Устройство и технические характеристики промышленных сепараторов

Магнитные сепараторы состоят из следующих частей:

- питателя для равномерного распределения исходного мате­риала по ширине и длине рабочего пространства;

- магнитной системы, создающих поле в ра­бочем пространстве;

- устройства для раздельного приема магнитной, немагнитной и промежуточной по магнитным свойствам фракций, в котором находится перегородка с указателем ее положения;

- устройства для транспортирования материала в рабочем пространстве.

В зависимости от конструкции устройства для перемещения материала относительно магнитной системы различают сепара­торы барабанные, роликовые, валковые, роторные, дисковые, карусельные, соленоидные, ленточные и др.

Кроме этих основных устройств, сепараторы имеют вспомо­гательные механизмы для привода транспортных устройств и питателей, для регулирования силы тока и расхода воды (брыз­гала с вентилями, щетки с контрольно-измерительными прибо­рами, выпрямители переменного тока с реостатом).

На обогатительных фабриках используют конструкции сепа­раторов, обеспечивающие наиболее эффективные к заданному времени результаты работы (наибольшую фондоотдачу, минимальные затраты на обслуживание и ремонт при заданном сырье, наиболее высокие показатели технологии обогащения, комфортные условия труда).

Магнитные сепараторы

Раз­личают следующие типы магнитных сепараторов: БМ — барабанные для мокрой сепарации сильномагнитных руд и извлечения утяжелителей (ферросили­ция и магнетита), а также железных частиц из угля, руды и других материалов; БС —барабанные для сухой сепарации; БСЦ— то же, работающие в центробежном режиме; ВМ - валковые для мокрой сепарации слабомагнитных руд; ВС — то же, для сухой сепарации; ДС— дисковые для сухой сепарации руд, содержащих несколько минералов с различными свойствами; РМ — роторные для мокрой сепарации слабомагнитных руд и шламов; МГС — для разделения немагнитных сплавов в потоке ферромагнитной жидкости по магнитной силе поля.

Принципиальные схемы этих аппаратов приведены на рис. 11.1, 11.2 и 10.3.

Магнитные сепараторы выпускаются двух типов: П — с постоянными магнитами и Э — электромагнитные; сепарато­ры П — с полем, создаваемым постоянными магнитами, напря­женность которого обычно меньше 100 кА/м, а магнитная сила 1000 кА²/м³ (сепараторы П, вследствие пока относительно не­большой силы постоянных магнитов, используются лишь для обогащения сильномагнитных материалов); сепараторы Э при­меняют при обогащении слабомагнитных минералов, магнитная восприимчивость которых в 1000 раз меньше (10^-7 против 10^-4 м³/кг), а также в тех случаях, когда необходимо регулиро­вать силу притяжения или отталкивания путем изменения силы тока в обмотках. Эти аппараты должны иметь в 1000 раз большую магнитную силу по сравнению с сепараторами для ферромагнитных материалов (10³ кА²/м³ против 10⁶ кА²/м³).

Для создания такой силы увеличивают как напряженность, так и неоднородность поля, что достигается, с одной стороны, увеличением магнитодвижущей силы и уменьшением магнитных сопротивлений, т.е. расстояний между полюсами (0,1 вместо 0,3 м) и с другой — путем заострения полюсов (уменьшения радиуса, под которым закруглена их поверхность с 0,1 до 0,0001 м), поскольку отношение градиента к напряженности поля .

Главный признак классификации — напряженность магнит­ного поля.

Остальные параметры определяют способность сепараторов производить разделение материалов той или другой крупности. Так, кусковатые и зернистые фракции минералов, которые не слипаются и не пылят при обработке, разделяют в сухих сепа­раторах с верхней и боковой подачей (материал поступает на поверхность магнитов, где удерживается и отклоняется магнит­ная фракция) (см. рис. 11.3, а). Эти особенности отмечаются в шифре третьей и четвертой по очереди буквами (С —сухой, СЦ — сухой центробежный, например ПБСЦ — барабанный су­хой, центробежный с постоянными магнитами) (см. рис. 11.3,б).

Для мелкозернистых и илистых материалов применяют сепа­раторы, работающие мокрым способом, т.е. разделяющие в вод­ной пленке или слое (см. рис. 11.3,в — д) (отмечаются буквой М — мокрые).

Выбор направления движения продуктов зависит от содер­жания илистых фракций и определяет тип ванн:

а) прямоточный (см. рис. 11.1, а, угол раскрытия веера продуктов α < 90°) при малом содержании тонких фракций (обычно до 25% —50 мкм);

б) перекрестный (α = 90°) (см. рис. 11.1,б) при выделении нескольких магнитных фракций;

в) противоточный и противоточный с перебросом магнитной фракции через барабан (см. рис. 9.3, б) (α > 90°) при высоком содержании тонких фракций, обозначают дополнитель­ной буквой П (например, ПБМП —барабанный, мокрый, про­тивоточный с постоянными магнитами);

г) полупротивоточный (α >180°) при или­стом материале (90% —50 мкм) (обозначают буквами ПП). Последний применяют только в сепараторах для сильномагнитных материалов, поскольку слабомагнитные илистые материалы мокрым способом сепарировать без индукционных магнитов-но­сителей не удается, а полупротивоточная подача их более труд­ноосуществима.

При необходимости получения более чистых сильномагнитных концентратов применяют барабанные сепараторы с частич­ной циркуляцией магнитной фракции (отмечаемой дополнитель­но буквой Ц, например, ПБМ-ППЦ-150-400: барабанный, диа­метром и длиной соответственно 1500 и 4000 мм, снабжен посто­янными магнитами, мокрый с полупроточной ванной и циркуля­цией магнитных фракций в ней).

Цифры перед буквами обозначают число роторов, барабанов, валков, дисков, а затем диаметр и длину ротора (например, 4-ЭВМ-38-250: электромагнитный четырехвалковый с диаметром и длиной валков соответственно 380 и 2500 мм для мокрой сепарации).

Необходимость в чередовании полярности магнитов возникает при повышенном содержании мелких и тонких ферромагнитных зерен и стремлении получить чистую магнитную фракцию, бла­годаря магнитному перемешиванию сильномагнитных частиц. Более частая смена полярности полюсов в сепараторах ПБСЦ вызывает быстрое вращение прядей слипшихся зерен и укорачи­вает их, что, в конечном счете, увеличивает избирательность разделения (0,7 вместо 0,4) и позволяет при столь же высоком извлечении получить несколько более чистые магнитные фракции.

Магнитные полюса разомкнутых систем обычно изготовляют из прессованного феррита бария, а верхнюю их часть — из ферритов стронция в виде магнитных клиньев-вкладышей между полюсами для выталкивания магнитного потока в рабочую зону и повышения напряженности поля в рабочем зазоре на 15%.

Со свойствами обрабатываемых материалов связаны и кон­структивные особенности магнитных систем сепараторов: для выделения чистых хвостов и высокого извлечения ферромагнит­ных частиц при регенерации суспензий обычно применяют шкивные или барабанные системы без чередования полюсов— ЭШ, ЭВМ.

Для обогащения слабомагнитных тонкоизмельченпых руд применяются роторные высокоградиентные сепараторы. Для обогащения еще более тонкоизмель­ченных слабомагнитных шламов применяются карусельные сепараторы (например, 6-РМ-35-315: ротор­ный мокрый шестизонный с площадью зон по 35 см² и с диамет­ром ротора 3150 мм). Область применения высокоградиентных сепараторов очень широка:

1) обогащение слабомагнитных же­лезных руд: гематитовых, сидеритовых, гетитовых;

2) обогаще­ние слабомагнитных руд: никелевых, марганцевых, хромовых, молибденовых, урановых, вольфрамовых;

3) очистка глин, таль­ка, магнезита, карбоната кальция, доломита, полевого шпата от железистых включений;

4) очистка стеклянных песков;

5) пере­работка технологической воды прокатных станов и отработан­ной воды;

6) очистка питания химического производства, загряз­ненного катализаторами.

Дополнительные све­дения о конструкции сепараторов можно получить из рис. 11.4-11.14.

Рис.11.4. Магнитные сепараторы для сухого обогащения и железоотделители:

а – магнитный сепаратор 4 ПСБ-63/200: 1 – трехполюсная магнитная система; 2- пятиполюсная магнитная система; 3 – барабан; 4 – рама; 5 – приемная коробка с распределительным устройством; 6 – редуктор привода; 7 – регулировка угла поворота магнитной системы;

б – устройство для сбора просыпи окатышей: 1 - магнитная система; 2 – угол удержания; 3 – барабан; 4 – угол разгрузки; 5 – магнитный экран; 6 – скребок; 7 – конвейер; 8 – угол захвата;

в – электромагнитный барабанный сепаратор ЭБС-90/100: 1 – барабан; 2 – секторная магнитная система; 3 – корпус; 4 – питатель;

г – барабанный сепаратор БЭ -140/100: 1- поворотное устройство; 2 – подшипник; 3 – звездочка; 4 – обечайка; 5 – полюсный наконечник; 6 – полюсная скоба; 7- катушка; 8 – торцевая крышка; 9 – вводная коробка; 10 – кабельный ввод; 11 – реборда; 12 – отбойная планка;

д – железоотделитель подвесной саморазгружающий (типа ПС): 1- рама; 2 – опорно-натяжные барабаны; 3 – электромагнит; 4 – лента; 5 – привод; 6 – ведущий барабан 7 – натяжной винт; 8 – ведомый барабан (Н – немагнитный продукт, М – магнитный продукт, ПП – промпродукт)

Рис. 11.5. Электромагнитные сепараторы типа ЭВС:

а — 4ЭВС-36/100: 1 — привод; 2 — корпус; 3 — питатель; 4 — патрубки для подсоединения к вентиляционной системе; 5 — валки; 6,8 — соответственно верхняя и нижняя электро­магнитные системы; 7 — смотровой люк; 9 — разгрузочное устройство; 10 — рама;

б — 8ЭВС-15/100: 1 — питатели; 2 — катушки; 3 — сердечники; 4 — валки; 5 — контрмагниты; 6, 12 — течки соответственно для магнитной и немагнитной фракций; 7 — подача пита­ния; 5 — рама; 9 — сборник концентратов; 10 — делительная перегородка; 11 — обводные течки для магнитной фракции; 13 — привод валков

Рис. 11.6. Высокоградиентный роторный сепаратор 6ЭРМ-35/315:

1 — ротор; 2 — кассеты с пластинами; 3 — магнитопровод; 4 — обмотки; 5 — полюс дува и охлаждения катушек; 7 — привод

Рис. 11.7. Сепаратор ПБМВ:

1 — рама- 2 — подача питания; 3 — венец; 4 — привод; 5 — магнитная система; 6 — желоб; 7 —лотки; 8 — диафрагма; 9 — прижимные болты; 10 — корпус барабана

Рис. 11.8. Сепараторы для мокро­го обогащения магнетитовых руд:

а — в бегущем поле, создаваемом вращением постоянных магнитов: 1 — питатель; 2 — вращающаяся система по­стоянных магнитов;

б — с постоянным» магнитами и электромагнитной систе­мой переменного тока: 1 — полюса из постоянных магнитов; 2 — электромаг­нитная система переменного тока

Рис. 11.9. Сепараторы для су­хого обогащения слабомагнит­ных кусковатых и тонкоизмель­ченных руд:

а — шариковый; б — двухвалковый;

1—электромагнитная система; 2 — ротор; 3 — обечайка со щелями; 4 — рабочее пространство; 5 — перего­родки секций; 6 — регенерационные каскадные лотки; 7 — вентилятор; 8 — отсасывание магнитной фрак­ции; 9 — отсасывание немагнитных фракций; 10 — дополнительные маг­ниты; 11 — полюсные наконечники рабочего пространства

Рис. 11.10. Трехвалковый сепаратор для сухого обогащения слабомагнитных руд: 1 —электромагнитная система; 2 — ротор

Рас. 11.11. Электромагнитная система сепаратора 4ЭВМ-38/275А:

а — принципиальная схема магнитопровода: 1—3 — магнитный поток; 4 — электромагнит­ная система; 5 — валки; 6 — полюсные наконечники; 7 — катушки;

б, в — сечение профи­ля рабочей зоны соответственно для материала крупностью 4—1; 1—0,1 мм

Рис. 11.12. Схема мокрых полигради­ентных сепараторов.

а — 230А-СЭ — барабанный, магнитный, размером 630×2500 мм, конструкции НИИКМА и Механобра;

б — ПШБ-1 — ба­рабанный с магнитной системой, размером 650×2500 мм, конструкции Механобрчермета;

в — двухбарабанный, магнитный, конструкции НИИКМА;

г — ЭШБ-2 — бара­банный, электромагнитный, размером 900×2500 мм, конструкции Механобрчермета;

д — ЭБШМ — барабанный, электромаг­нитный, размером 1200×2500 мм, конструкции ДГИ и Гипромашуглеобогащения;

е — двухбарабанный сепаратор с комбиниро­ванной магнитной системой: 1 — барабан; 2 — магнитная система; 3 — валок

Рис. 11.13. Высокоградиент­ные магнитные сепараторы:

а — роторный сепаратор ВМС-100/2 (Чехия): 1 — ротор; 2— полюсные наконечники, одновре­менно являющиеся станиной се­паратора; 3 — обмотки; 4 — при­вод; 5 — кассеты;

б — принципи­альная схема сепаратора Круппа (Германия)

Рис. 11.14. Карусельный высокоградиентный сепа­ратор фирмы «Сала» (Швеция — США): а — общий вид; б — схема расположения устройств; 1 -ротор; 2 — магнитопровод; 3 - катушка; 4 - кассета

Основные области применения этих аппаратов. Сепараторы ПБС и ПБМ устанавливают на всех горно-обогатительных ком­бинатах, перерабатывающих магнетитовые руды, сепараторы ЭВМ — на гравитационных фабриках для магнитной регенера­ции тяжелых суспензий, на фабриках для обогащения марган­цевых, бурожелезняковых, титано-цирконовых, хромовых и дру­гих руд. Сепараторами ЭРМ оборудуют фабрики, где перера­батывают окисленные кварциты и шламы. Аппараты ФГС и сверхпроводниковые пока еще не нашли широкого примене­ния.

Некоторые показатели работы сепараторов приведены в табл. 11.1.

Таблица 11.1.

Показатели работы некоторых типов сепараторов

ЛЕКЦИЯ 12. УСТРОЙСТВО СЕПАРАТОРОВ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ОБОГАЩЕНИИ

Выпуск сепараторов для электрического обогащения шлихов и доводки комплексных некондиционных концентратов относит­ся к 40-м годам. В Казахстане в 1942г. была пущена первая фабрика для электрического обогащения этих материалов.

Быстрый рост использования магнитного и электрического обогащения связан с послевоенным периодом (1945—1955 гг.). Методы электрической сепарации были освоены для доводки комплексных титаноцирконовых гравитационных концентратов (Верхнеднепровский горно-металлургический комбинат — ВДГМК), алмазосодержащих концентратов (комбинаты «Якуталмаз», «Уралалмаз»), пирохлоровых гравитационных концент­ратов (Вишневогорское рудоуправление), полевошпатовых фло­тационных концентратов и кварца.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: