Этапы развития сепараторостроения и использования сепараторов в промышленности

Известны тысячи конструкций машин и аппаратов, реализую­щих различные процессы электрического, магнитного и комби­нированного разделения минеральных частиц. Среди них много ­оригинальных конструкторских решений. В первой половине XX в. были широко распространены электромагнитные ленточ­ные сепараторы для сильномагнитных руд (рис. 11.1, а), а так­же индукционно-роликовые и дисковые — для слабомагнитных руд (рис. 11.1, б, е). Затем в связи с ростом требований к качеству, ленточные сепараторы были заменены барабанными (рис. 11.1, г), на которых легче было перечищать концентраты. Благодаря увеличению выпуска постоянных магнитов, к 60-м годам прошлого столетия началось повсеместное использование сепараторов с по­стоянными магнитами, а индукционно-роликовые сепараторы: начали заменять валковыми и роторными (рис. 11.1, в, д).

В настоящее время получают дальнейшее распространение сепараторы с постоянными магнитами, причем феррит бария, а также сплавы АЛИИ заменяют ферритами стронция, сама­рий-кобальтовыми и железонеодимовыми магнитами, которые обеспечивают создание сильных полей с напряженностью бо­лее 1 Тл.

Усиленно развивается и разработка сепараторов со сверх­проводящими соленоидами из Nb—Ti и Nb₃—Sn материалов, ко­торые надежно работают в гелиевых криостатах в режиме «за­мороженного тока» (без потребления внешней энергии). В пос­леднее время большие перспективы открываются с появлением высокотемпературных керамических сверхпроводников, работаю­щих без потребления внешней энергии при температуре жидко­го азота и даже при комнатной температуре. Это новшество повлечет за собой техническую революцию во многих областях техники, а особенно в магнитном обогащении.

Рис. 11.1. Принципиальные схемы основных конструкций магнитных и комбинированных сепараторов:

а – мокрый барабанный сепаратор с нижней подачей материала; б – электромагнитный валковый сепаратор; в – роторный полиградиентный сепаратор; г – сухой барабанный сепаратор с верхней подачей материала; д – ленточный электромагнитный сепаратор; е – электромагнитный дисковый сепаратор (И – исходный материал; М – магнитный продукт; Н – немагнитный продукт; В – вода)

Как показывают промышленные эксперименты, использование высокотемператур­ных сверхпроводников позволяет резко сократить массу сепара­торов, расход электроэнергии, увеличить глубину магнитного обогащения до субмикронной крупности. Использование этих сверхпроводников в магнитогидростатических (рис. 11.2, ж), магнитогидродинамических (рис. 11.2, з) и электродинамических; (рис. 11.2, и) сепараторах позволит широко применять магнит­ное обогащение не только для парамагнитных, но и немагнит­ных и диамагнитных материалов. Магнитофлотационные сепара­торы (см. рис. 11.2, к) используют только для лабораторных ис­следований.

Рис. 11.2. Принципиальные схемы основных конструкций магнитных и комбинированных сепараторов:

ж – магнитогидростатический сепаратор; з – магнитогидродинамический сепаратор; и – электродинамический сепаратор; к – магнитофлотационный сепаратор

(И – исходный материал; М – магнитный продукт; Н – немагнитный продукт; В – вода)

Чтобы достичь промышленных успехов, конструктор должен; помнить всегда, что выбор методов и процессов определяется не столько возможностями новых конструкций сепараторов, сколько надежностью, производительностью и рентабельностью и удобством их обслуживания.

Полезно проследить последовательность этапа развития се­параторов и результатов их использования в промышленности. Серийный выпуск сепараторов для сухого обогащения магнетитовых руд был осуществлен в СССР в 1936 г. Эти сепараторы до настоящего времени применяют на Высокогорской и Первоуральской фабриках, в Кузнецком бассейне. На опытной фабри­ке Механобра в Кривбассе в 30-х годах по разработкам Механобра и НИГРИ (П. И. Яшин, Г. П. Быков, В. И. Кармазин) нашла промышленное применение технология сухого и мокрого обогащения магнетитовых кварцитов и обжигмагнитного — окис­ленных на барабанных сепараторах фирм «Болл — Нортон» и «Аллианс» (США).

В 50-х годах было освоено сухое и мокрое обогащение сла­бомагнитных железных и марганцевых руд в крупнейших руд­ных бассейнах (на пришахтных фабриках Криворожского, Ни­копольского и Чиатурского бассейнов) на валковых сепараторах., конструкции НИГРИ и Механобра (В. И. Кармазин, В. Г. Деркач и др.).

Дальнейшее расширение области применения магнитных и электрических методов обогащения связано с конструкторскими и научными разработками проектно-исследовательских институ­тов Механобр (И. С. Дацюк, В. Г. Деркач, Н. Ф. Егоров), Механобрчермет (В. И. Кармазин, В. В. Крутий, Г. И. Пилинский, .Л. Н. Херсонец, В. А. Грамма), Горного дела (И. Н. Плаксин, -Н. Н. Олофинский, А. И. Ангелов, В. В. Кармазин).

На рис. 11.3 приведены общие виды (разрезы) некоторых ти­пов сепараторов.

Рис. 11.3. Общие виды (разрезы) некоторых типов сепараторов:

а — сухой магнитный сепаратор 2ПБС-90/250: 1,5 — нижняя и верхняя части корпуса соответственно; 2 — люк смотровой; 3 — делитель; 4, 7 — соответственно нижний и верхний магнитные барабаны; 6 — кожух; 8 — щиток; 9 — крышка; 10 — течка; 11 —очиститель;

б — магнитный барабанный сепаратор ПБСЦ-63/50: 1 — бункер; 2 — вибропитатель; 3 — барабан; 4 —магнитная система; 5 — разгрузочные бункера; 6 — рама;

в — мокрый магнитный сепаратор ПБМ-ПП-90/250: 1 — барабан; 2 — магнитная система; 3 — привод;

г —валковый магнитный сепаратор 4 ЭВМ-38/250: 1 — перепускной клапан; 2 — брызгала; 3 — привод; 4 — питатель; 5 — магнитная система; 6 — сливные патрубки продуктов раз-. деления; 7— основание;

д — магнитогидростатический сепаратор: 1 — опора магнитной системы; 2 — катушка электромагнита; 3 — кювета; 4 — магнитопровод; 5 — полюсные на­конечники; 6 — магнитная пластина; 7— разгрузочное устройство

Барабанные высокопроизводительные сепара­торы применяют для сухого и мокрого магнитного обогащения кусковатых и тонкоизмельченных магнетитовых руд. Для сла­бомагнитных кусковатых и тонкоизмельченных марганцевых, бурожелезняковых и других руд разработаны валковые сепа­раторы. Производительность барабан­ных сепараторов для кусковатых магнетитовых руд достигла 500 т/ч, для тонкоизмельченных сильномагнитных руд — 250 т/ч, для кусковатых и тонкоизмельченных слабомагнитных руд и шламов — 100 т/ч, для магнитного фильтрования каоли­новых руд, обессеривания водноугольных суспензий, регенера­ции ферромагнитных жидкостей — более 10 т/ч.

В Механобре и Уралмеханобре (В. И. Ревнивцев, А. И. Урванцев и др.) разработаны пневмоэлектрические сепараторы, которые успешно разделяют не только зернистые, но и пылеватые слабомагнитные материалы. В промышленном масштабе ис­пользуют трибоэлектрические сепараторы для обогащения фос­форитов, каменной соли, полевых шпатов и других видов сырья и диэлектрические сепараторы для доводки редкоземельных концентратов. Аппараты для электрического обогащения при­меняют на многих предприятиях, перерабатывающих различное сырье. В годы текущей пятилетки созданы магнитогидростатические сепараторы (А. И. Алипов, Н. Д. Кравченко и др.) для переработки отходов цветных металлов и получения из них про­дуктов, пригодных для повторного переплава различных марок бронз и других сплавов.

Исследования показали, что полиградиентная сепарация мо­жет быть успешно внедрена в различные отрасли промышлен­ности, причем не только для обогащения и очистки различных видов тонкоизмельченного сырья, но и для решения многих экологических проблем: газоочистки, очистки сточных вод гор­но-металлургических предприятий и т. д.

Отечественная наука, машиностроение и промышленность обеспечили расширение номенклатуры сепараторов для магнит­ного обогащения руд, а также конструкций с высокоградиентны­ми полями и сверхпроводниковыми соленоидами для обессеривания водноугольных пульп при трубопроводном транспорте топлива.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: