RU2799682C1

RU2799682C1 - Magnetic separator for fine bulk materials

Info

Publication number: RU2799682C1
Application number: RU2023102797A
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Морозов; Сергей Сергеевич Завьялов; Роман Сергеевич Мамонов
Filing date: 2023-02-08
Publication date: 2023-07-10

Abstract

FIELD: dry magnetic separation.

SUBSTANCE: invention can be used in ferrous metallurgy and other industries for magnetic separation of fine bulk materials. The magnetic separator for fine bulk materials includes a cylindrical body open at the bottom and closed at the top with a cylindrical-conical receiver of a larger diameter installed coaxially with it from below with a non-magnetic fraction unloader, connected from above by means of a branch pipe with a cyclone, which is connected to a fan, and the fan is connected to a bag filter, vertically installed magnetic system that creates a magnetic field, the gradient of which and the magnetic force are directed along the normal to the working surface of the magnetic system, a device for supplying the separated product. Inside the cylindrical body, a hollow sleeve is installed coaxially with it, the outer surface of which along the entire height is made in the form of a multi-threaded screw thread with a horizontal upper surface and a lower surface of screw cut-outs directed downwards. In the lower part of the hollow sleeve and coaxially with it a cylindrical-conical receiver of a larger diameter with a magnetic fraction unloader is installed. The magnetic system in the form of a cylindrical magnet is installed inside a hollow cup and is provided with a rotation drive from above. The device for supplying the separated product is made in the form of a cylindrical housing installed coaxially with it, a cylindrical-conical flow distributor closed from above, communicating with the internal space of the housing through slotted holes in the housing at the level of the lower conical part of the flow distributor, tangentially connected in the upper part to the nozzle of the pressure fan, above which has a bunker with an unloader of the separated product, connected to the nozzle of the pressure fan.

EFFECT: increase in the quality of the magnetic fraction with a high extraction of a valuable component into it.

1 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области сухой магнитной сепарации и может быть использовано в черной металлургии и других отраслях промышленности при магнитной сепарации мелкодисперсных сыпучих материалов.The invention relates to the field of dry magnetic separation and can be used in ferrous metallurgy and other industries for magnetic separation of fine bulk materials.

Известен магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов, включающий устройство для подачи сепарируемого продукта, установленную вертикальную магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройства для выделения магнитной и немагнитной фракций [1].Known magnetic separator for fine bulk materials, including a device for feeding the separated product, installed vertical magnetic system that creates a magnetic field, the gradient of which and the magnetic force is directed normal to the working surface of the magnetic system, a device for separating magnetic and non-magnetic fractions [1].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пневмоиндукционный сепаратор, включающий открытый снизу и закрытый сверху цилиндрический корпус с установленным снизу приемником немагнитной фракции, соединенный сверху с помощью патрубка с циклоном, который соединен с вентилятором, установленную вертикально магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройство для подачи сепарируемого продукта [2].Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a pneumoinduction separator, including a cylindrical body open from below and closed from above with a receiver of non-magnetic fraction installed below, connected from above with a pipe with a cyclone, which is connected to a fan, a vertically installed magnetic system that creates a magnetic field , the gradient of which and the magnetic force are directed along the normal to the working surface of the magnetic system, a device for supplying the separated product [2].

Общим недостатком известных магнитных сепараторов является низкое качество магнитной фракции, обусловленное засорением частицами немагнитной фракции.A common disadvantage of the known magnetic separators is the low quality of the magnetic fraction, due to clogging of the particles of the non-magnetic fraction.

Технический результат изобретения - повышение качества магнитной фракции при высоком извлечении в нее ценного компонента за счет снижения вероятности попадания в нее частиц немагнитной фракции.The technical result of the invention is to improve the quality of the magnetic fraction with a high extraction of a valuable component into it by reducing the likelihood of particles of a non-magnetic fraction getting into it.

Указанный технический результат достигается тем, что в магнитном сепараторе для мелкодисперсных сыпучих материалов, включающем открытый снизу и закрытый сверху цилиндрический корпус с установленным снизу соосно цилиндроконическим приемником немагнитной фракции, соединенный сверху с помощью патрубка с циклоном, который соединен с вентилятором, а вентилятор соединен с рукавным фильтром, установленную вертикально магнитную систему, создающую магнитное поле, градиент которого и магнитная сила направлены по нормали к рабочей поверхности магнитной системы, устройство для подачи сепарируемого продукта, внутри цилиндрического корпуса соосно с ним установлен пустотелый стакан, внешняя поверхность которого по всей высоте выполнена в виде многозаходной винтовой нарезки с горизонтальной верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов, в нижней части которого установлен цилиндроконический приемник большего диаметра с разгрузителем магнитной фракции, магнитная система в виде цилиндрического магнита установлена внутри пустотелого стакана и сверху снабжена приводом для вращения, устройство для подачи сепарируемого продукта выполнено в виде установленного снаружи цилиндрического корпуса соосно с ним закрытого сверху цилиндроконического распределителя потоков, сообщающегося с внутренним пространством корпуса через щелевые отверстия в корпусе на уровне нижней конической части распределителя потоков, тангенциально соединенного в верхней части с патрубком напорного вентилятора, над которым установлен бункер с разгрузителем сепарируемого продукта, соединенным с патрубком напорного вентилятора.This technical result is achieved by the fact that in a magnetic separator for fine bulk materials, which includes a cylindrical body open at the bottom and closed at the top with a coaxially cylindrical-conical receiver of non-magnetic fraction installed at the bottom, connected from above with a nozzle to a cyclone, which is connected to a fan, and the fan is connected to a sleeve a filter, a vertically installed magnetic system that creates a magnetic field, the gradient of which and the magnetic force are directed along the normal to the working surface of the magnetic system, a device for supplying the separated product, a hollow cup is installed coaxially with it inside the cylindrical body, the outer surface of which along the entire height is made in the form a multi-start screw thread with a horizontal upper and downward inclined lower surface of screw cutouts, in the lower part of which a cylindrical-conical receiver of a larger diameter with a magnetic fraction unloader is installed, a magnetic system in the form of a cylindrical magnet is installed inside a hollow cup and is equipped with a rotation drive from above, a device for feeding the separated product made in the form of a cylindrical housing installed coaxially with it, a cylindrical-conical flow distributor closed from above, communicating with the internal space of the housing through slotted holes in the housing at the level of the lower conical part of the flow distributor, tangentially connected in the upper part to the branch pipe of a pressure fan, above which a hopper with an unloader is installed of the separated product, connected to the branch pipe of the pressure fan.

На фиг. 1 приведен общий вид магнитного сепаратора, на фиг. 2 - вертикальный разрез корпуса с магнитной системой, на фиг. 3 - разрез А-А, на фиг. 4 - разрез Б-Б.In FIG. 1 shows a general view of the magnetic separator, Fig. 2 is a vertical section of the housing with a magnetic system, in Fig. 3 - section A-A, in Fig. 4 - section B-B.

Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов состоит из открытого снизу и закрытого сверху цилиндрического корпуса 1, снизу которого установлен соосно цилиндроконический приемник 2 большего диаметра с разгрузителем 3. Сверху корпус 1 соединен с помощью патрубка 4 с циклоном 5, который соединен с вентилятором 6, а вентилятор 6 соединен с рукавным фильтром 7. Внутри корпуса 1 соосно с ним установлен пустотелый стакан 8, на внешней стороне которого по всей высоте выполнена многозаходная винтовая нарезка 9 с горизонтальной верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов. В нижней части пустотелого цилиндра 8 соосно с ним установлен цилиндроконический приемник 10 большего диаметра с разгрузителем магнитной фракции 11. Внутри пустотелого стакана 8 установлена магнитная система, выполненная в виде цилиндрического магнита 12, соединенного сверху с приводом для вращения 13. Снаружи цилиндрического корпуса 1 установлен соосно с ним закрытый сверху цилиндроконический распределитель потоков 14, сообщающийся в нижней конической части с корпусом 1 через щелевые отверстия 15 в корпусе 1.The magnetic separator for fine bulk materials consists of a cylindrical body 1, open at the bottom and closed at the top, at the bottom of which a cylindrical-conical receiver 2 of a larger diameter is installed coaxially with an unloader 3. From above, the body 1 is connected by means of a branch pipe 4 to a cyclone 5, which is connected to a fan 6, and the fan 6 is connected to a bag filter 7. Inside the housing 1, a hollow cup 8 is installed coaxially with it, on the outer side of which a multi-threaded screw thread 9 is made along the entire height with a horizontal upper and downward inclined lower surface of the screw cuts. In the lower part of the hollow cylinder 8, coaxially with it, there is a cylindric receiver 10 of a larger diameter with a magnetic fraction unloader 11. Inside the hollow cup 8, a magnetic system is installed, made in the form of a cylindrical magnet 12, connected from above with a drive for rotation 13. Outside the cylindrical body 1 is installed coaxially with it, a cylindrical-conical flow distributor 14, closed from above, communicating in the lower conical part with the housing 1 through slotted holes 15 in the housing 1.

Распределитель потоков 14 в верхней части тангенциально соединен с патрубком 16 напорного вентилятора 17. Над патрубком 16 напорного вентилятора 17 установлен бункер 18 с разгрузителем 19, соединенным с патрубком 16. Циклон 5 снизу снабжен разгрузителем 20. Рукавный фильтр снизу снабжен разгрузителем 21.The flow distributor 14 in the upper part is tangentially connected to the branch pipe 16 of the pressure fan 17. Above the branch pipe 16 of the pressure fan 17 there is a hopper 18 with an unloader 19 connected to the branch pipe 16. The cyclone 5 is equipped with an unloader 20 from below.

Магнитный сепаратор для мелкодисперсных сыпучих материалов работает следующим образом.Magnetic separator for fine bulk materials works as follows.

При включении вентилятора 6 воздух поступает через зазоры между корпусом 1 и приемником 2 внутрь корпуса 1, поднимается вверх и через патрубок 4, циклон 5, вентилятор 6 и рукавный фильтр 7 выходит наружу.When the fan 6 is turned on, air enters through the gaps between the housing 1 and the receiver 2 inside the housing 1, rises and goes out through the branch pipe 4, the cyclone 5, the fan 6 and the bag filter 7.

При включении напорного вентилятора 17 воздух через тангенциальный патрубок 16, распределитель 14 и щелевые отверстия 15 поступает в корпус 1 и смешивается с восходящим потоком воздуха.When the pressure fan 17 is turned on, air through the tangential pipe 16, the distributor 14 and the slotted holes 15 enters the housing 1 and mixes with the ascending air flow.

При подаче сепарируемого продукта из бункера 18 разгрузителем 17 в патрубке 16 образуется взвесь твердых частиц, которая поступает тангенциально в распределитель потоков 14, в котором распределяется по окружности, опускается вниз распределителя и через щелевые отверстия 15 попадает в корпус 1, в котором происходит разделение частиц по скоростям витания. Частицы, у которых скорости витания больше скоростей восходящих потоков в корпусе 1, будут опускаться вниз, а частицы, у которых скорости витания меньше скоростей восходящих потоков в корпусе 1, будут подниматься вверх. Находящиеся во взвеси магнитные частицы в процессе движения будут притягиваться магнитным полем магнита 18 и накапливаться в вырезах 9 пустотелого стакана 8.When the separated product is supplied from the hopper 18 by the unloader 17, a suspension of solid particles is formed in the pipe 16, which enters tangentially into the flow distributor 14, in which it is distributed along the circumference, goes down the distributor and through the slot holes 15 enters the housing 1, in which the particles are separated along soaring speeds. Particles whose soaring velocities are greater than those of the ascending flows in body 1 will descend, and particles whose soaring velocities are less than the speeds of ascending flows in body 1 will rise up. The magnetic particles in suspension in the process of movement will be attracted by the magnetic field of the magnet 18 and accumulate in the cutouts 9 of the hollow glass 8.

Крупные немагнитные частицы в корпусе 1 опускаются вниз в приемник 2 и разгружаются с помощью разгрузителя 3.Large non-magnetic particles in the body 1 fall down into the receiver 2 and are unloaded using the unloader 3.

Мелкие немагнитные частицы восходящим потоком в корпусе 1 выносятся вверх и через патрубок 4 поступают в циклон 5, в котором за счет центробежной силы по внутренним стенкам опускаются вниз циклона 5 и разгружаются с помощью разгрузителя 20. Запыленный воздух вентилятором 6 направляется в рукавный фильтр 7, из которого очищенный воздух выходит наружу. Пыль из рукавного фильтра 7 разгружается с помощью разгрузителя 21.Fine non-magnetic particles are carried upwards in the body 1 by an upward flow and through the nozzle 4 enter the cyclone 5, in which, due to centrifugal force, they fall down the cyclone 5 along the inner walls and are unloaded using the unloader 20. The dusty air is sent by the fan 6 to the bag filter 7, from which the purified air comes out. Dust from the bag filter 7 is unloaded using the unloader 21.

При включении привода 13 осуществляется вращение цилиндрического магнита 12. При этом в спиральных вырезах многозаходной винтовой нарезки 9 пустотелого стакана 8 возникает бегущее вниз магнитное поле, которое увлекает вниз накопившиеся в вырезах 9 магнитные частицы, которые накапливаются в цилиндроконическом приемнике 10 и разгружаются с помощью разгрузителя 11.When the drive 13 is turned on, the cylindrical magnet 12 rotates. In this case, in the spiral cutouts of the multi-threaded screw thread 9 of the hollow cup 8, a downward magnetic field arises, which drags down the magnetic particles accumulated in the cutouts 9, which accumulate in the cylindrical-conical receiver 10 and are unloaded using the unloader 11 .

В предлагаемом техническом решении установка внутри цилиндрического корпуса пустотелого стакана с многозаходной винтовой нарезкой по всей высоте внешней поверхности с горизонтальных верхней и наклонной вниз нижней поверхностью винтовых вырезов и установка магнитной системы внутри пустотелого стакана обеспечивают выделение из аэросмеси внутреннего пространства корпуса и накопление в вырезах стакана за счет магнитной силы магнитных частиц с минимальным засорением немагнитными частицами. Вращение магнитной системы с помощью привода создает бегущее вниз магнитное поле в многозаходной винтовой нарезке и обеспечивает непрерывную транспортировку вниз и разгрузку магнитных частиц в приемник магнитной фракции.In the proposed technical solution, the installation of a hollow cup inside the cylindrical body with multi-threaded screw threads along the entire height of the outer surface with horizontal upper and downward inclined bottom surfaces of screw cutouts and the installation of a magnetic system inside the hollow cup ensure the isolation of the internal space of the body from the air mixture and accumulation in the cup cutouts due to magnetic force of magnetic particles with minimal clogging by non-magnetic particles. The rotation of the magnetic system with the help of the drive creates a magnetic field running down in the multi-start screw thread and ensures continuous downward transport and unloading of magnetic particles into the magnetic fraction receiver.

Установка снаружи корпуса закрытого сверху цилиндрического распределителя потоков, сообщающегося в нижней части с внутренним пространством корпуса через щелевые отверстия, тангенциально присоединенного в верхней части с патрубком напорного вентилятора, обеспечивает вращательное движение потоков аэросмеси с исходным питанием и за счет центробежной силы движение немагнитных частиц во вращающемся восходящем потоке воздуха к стенкам цилиндрического корпуса, снижая тем самым вероятность попадания немагнитных частиц в приемник магнитной фракции.Installation outside the body of a cylindrical flow distributor closed from above, communicating in the lower part with the internal space of the body through slotted holes, tangentially connected in the upper part with a nozzle of a pressure fan, provides rotational movement of air mixture flows with initial power supply and, due to centrifugal force, movement of non-magnetic particles in a rotating ascending air flow to the walls of the cylindrical body, thereby reducing the likelihood of non-magnetic particles getting into the magnetic fraction receiver.

Таким образом, совокупность предложенных признаков обеспечивает повышение качества магнитной фракции при высоком извлечении в нее ценного компонента.Thus, the combination of the proposed features provides an increase in the quality of the magnetic fraction with a high extraction of a valuable component into it.

Пример реализации процесса магнитной сепарации для мелкодисперсных сыпучих материалов.An example of the implementation of the magnetic separation process for fine bulk materials.

Выполнено сравнение показателей магнитной сепарации на известном и предлагаемом магнитных сепараторах.Comparison of indicators of magnetic separation on the known and proposed magnetic separators is made.

Эксперименты выполнены на тонкоизмельченной магнетитовой руде крупностью минус 0,071 мм при одинаковых производительности по исходному питанию, напряженности магнитного поля, сечении восходящего потока и скорости движения воздуха. Результаты экспериментов приведены в таблице.The experiments were carried out on finely ground magnetite ore with a particle size of minus 0.071 mm at the same initial feed rate, magnetic field strength, ascending flow cross section and air velocity. The results of the experiments are shown in the table.

Таблица - Результаты магнитной сепарации в известном и предлагаемом магнитных сепараторахTable - Results of magnetic separation in known and proposed magnetic separators Наименование показателяName of indicator Значение показателя, %Index value, % Известный сепараторFamous separator Предлагаемый сепараторSuggested Separator Массовая доля железа в магнитной фракцииMass fraction of iron in the magnetic fraction 60,260.2 68,768.7 Извлечение железа в магнитную фракциюExtraction of iron into magnetic fraction 65,465.4 70,370.3

Установлено, что магнитная сепарация в предлагаемом магнитном сепараторе по сравнению с магнитной сепарацией в известном магнитном сепараторе обеспечивает при одинаковых условиях проведения процесса повышение качества железного концентрата с 60,2 % до 68,7 % при повышении извлечения железа в концентрат с 65,4 % до 70,3 %.It has been established that the magnetic separation in the proposed magnetic separator, in comparison with the magnetic separation in the known magnetic separator, provides, under the same process conditions, an increase in the quality of the iron concentrate from 60.2% to 68.7% with an increase in the extraction of iron into the concentrate from 65.4% to 70.3%.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Патент РФ № 2462316, опубл. 27.09.2012, бюл. № 22.1. RF patent No. 2462316, publ. 09/27/2012, bul. No. 22.

2. Патент РФ № 2275247, опубл. 27.04.2006, бюл. № 12.2. RF patent No. 2275247, publ. 04/27/2006, bul. No. 12.

Claims

Magnetic separator for fine bulk materials, including a cylindrical body open at the bottom and closed at the top with a cylindrical-conical receiver of larger diameter installed coaxially with it from below with a non-magnetic fraction unloader, connected from above by means of a branch pipe with a cyclone, which is connected to a fan, and the fan is connected to a bag filter, a vertically installed magnetic system that creates a magnetic field, the gradient of which and the magnetic force are directed normal to the working surface of the magnetic system; in the form of a multi-threaded screw thread with a horizontal upper and downward inclined lower surface of the screw cuts, in the lower part of the hollow cup, a cylindrical-conical receiver of a larger diameter with a magnetic fraction unloader is installed coaxially with it, the magnetic system in the form of a cylindrical magnet is installed inside the hollow cup and is equipped with a drive for rotation from above , the device for supplying the separated product is made in the form of a cylindrical housing installed coaxially with it, a cylindrical-conical flow distributor closed from above, communicating with the internal space of the housing through slotted holes in the housing at the level of the lower conical part of the flow distributor, tangentially connected in the upper part to the nozzle of the pressure fan, above which there is a bunker with an unloader of the separated product, connected to the nozzle of the pressure fan.