора: целесообразно у первых 4 магнитов прикреплять дополнительные полюса той же полярности, что и основной полюс, чтобы сократить межполюсный зазор и увеличить интенсивность магнитной силы.

Врабочей зоне ванны полупротивоточного сепаратора материал располагается следующим образом:

- внизу слой немагнитных частиц,

- выше слой магнитных частиц,

- затем слой сильномагнитныхчастиц.

В этих сепараторах исходное питание подается по касательной к барабану в зону подъема их к разгрузке, к порогу разгрузки магнитного продукта. Поток немагнитного материала поворачивает и движется под магнитным барабаном в сторону, противоположную направлению вращения барабана. В одной из конструкций длина магнитной системы составляет l = 400 мм, диаметр барабана D = 780 мм, шаг полюсов S = 200 мм, угол охвата магнитной системой поверхности барабана α = 110^о. Во второй конструкции с полюсами чередующейся полярности шаг полюсов S = 320 мм, α = 150^о.

Производительность мокрых сепараторов составляет от 12 до 200 т/час в зависимости от крупности питания. Содержание твердого в питании – 25 ÷ 50 %.

Исходный материал при мокрой сепарации сильномагнитного материала необходимо подготовить, классифицировав по крупности. Обычно классификация идет по классам:

- 6 + 0 мм

- 3 + 0 мм

- 1, 5 + 0 мм

- 0, 8 + 0 мм

- 0, 1 + 0 мм.

Нижний предел крупности в процессах мокрой магнитной сепарации практически отсутствует за счет магнитной флокуляции частиц.

Средняя скорость движения пульпы через рабочую зону сепаратора составляет

, [м/сек], где: (6.8.1)

Р – удельный расход пульпы на единицу ширины питания, [м³/м];

ρ _с - плотность жидкости, [г/см³];

μ _вязк. - вязкость пульпы [Н*сек/м²]. (для воды в системе СИ μ =10^-3)

В водной среде ускорение силы тяжести g [м/сек²], действующая на частицу, составит:

g = g₀(ρ _ч – ρ _ср)/ ρ _ч , где: (6.8.2)

g₀ – 9, 8 [м/сек²];

ρ _ч - плотность частицы [кг/м³];

ρ _с - плотность среды [кг/м³].

Удельная сила сопротивления F_c [Н/кг].среды движению магнитной частицы выражается формулой:

F_c = 18 µ_вязк v_x /(d² ρ _с), где: (6.8.3)

ρ _с - плотность среды [кг/м³];

μ _вязк - вязкость пульпы [Н*сек/м²]. (для воды в системе СИ μ _вязк =10^-3)

v_x – скорость частицы относительно пульпы [м/сек];

d – диаметр частиц [м].

На работу мокрых сепараторов также оказывает влияние:

- уровень пульпы в ванне сепаратора,

- отношение объема выпуска пульпы из хвостового отделения к объему выпуска пульпы из концентрационного отделения ванны сепаратора,

- расход добавочной воды.

Прямоточные и противоточные сепараторы имеют разгрузку немагнитного продукта через регулируемые по величине отверстия, а магнитного продукта - через сливной порог.

Мокрая магнитная сепарация слабомагнитного материала всегда проводится в прямоточном режиме, так как для слабомагнитного материала процесс магнитной флокуляции отсутствует и разрушение флокул не требуется. Каждая частица ведет себя индивидуально, т.к. парамагнитные частицы имеют небольшое число атомов с некомпенсированным зарядом, которые между собой не взаимодействуют.

Слабомагнитные частицы крупностью менее 74 мкм в сепараторах с замкнутой магнитной системой уходят в хвосты. Для обогащения такого материала в 1970-х годах профессорами Кармазиным В. И. и Кармазиным В. В., а также сотрудниками Механобрчермета в содружестве с работниками УГОКа был разработан процесс высокоградиентной сепарации (см. раздел 8).

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒