RU2038161C1

RU2038161C1 - Magnetic liquid separator

Info

Publication number: RU2038161C1
Application number: RU92012950A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Лепехин
Original assignee: Владимир Михайлович Лепехин
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: separating materials. SUBSTANCE: separator serves for separating material into different densities and has housing, magnetic system, rotor made up as a sleeve, branch pipe for supplying raw material, and arrangement for discharging. The end of the branch pipe for supplying the raw material is positioned near the bottom. The magnetic system is constructed as a row of ring permanent magnets mounted with a spaced relation to each other on the inner cylindrical part of the rotor. The space between the ring magnets increases in the direction to the end of the branch pipe for supplying the raw material. The inner radius of the ring magnets increases in the direction from the end of the branch pipe for supplying the raw material. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и предназначено для разделения сырья по плотности, в частности может быть использовано при переработке гравитационных концентратов золота и алмазов в горной промышленности. The invention relates to mineral processing and is intended for the separation of raw materials by density, in particular, can be used in the processing of gravity concentrates of gold and diamonds in the mining industry.

Известен ряд конструкций магнитожидкостных сепараторов, включающих магнитную систему с полюсными наконечниками, между которыми расположена камера с магнитной жидкостью. Магнитная жидкость, находясь в неоднородном магнитном поле, приобретает различное квазиутяжеление. Частицы сырья различной плотности, поступая в камеру через патрубок подачи, либо тонут на дно под действием собственного веса, либо всплывают на поверхность, либо занимают промежуточное положение в камере. На разных уровнях в камере расположены приемники продуктов разделения, где собираются различные фракции. A number of designs of magneto-liquid separators are known, including a magnetic system with pole pieces, between which there is a chamber with magnetic fluid. Magnetic fluid, being in an inhomogeneous magnetic field, acquires various quasi-weights. Particles of raw materials of different densities, entering the chamber through the supply pipe, either sink to the bottom under the influence of their own weight, or float to the surface, or occupy an intermediate position in the chamber. At different levels in the chamber there are receivers of separation products, where various fractions are collected.

Недостатком таких сепараторов является малая производительность и резкое снижение их эффективности при разделении тонких классов сырья. The disadvantage of such separators is low productivity and a sharp decrease in their efficiency in the separation of thin classes of raw materials.

Ближайшим техническим решением является магнитожидкостный сепаратор "Magstream" американской фирмы Intermagnetics General Corporation (IGC). Сепаратор содержит корпус, полый цилиндрический ротор, установленный вертикально, в верхнем торце которого расположен центральный патрубок подачи сырья. С внешней стороны вокруг ротора расположена магнитная система, генерирующая магнитное поле, градиент величины которого направлен от оси ротора к его периферии. Через патрубок подачи сырья в ротор поступает смесь исходного сырья с магнитной жидкостью. Частицы сырья, двигаясь вдоль оси ротора под действием центробежных сил перемещаются в наружной оболочке ротора и удерживаются на определенном радиусе в зависимости от своей плотности, т.е. менее плотные ближе к оси ротора, более плотные ближе к наружной оболочке ротора. На нижнем торце ротора установлены цилиндрические делители приемники, через которые происходит сбор фракций. Такой сепаратор способен делить частицы по плотности в диапазоне 1,5 г/см³ 21 г/см³ крупностью 60-600 мкм.The closest technical solution is the Magstream magneto-liquid separator of the American company Intermagnetics General Corporation (IGC). The separator comprises a housing, a hollow cylindrical rotor mounted vertically, in the upper end of which is located the central pipe for supplying raw materials. On the outside, around the rotor, there is a magnetic system generating a magnetic field whose magnitude gradient is directed from the axis of the rotor to its periphery. A mixture of feedstock with magnetic fluid enters the rotor through the feed pipe to the rotor. Particles of raw materials moving along the axis of the rotor under the action of centrifugal forces move in the outer shell of the rotor and are held at a certain radius depending on their density, i.e. less dense closer to the axis of the rotor, more dense closer to the outer shell of the rotor. At the bottom end of the rotor, cylindrical dividers are installed, through which fractions are collected. Such a separator is able to divide the particles by density in the range of 1.5 g / cm ³ 21 g / cm ³ with a particle size of 60-600 microns.

Однако эффективность работы такого сепаратора при крупности частиц менее 60 мкм неудовлетворительна. Это объясняется тем, что создание квазиутяжеления магнитной жидкости по внутреннему объему ротора до больших величин, позволяющих увеличить скорость вращения и центробежные силы, действующие на частицы сырья, весьма затруднительная задача, требующая для своего решения высоких магнитных полей и приводящая к большому энергопотреблению. Либо же, крайне сокращается расстояние, на котором располагаются фракции сырья на выходе из ротора у делительной перегородки, что нарушает процесс разделения. However, the efficiency of such a separator with a particle size of less than 60 microns is unsatisfactory. This is explained by the fact that the creation of quasi-gravity of magnetic fluid along the internal volume of the rotor to large values, which allows increasing the rotation speed and centrifugal forces acting on the raw material particles, is a very difficult task, requiring high magnetic fields for its solution and leading to high energy consumption. Or, the distance at which fractions of raw materials are located at the exit of the rotor at the dividing baffle is extremely reduced, which disrupts the separation process.

Техническим результатом предлагаемого устройства является разделение по плотности тонкодисперсных частиц сырья при одновременном увеличении удельной производительности сепаратора и снижении его энергопотребления. The technical result of the proposed device is the separation of the density of finely divided particles of raw materials while increasing the specific productivity of the separator and reducing its energy consumption.

Для достижения этого результата в сепараторе, включающем корпус, магнитную систему, ротор, патрубок подачи сырья, устройство слива, ротор выполнен в форме стакана, у дна которого расположен выходной конец патрубка подачи сырья, а магнитная система выполнена как ряд кольцевых постоянных магнитов, установленных с аксиальным зазором между собой на внутренней поверхности ротора. Кроме того, кольцевые магниты установлены с постепенно увеличивающимися аксиальными зазорами между собой в направлении от выходного конца патрубка подачи сырья к сливу, внутренний радиус кольцевых магнитов выполнен увеличивающимся в направлении от выходного конца патрубка подачи сырья к сливу. To achieve this result, in a separator including a housing, a magnetic system, a rotor, a raw material supply pipe, a drain device, the rotor is made in the form of a glass, at the bottom of which there is an output end of the raw material supply pipe, and the magnetic system is made as a series of ring permanent magnets installed with axial clearance between each other on the inner surface of the rotor. In addition, the ring magnets are installed with gradually increasing axial gaps between themselves in the direction from the output end of the raw material supply pipe to the drain, the inner radius of the ring magnets is made increasing in the direction from the output end of the raw material supply pipe to the drain.

Поток магнитной жидкости, поступая в ротор, движется под действием центробежных сил тонким слоем на уровне внутреннего диаметра кольцевых магнитов к сливу. При этом частицы сырья, пересекая зазоры между магнитами под действием центробежных сил, в зависимости от плотности либо проваливаются в межполюсный зазор и оседают на его дне, либо выталкиваются на поверхность потока и уходят в слив. The flow of magnetic fluid entering the rotor moves under the action of centrifugal forces in a thin layer at the level of the inner diameter of the ring magnets towards the drain. In this case, the particles of raw materials, crossing the gaps between the magnets under the action of centrifugal forces, depending on the density either fall into the interpolar gap and settle on its bottom, or are pushed to the surface of the stream and go into the drain.

Предложенное устройство может быть использовано в горной промышленности, в частности для переработки золото- и алмазосодержащих гравитационных концентратов, следовательно, оно является промышленно применимым. The proposed device can be used in the mining industry, in particular for processing gold and diamond-containing gravity concentrates, therefore, it is industrially applicable.

На чертеже представлен общий вид магнитожидкостного сепаратора. The drawing shows a General view of a magnetic liquid separator.

Сепаратор содержит корпус 1, ротор 2 в форме стакана, центральный патрубок подачи сырья 3, устройство слива 4, электропривод 5. На внутренней поверхности ротора установлен ряд кольцевых магнитов 6 с аксиальным зазором между собой b. The separator comprises a housing 1, a cup-shaped rotor 2, a central raw material supply pipe 3, a drain device 4, an electric drive 5. A number of ring magnets 6 are mounted on the inner surface of the rotor with axial clearance b.

Сепаратор работает следующим образом. The separator works as follows.

В начале процесса в ротор 2 через патрубок подачи 3 подается магнитная жидкость, которая заполняет межполюсные зазоры b. Магнитная жидкость в межполюсном пространстве приобретает квазиутяжеление, пропорциональное величине индукции магнитного поля и его градиента. Максимальная величина этого утяжеления находится у края межполюсного зазора b на уровне внутреннего диаметра кольцевых магнитов. Во вращающийся ротор 2 через центральный патрубок 3 подается смесь исходного сырья с магнитной жидкостью. Частицы исходного сырья в смеси с магнитной жидкостью, перемещаясь тонким слоем над зазорами между полюсами, под действием центробежных сил, в зависимости от своей плотности, либо преодолевают выталкивающую силу магнитной жидкости и проваливаются в межполюсные зазоры, либо выталкиваются на поверхность и движутся в потоке пульпы к сливу. По мере накопления тяжелых частиц в межполюсных зазорах, что может быть определено, например, объемом переработанного сырья, ротор останавливается для извлечения этой фракции. At the beginning of the process, a magnetic fluid is fed into the rotor 2 through the supply pipe 3, which fills the interpolar gaps b. The magnetic fluid in the interpolar space acquires a quasi-weight proportional to the magnitude of the magnetic field induction and its gradient. The maximum value of this weighting is located at the edge of the interpolar gap b at the level of the inner diameter of the ring magnets. In the rotating rotor 2 through the Central pipe 3 is fed a mixture of feedstock with magnetic fluid. Particles of the feedstock mixed with magnetic fluid, moving a thin layer over the gaps between the poles, under the action of centrifugal forces, depending on their density, either overcome the buoyancy force of the magnetic fluid and fall into the interpolar gaps, or are pushed to the surface and move in the pulp stream to plum. As heavy particles accumulate in the interpolar gaps, which can be determined, for example, by the volume of processed raw materials, the rotor stops to extract this fraction.

Диапазон разделения частиц по плотности в таком устройстве можно регулировать либо электроприводом, изменяя скорость вращения ротора, либо изменением величины зазора между магнитами, с помощью, например, межмагнитных прокладок. The density separation range of particles in such a device can be controlled either by an electric drive, changing the rotor speed, or by changing the magnitude of the gap between the magnets, using, for example, intermagnetic gaskets.

Увеличивая зазор между магнитами по направлению от патрубка подачи сырья к сливу, можно делить сырье на ряд фракций в порядке снижения плотности частиц. By increasing the gap between the magnets in the direction from the raw material supply pipe to the drain, it is possible to divide the raw material into a number of fractions in the order of decreasing particle density.

Pабота сепаратора, ротор которого снабжен кольцевыми магнитами с увеличивающимся диаметром по направлению от конца патрубка подачи к сливу, аналогична вышеизложенной, с той лишь разницей, что в этом случае исключается скапливание частиц в застойных зонах над магнитами при движении смеси, и смесь к тому же дополнительно перемешивается. The work of the separator, the rotor of which is equipped with ring magnets with an increasing diameter in the direction from the end of the supply pipe to the drain, is similar to the above, with the only difference being that in this case particles cannot accumulate in stagnant zones above the magnets when the mixture moves, and the mixture is additionally additionally mixes up.

Использование такого сепаратора, как и любого другого магнитожидкостного, наиболее рационально для извлечения золота или алмазов из концентратов, т. е. в дорогостоящих технологических процессах с небольшими объемами переработки. The use of such a separator, like any other magneto-liquid, is most rational for the extraction of gold or diamonds from concentrates, that is, in expensive technological processes with small processing volumes.

В предлагаемом устройстве происходит центрифугирование сырья в тонком слое, что сокращает время сепарации, кроме того, магнитное поле должно быть создано не на большой глубине, а лишь в зазоре между магнитами, что облегчает конструкцию сепаратора, снижает его стоимость и сокращает энергопотребление. In the proposed device, the centrifugation of raw materials occurs in a thin layer, which reduces the separation time, in addition, the magnetic field should not be created at a great depth, but only in the gap between the magnets, which facilitates the design of the separator, reduces its cost and reduces energy consumption.

В качестве примера конкретного выполнения сепаратора может служить магнитожидкостный сепаратор для переработки гравитационных концентратов золота (класса -0,04 мм) производительностью 50 кг/ч (по пульпе). Магнитожидкостный сепаратор содержит ротор, наружный диаметр которого 100 мм, длина 100 мм. Внутренний диаметр кольцевых магнитов марки НБ-240 составляет 70 мм. Магниты установлены с аксиальным зазором между собой 5 мм. Частота вращения ротора 750 об/мин. Мощность электропривода 50 Вт. An example of a specific embodiment of the separator can be a magneto-liquid separator for processing gravitational gold concentrates (class -0.04 mm) with a capacity of 50 kg / h (pulp). The magneto-liquid separator contains a rotor, the outer diameter of which is 100 mm, a length of 100 mm. The inner diameter of the ring magnets NB-240 is 70 mm. The magnets are mounted with an axial clearance of 5 mm between each other. The rotor speed is 750 rpm. Electric drive power 50 watts.

Claims

1. MAGNETOFLUID SEPARATOR, comprising a housing, a magnetic system, a rotor in the form of a cup, a feed pipe, an unloading device, characterized in that the magnetic system is made of a number of ring magnets mounted with a gap relative to each other on the inner cylindrical part of the rotor, and the end the feed pipe is located at the bottom of the rotor.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the ring magnets are installed with a gap relative to each other, gradually increasing in the direction from the end of the feed pipe.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the inner radius of the ring magnets is made increasing in the direction from the end of the feed pipe.