Магнитный гидроциклон

О П И С А Н И Е ц973163

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 09.03.81 (21) З259961/2208 (51)М. Кл.

В 03 С 1/02 с присоединением заявки №

Ф (23) Прноритет—

Геоуларстаенный комитет

СССР по делам необретеннй н откритнй

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 25.11.82 (53) УДК 621.928..89 (088.8) E. M. Савицкий, B. В. Кармазин, О. П. 1фалюк, С. М. Ангел

В. В. Барон, М. И. Бычкова, Г. Д. ГондЫррвсквя, Ю. А. Башкиро Ь, В. Л. Булынин, Б. А. Завьялов и А. Р) Кфырбаев ,....;.Ъа

3 горный институт (72) Авторы. изобретения (71) Заявитель (54) МАГНИТНЫЙ HQPOllHKlIOH ки (2g.

Изобретение относится к обогашению полезных ископаемых, в частности к магнитному разделению.

Известен магнитный гидроциклон, вилючаюший цилиндроконический корпус, магнитную систем, загрузочный и раэгруэоч5 . ный патрубки 1J.

Недостатком его является, создаваемое соленоидом равномерное постоянное магнитное поле небольшой напряженности (до Э кЭ), вследствие чего он может применяться только для руд с высокой магнитной восприимчивостью, в частности магнетитовых руд. 15

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому эффекту к изобретению является магнитный гидроциклон, вхлючаюший цилиндроконический корпус иэ немагнитного материала, криостат с 2о размешенной в нем магнитной системой, состояшей из катушек, и рабочим каналом, загрузочный и разгрузочные патруб

Недостатком этого магнитного гидро циклона является неудовлетворительный процесс разделения, так как градиент напряженности поля по оси гидроциклона распределен таким образом, что при одной и той же напряженности поля величина магнитной силы (F = HgrgdH) в зоне разделения магнитных и немагнитных частиц меньше величины магнитной силы в зоне разгрузки песков. Это вызывает повы шенные потери тонких магнитных частиц в сливе, а также затрудняет разгрузку песков через патрубок, вплоть до образования в нем "пробки» из разгружаемого материала, особенно в случае напряженности поля свыше 50 кЭ. Односекционная магнитная система трапециевидной формы имеет нерегулируемую топографию магнитного поля и не позволяет изменением силы тока в обмотке качественно изменить указанное соотношение градиентов и магнитных сил во всем диапазоне напряженности поля, чтобы добиться эффективного режима работы гидроциклона, Кроме того, цилиндрический профиль рабочего капала крпостата затрудняет изменение поло> елця гидроцпклона В нем в случае необходимости для оптимального совмешенпя максимума магнитного поля с зоной 5 разделения частип в гидроциклоне.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса сепарации минералов слабомагнитных тонковкрапленных руд за счет увеличения грщиента напряженности магнитного поля в зоне разделения, улучшепие разгрузки магнитного продукта через песковый патрубок, а, следовательно, и стабилизация. непрерывного режима работы гидроциклона за счет умень- !5 щения градиента напряженности поля в зоне разгрузки песков.

Цель достигается тем, что коническая часть гидроциклона выполнена с кольцообразпыми прорезями и снабжена встав-. 20 ками из ферромагнитного материала, размещенными в прорезях, а катушки установлены ступенчато, при этом рабочий канал крпостата шаеет цилиндрическую форму. 25

На чертеже изображен гидроциклон, общий вид.

Магнитный гидроциклон включает криостат 1 с рабочим каналом 2 цилиндрической формы, сверхпроводящую магнит- 30 ную систему 3, состоящую иэ прямоугольных катушек 4 и 5,, установленных ступенчато и выполненных из сверхпроводяшего материала, цилиндроконический корпус 6 из немагнитного материала, имеющий цилиндрическую 7 и коническую

8 части, причем коническая часть выполнена с кольцеобразньми прорезями, в которых размещены ферромагнитные вставки 9, загрузочный спиралеобразный пат- щ рубок 10 и разгрузочные патрубки 11 и

12, соответственно сливной и песковый.

Магнитный гидроциклон работает следующим образом. Исходное питание (пульпа) подается под давлением в загрузочный спиралеобразный патрубок 10, предварительно намагничиваясь в нем за счет полей рассеивания, тангенциально входит в цилиндрическую 7, а затем. н в коническую 8 части гидроциклона, где под влиянием гидродинамических H магнитных сил происходит процесс сепарации содержащихся в пульпе магнитных и немагнитных частиц минералов. Магнитная фракция (пески) выходит через разгрузочный песковый патрубок 12 в нижней части гидроцик лона, а немагнитная фракция (слив) выносится через разгрузочный сливной патрубок ll. При этом вставки 9 из ферромагнитного материала, которыми снабжена коническая часть 8 гидроциклона,,намагничиваются под влиянием внешнего поля магнитной системы 3, увеличивают неоднородность магнитного поля за счет создания дополнительного радиального градиента напряженности и тем самым повышают уровень пондеромоторных сил у стенок гидроциклона. Это способствует более эффективному удержанию магнитных частиц, особенно тонких фракций, в пристенных слоях . пульпы и, следовательно, их более полному извлечению в песковый продукт, Ширина

3 кольцевых вставок 9 и зазор 6 между ними выбирается в соответствии с оптимальными соотношениями этих параметров, принятыми при расчетах поля электромагнитных систем с чередующимися открытыми полюсами плоской формы, так чтобы напряженность поля была примерно одинаковой против середины полюсов и се редины зазоров. Учитывая, что величина индукции насыщения магнитомягких сталей соответствует максимальной напряженности поля у полюсов, равной 20кЭ. то величина дополнительного радиального градиента поля, создаваемого в нашем случае чередующимися ферромагнитными кольцевыми вставками 9, достигает 2030 кЭ/см (при ширине вставок от 3 см и ниже). Количество кольцевых вставок будет зависеть от их ширины,и параметров гидроциклона, причем с целью оптимального соотношения величины магнитных и гидродинамических сил разделения по всей высоте гидроциклона коническая часть последнего может быть выполнена с переменным соотношением ширины и шага вставок.

Эффективность разделения частиц в гидроциклоне и стабильность непрерывного процесса разгрузки песков повышается также эа счет магнитной системы 3, сос» тояшей из прямоугольных катушек, установленных ступенчато, создающей поле такой конфигурации, при которой величина магнитной силы в зоне разделения превышает величину магнитной силы в зоне разгрузки песков, что обеспечивается более высокими градиентами магнит« його поля в зоне разделения частиц (в 23 раза по сравнению с прототипом) и одновременно пониженными градиентами поля в зоне разгрузки песков. Наличие нескольких катушек 4 и 5 магнитной системы с раздельной регулировкой позволяет дополнительно оптимизировать величины градиента поля и магнитных сил

5 9731 в разных зонах по оси гидроциклона в зависимости от типа обогащаемого минерального сырья, режимов работы и па раметров гидроциклона. Кроме того, цилиндрическая форма рабочего канала 2 криостата 1 дает возможность изменить при необходимости положение гидроциклона относительно максимума поля и за счет этого также улучшить процесс разделения частиц в гидроциклоне.

I0

Экономическая эффективность предлагаемого технического решения при обогащении руд редких металлов, в частности танталитколумбитовых и вольфрамовых, составит для одного магнитного гидроцик- лона диаметром 100 мм примерно

100 тыс. руб. в год.

Формула изобретения 20

1. Магнитный гидроциклон, включаю- . щий цилиндроконический корпус из немат нитного материала, криостат с размещен63 6 ной в нем магнитной системой, состоящей из катушек, выполненных из сверхпроводящего материала и рабочим каналом, загрузочный и разгрузочные патрубки, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности процессВ сепарации слабомагнитных тонковкрапленных руп за счет увеличения градиента напряженности магнитного поля в зоне разделения, коническая часть гидроциклона выполнена с кольцеобразными прорезями и снабжена ферромагнитными вставками, размещенными в прорезях, а катушки установлены ступенчато.

2. Гидроциклон по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что канал криостата имеет цилиндрическую форму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 138544, кл. В 03 С 1/08, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

Мя 522857, кл. В 03 С 1/02, 1972 (прототип ) .