|
Наладка электромагнитных сепараторов
Рассмотрим наладку валковых и роторных сепараторов, применяющихся на многих фабриках. Приступая к наладке этих сепараторов, необходимо убедиться, что сопротивление изоляции обмоток не меньше 1 МОм и что включение катушек правильно — оно не должно быть встречным. В противном случае необходимо ликвидировать дефекты (переключить группы, просушить и изолировать катушки).
В цепь обмоток необходимо включить гасящее сопротивление, которое должно быть на порядок больше сопротивления катушек. Гасящее сопротивление снижает напряжение самой индукции и этим самым защищает изоляцию катушек от порчи, а обслуживающий персонал от электрического удара.
После окончания монтажа следует проверить сопротивление заземлений путем зажатия болтами луженых концов поводка одним концом к корпусам, а другим — к общему контуру заземления фабрики.
Для определения нагрева обмоток сепаратора регистрируют показания вольтметра при поддержании с помощью ЛАТРА постоянной силы тока. Отсчеты ведут каждые 30 мин в течение смены, занося их в таблицу. Контрольный отсчет производят через одну и две смены. Среднюю температуру Тср рассчитывают по формуле
где Rt, Rt1— сопротивление обмоток в первый момент после их включения и через время t1, Ом; Т — температура окружающего воздуха, °С; Ut, Ut1напряжение на клеммах обмоток в первый момент после их включения и в момент времени t1, необходимое для поддержания заданной силы тока, В; α — температурный коэффициент сопротивления материала проводника (для медного провода α=0,004265).
Температура в обмотках не должна превышать допустимую для материала изоляции провода (105°С для хлопчатобумажной и 180°С для изоляции проводов АПСД). Результаты измерений температуры при тепловых испытаниях обмоток сепаратора 4ЭВМ-38/250 показаны на рис. 13.2, а. Видно, что после 16 ч непрерывной работы обмотки нагреваются до 110°С, что допустимо для изоляции примененных проводов. Убедившись в правильности подключения и работоспособности электродвигателей в приводах и электромагнитной системы сепараторов, следует приступить к регулировке зазоров рабочего пространства— ширины (высоты), длины, а в валковых сепараторах — соосности выступов и впадин на полюсах.
Высота рабочих зазоров должна соответствовать типу обогащаемых руд и способу сепарации. Так, например, при обогащении слабомагнитных руд крупностью менее 4 мм расстояние по вертикали от вершин зубцов валка до соответствующих точек впадин должно составлять 10—12 мм. Для регулировки высоты рабочего зазора необходимо одновременно с обоих сторон валка ослабить на полтора оборота болты, крепящие корпуса подшипников к кронштейну полюсного наконечника, а также болты, крепящие корпуса (уплотнения цапфы валка к ванне сепаратора. После этого высота рабочего зазора изменяется с помощью подъемных винтов и контролируется с помощью набора пластин из немагнитного материала (оргстекла).
Рис. 13.2. Контролируемые параметры пре наладке электромагнитных сепараторов:
а — зависимость температуры Т от времени нагрева tн;
б, в — зависимость напряженности Н магнитного, поля соответственно от силы тока I на выходе из рабочей зоны (1), на входе в рабочую зону (2) и от расстояния от поверхности зубца;
г — места для измерения магнитного потока при помощи петель (1, 2)
Не допускается отклонение размеров рабочего зазора и соосности более ±0,5 мм. Необходимо также проверить постоянство высоты рабочих зазоров по дуге охвата валка полюсными наконечниками. Эту регулировку производят установкой прокладок между корпусами подшипников валка и плоскостью их крепления.
После регулировки рабочих зазоров проверяют напряженность поля, вводя щуп теслометра в заданную точку рабочего пространства (см. рис. 13.1,б). Перед проведением измерений измерительный зонд необходимо вынуть из гнезда прибора, затем следует отрегулировать источник питания прибора установкой переключателя диапазона в положение «mах» и рукояткой восстановления максимума точно выставить стрелку прибора на конечное деление шкалы.
После этого переключатель диапазона измерения нужно поставить на требуемый предел измерения и с помощью рукоятки восстановления нуля установить стрелку прибора точно на нулевую отметку. Напряженность определяют измерительным зондом, который помещают в заданную точку рабочего пространства. Стрелка на шкале прибора показывает измеряемую напряженность.
Правильность установки зонда относительно силовых линий магнитного поля проверяют незначительным поворотом зонда в обе стороны вокруг его оси. В таблицу измерений заносится значение, соответствующее наибольшему отклонению стрелки. Зонд теслометра хрупкий и требует осторожного обращения, помещается в гнездо после каждого измерения. Даже при небольшом перекосе и нажатии на зонд его можно сломать, поскольку датчик состоит из германиевой хрупкой пластинки, закрепленной на конце зонда. Красная метка показывает направление северного полюса магнитной системы.
Измерение градиента поля в заданной точке производится путем определения напряженности поля в двух других точках, расположенных на одной прямой с ней в заданном направлении. При этом одна точка должна находиться влево от заданной, а другая — вправо. Отрезки между ними стараются выбрать возможно меньшими, близкими к толщине датчика (~ 1 мм).
Пример. 1. Схема расположения точек измерения напряженности поля в рабочей зоне сепаратора 4ЭВМ-38/250 показана на рис. 13.2, б. Точки измерений расположены по разной высоте зазора на входе и выходе из него 2.
Исследования показали, что напряженность магнитного поля превышает 1200 кА/м (рис. 13.2, в).
Результаты измерений магнитных потоков и площадей в указанных на рис. 13.2, г сечениях магнитопровода сепаратора 4ЭВМ-38/250 приведены в табл. 13.1.
Таблица 13.1.
Результаты измерений магнитных потоков и индукции в различных сечениях сепаратора 4ЭВМ-38/250 (сила тока 60 А)
Номер петли
| Магнитный поток
| Индукция, Тл
| Номер петли
| Магнитный поток
| Индукция, Тл
|
| ×10, мВб
| %
|
|
| ×10, мВб
| %
|
|
| 32,4
| 51,1
| 1,17
|
| 9,25
| 28,78
| 1,15
|
| 34,7
| 53,8
| 1,26
|
| 8,52
| 26,5
| 1,06
|
| 33,3
| 51,7
| 1,21
|
| 9,62
| 29,9
| 0,872
|
| 60,5
|
| 1,10
|
| 1,51
| 4,64
| 0,188
|
| 64,4
|
| 1,17
|
| 11,6
| 36,1
| 1,440
|
| 61,0
| 94,7
| 1,11
|
| 12,9
|
| 1,169
|
| 1,28
| 4,0
| 0,159
|
| 11,4
| 35,4
| 1,41
| ;8
| 9,30
| 28,8
| 1,16
|
|
| 34,2
| 1,37
|
| 10,4
| 32,3
| 0,941
|
| 12,4
| 38,5
| 1,122
|
Установленные индукции допустимы, так как существенно меньше насыщающих.
Результаты измерений потоков рассеяния в нерабочих зонах приведены табл. 13.2
Исследования показали, что утечки рассеивания потоков не превышают 1-2%. После проведения магнитных измерений приступают к испытаниям технологии сепарации, т. е. влияния силы намагничивающего тока, плотности пульпы, расхода подаваемой воды, производительности.
Таблица 13.2.
Результаты измерений потоков рассеяния в нерабочих зонах сепаратора 4ЭВМ-38/250
Номер петли
| Место измерения
| Магнитный поток
| Индукция, Тл
|
|
| мВб
| %
|
|
| Центр крайнего сердечника
|
|
| 1,370
|
| Цапфа валка:
|
|
|
|
| верхнего
| 0,81
| 2,13
| 0,403
|
| нижнего
| 0,71
| 1,87
| 0,353
|
| Корпус подшипника верхнего валка
| 0,43
| 1,13
| 0,102
|
| Опора верхнего валка
| 0,18
| 0,47
| 0,034
|
| Воздушное пространство между креплениями верхних валков
| 0,15
| 0,39
| 0,033
|
| Опора нижнего валка
| 0,12
| 0,32
| 0,025
|
| Воздушное пространство опорной рамы
| 0,16
| 0,42
| 0,038
|
Пример. 2. Определение влияния намагничивающего тока в сепараторе 4ЭВМ-38/250 на показатели обогащения мытой окисной марганцевой руды крупностью 3—0,2 мм при следующем режиме: удельная производительность 2,5 т/(ч∙м), высота рабочих зазоров 8 мм и длина разгрузочных щелей 100 мм, частота вращения валков в первом приеме 50 мин-1, во втором — 25 мин-1 (табл. 13.3).
Таблица 13.3
Влияние силы намагничивающего тока на показатели сепарации марганцевой руды
Сила намагничивающего тока, А
| Продукт
| Выход, %
| Содержание марганца, %
| Извлечение марганца, %
|
| Магнитный Немагнитный Исходный
| 51,2
48,8
| 43,2
31,4
| 70,5
29,5
|
| Магнитный Немагнитный Исходный
| 75,3
24,7
| 40,6
3,1
31,4
| 97,3
2,7
|
| Магнитный Немагнитныц Исходный
| 77,2
22,8
| 40,1
1,5
31,4
| 98,5
1,5
|
| Магнитный Немагнитный Исходный
|
| 39,9
1,2
31,4
| 99,2
0,8
|
| Магнитный Немагнитный Исходный
| 78,3
21,7
| 39,8
1,2 31,4
| 99,2
0,8
|
Из результатов испытаний следует, что оптимальной силой тока являетется 60 А, что соответствует напряженности поля 1280 кА/м.
Наладка сепараторов роторного типа более трудоемка, чем валковых, потому что в роторных сепараторах на порядок больше число рабочих зазоров. Кроме того, они имеют более сложную конфигурацию магнитопровода и особый гидравлический (пленочный) режим работы.
Для примера опишем методику наладки сепаратора ЭРМ-35/315 с целью получения высоких технико-экономических показателей его работы на окисленных кварцитах НКГОКа.
Для экономии времени на проведение экспериментов опыты можно проводить на имитационной модели сепаратора (рис.13.3.) параметры рабочего пространства которой должны точно соответчтвовать параметрам сепаратора (размеры, материал, индукция, градиент, гидравлический режим). Пробы для испытаний должны иметь характеристики крупности и фракционные магнитные анализы, близкие к тем, (которые характерны для питания во время последующей эксплуатации сепаратора.
Рис. 13.3. Имитационная модель сепаратора 6ЭРМ-35/315:
1 — затвор; 2 — мешалка; 3 — бункер; 4 — конический затвор; 5 — кассета с пластинами; 6 — межполюсная щель с наклоном
Данные о гранулометрическом составе и массовой доле железа в классах крупности руды, измельченной до разных содержаний готового класса — 74 мкм, приведены на рис. 13.4, а.
Рис. 13.4. Гранулометрическая характеристика окисленных кварцитов различной крупности 1—4 (а) и показатели процесса разделения в зависимости от индукции поля (б) и объемной плотности матрицы (в)
Последовательно меняя один параметр при постоянстве других, можно установить влияние каждого из параметров. По данным В. М. Малого, на рис. 13.2, б и 132.2, в приведены результаты определения влияния индукции магнитного поля и объемной плотности матрицы на показатели обогащения.
Увеличение ширины рабочего зазора при затоплении его протекающей пульпой влечет за собой снижение извлечения рудных минералов, особенно из -частиц, имеющих размеры меньше 10 мкм (рис. 13.5, а). Важную роль играет также высота зоны разделения: извлечение (увеличивается, если высота рифленых пластин растет (рис. 13.5,б).
Качество концентрата находился в тесной зависимости от крупности его частиц (рис. 13.5, в): содержание железа около 60% достигают только при полностью раскрытом материале крупностью от 10 до 40 мкм, поэтому и извлечение железа в магнитную фракцию в этом случае более 80%, в то время как для более крупных частиц оно резко снижается. В связи с этим большую роль играет массовая доля класса -74 мкм в измельченной руде (12.5,г). С увеличением содержания этого класса от 75 до 90 % растет качество концентрата, но падает извлечение, особенно для мелкоизмельченных частиц гидроксидных минералов.
Рис. 132.5. Зависимость показателей высокоградиентной сепарации окисленных кварцитов от ширины рабочего зазора (а), высоты зоны разделения (б)крупности концентрата (в) и массовой доли класса — 74 мкм в измельченной руде (г)
На рис. 13.6, а показано, как изменяется минеральный состав магнитных фракций, извлекаемых при увеличении напряженности поля (индукции). В слабом поле концентрат состоит в основном из магнетита и мартита, а также сращенного с ними небольшого количества гематита и гидроксидов. В поле, индукция которого в два раза выше (0,3 Тл), извлекается гематит — мартит и небольшое количество гидроксидов и карбонатов, имеющих относительно повышенные магнитные свойства. Здесь извлекаются также остатки магнетита, сращенного с гематитом. Такие условия создаются в верхнем роторе сепаратора 6ЭРМ-35/315. При дальнейшем увеличении индукции на среднем и нижнем роторах сепаратора минеральный состав меняется мало. Соотношение минералов остается почти неизменным, но их магнитные свойства понижаются, вследствие того, что на верхнем роторе удалена большая часть сростков с магнетитом, доля таких сростков, (приходящих на средний ротор, уже невелика, а на нижнем роторе вовсе отсутствует.
Влияние массовой доли твердого в питании на показатели обогащения видно из рис. 13.6, б.
Рис. 13.6. Изменение минерального состава магнитных продуктов высокоградиентной сепарации (а) и показателей обогащения ε, β от массовой доли твердого р в питании сепаратора (б):
I – IV- соответственно концентраты слабого поля (В=0,15 Тл), верхнего ротора (В =0,3 Тл), среднего ротора (B=0,9 Тл) и нижнего ротора (B>1 Тл); 1—4 — соответственно магнетит, гематит (мартит), гидроксиды и карбонаты
Известно, что при малой ширине рабочего зазора роторных сепараторов они постепенно зарастают сильномагнитными включениями: на верхнем роторе — магнетитом и его сростками с мартитом, а на среднем и нижнем роторах — мартитом. Увеличение ширины рабочего зазора влечет за собой уменьшение индукции и падение извлечения. Последнее связано не только с уменьшением индукции, но и е тем, что частицы, проходящие по оси симметрия, удалены от зубцов пластины и в этом случае не извлекаются и попадают в хвосты.
Напомним, что содержание магнитного минерала в сростке α, который может быть притянут к индукционному магниту, определяется по формуле
(13.1)
где К1,К2—коэффициенты, зависящие от магнитных свойств; п = l/v (l — длина зоны притяжения; v — скорость движения частиц через рабочую зону сепаратора); I — сила тока; а — путь смещения частиц; b = ; μ — вязкость воды; (d — диаметр частиц; δ — плотность минеральных частиц; HgradH— сила поля.
Расчеты по формуле (13.1), проведенные П. А. Санжатовским, показали, что для извлечения и удержания частиц на полюсе необходима тем большая магнитная сила, чем больше скорость их движения и чем меньше отношение длины рабочей зоны к ее ширине (высоте рабочего пространства) и меньше размер частиц, доля и восприимчивость магнитных минералов в них (рис. 13.7).
Разрешить эти противоречия, т. е. увеличить ширину рабочего зазора и одновременно сохранить достаточно высокое извлечение тонких слабомагнитных частиц, удалось А. М. Туркеничу и Р. С. Улубабову путем использования в роторном сепараторе пленочного режима течения пульпы, при котором последнее покрывает только поверхность зубцов, а центральная область щели остается заполненной воздухом.
Рис. 13.7. Теоретическая зависимость доли магнитного минерала в сростках γ от напряженности поля H при сепарации в водной (I) и воздушной (II) средах:
а — подъем частиц; б — удержание частиц; сплошные линии при скорости движения частиц 0,5 м/с, пунктирные — 0,1 м/с: 1—3 — соответственно частицы диаметром 0,5; 0,1 и 0,05 мм
При пленочном течении пульпы, как показал В. Г. Деркач, рудные частицы удерживаются пленкой на полюсе вблизи вершин зубцов. Удельная сила сопротивления поверхности воды переходу магнитной частицы размером и из водной среды в воздушную определяется равенством
(13.2)
где (σж-г — поверхностное натяжение на границе раздела вода—воздух (σж-г = 0,072 Н/м); θ — равновесный краевой угол; g — ускорение свободного падения; δ — плотность частицы.
Из формулы (13.2) видно, что удельная сила сопротивления поверхности воды переходу частицы из водной среды в воздушную возрастает с уменьшением крупности частиц. Удельная магнитная сила притяжения Fм не зависит от крупности частиц. Поэтому с уменьшением крупности магнитных частиц для их перехода из водной среды в воздушную необходимо приложить все большую магнитную силу и для очень тонких частиц сила Fм становится слишком большой.
Действительно, проведенные исследования показали следующие отношения Fп/g для частиц различной крупности:
d, мм ……2,5 1,5 0,53 0,21
Fп/g ……...0,2 1,4 11,1 46,7
Видно, что для тонких частиц сила сопротивления поверхностной пленки воды при переходе магнитной частицы из водной среды в воздушную во много раз превышает удельную силу тяжести и поэтому тонкие частицы будут передвигаться только в слое пленки вблизи зубцов. При этом ширину щели можно увеличить в два раза (до 5 мм) (без снижения показателей сепарации). При промышленных испытаниях была показана большая эксплуатационная надежность работы с пленочным течением пульпы и перекрестным направлением выступов на пластинах. Такие «косозубые» пластины, благодаря многократному повышению градиента поля в местах перекрещивания зубьев дополнительно увеличили возможность извлечения частиц из слоя пульпы, протекающего между зубьями.
Производительность роторных сепараторов Q (т/ч) определяют по формуле
где n - число питателей; п1— число кассет в роторе; п2 — число щелей в кассете; l — длина щелей в матрице; q — удельная производительность на единицу длины щелей, кг/м; n3 — частота вращения ротора, мин-1.
Для сепаратора 6ЭРМ-35/315 п=2; п1 = 27; n2=14; l=260 мм; n3=3,5. При переработке окисленных кварцитов, измельченных до 80% класса — 74 мкм, q=2,5 кг/м. Отсюда Q=60∙2∙27∙14∙260∙3,5∙2,5∙10-6 = 100 т/ч.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|