ВВЕДЕНИЕ 4
1 Физические основы магнитного метода обогащения 6
1.1 Магнитные свойства минералов 6
1.2 Сущность магнитных методов обогащения 11
1.3 Магнитные поля сепараторов 13
1.4 Способы магнитной сепарации 15
2 Разработки в области магнитной сепарации в импульсных градиентных
полях 23
2.1 Развитие методов разрушения флоккул и перемещение магнитных
частиц в электродинамических сепараторах 23
2.2 Проектирование и расчет электродинамического сепаратора 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
Магнитные методы являются основными процессами при обогащении железных руд. Кроме этого, магнитные методы применяются для обогащения различных руд и продуктов, которые необходимо разделить по магнитным свойствам. Полезным продуктом при разделении может быть как магнитный, так и немагнитный.
Магнитный метод обогащения - метод разделения минералов основанный на различии в магнитных свойствах разделяемых частиц. Магнитное обогащение осуществляется в магнитном поле, которое создают магнитные системы сепараторов [10].
Магнитные методы обогащения применяются:
-для обогащения черных руд и других металлов (железные, марганцевые руды и минералы россыпных месторождений);
-удаление железистых примесей из стекольного, керамического, абразивного и др. сырья (обезжелезивание неметаллических полезных ископаемых);
-регенерация тяжелосредных суспензий (извлечение магнетита и ферросилиция);
-удаление случайных железных предметов из различных продуктов обогатительных фабрик (исходный продукт дробилок, готовые концентраты сухих технологий и др.);
-переработки технологического сырья (шламы и хвосты обогатительных фабрик, шлаки металлургического производства, кабельный, радиоэлектронный и другой лом цветных и черных металлов, твердые бытовые отходы) [1].
Разделение смесей сыпучих материалов, извлечение твердой фракции из жидкой или газообразной среды являются важными этапами различных технологических процессов переработки исходного сырья, промежуточных или конечных продуктов. В настоящее время для этих целей применяются технические устройства - сепараторы, - принцип действия которых основан на использовании физических полей разной природы и некоторых физических свойств материалов: плотности, электропроводности,диэлектрической проницаемости, намагниченности, смачиваемости и способности к адсорбции, отражательной способности и т.д.
Перед предприятиями, на которых осуществляется обогащение руд, ставятся разные задачи. Например, необходимо получить высокую производительность оборудования, при этом качество полученного материала будет невысоким, или же наоборот, необходимо получить разделение материалов с близкими магнитными свойствами, при этом производительность будет заметно меньше.
Важной задачей перед обогатительными предприятиями при сепарации материалов является избавление от флоккул и хвостов, которые негативного влияют на производительность и качество получаемого продукта. Флокуляция — образование рыхлых хлопьевидных агрегатов (флокул) из мелких частиц дисперсной фазы, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде [1].
На данный момент существует множество видов конструкций, которые удовлетворяют тем или иным требованиям при сепарировании продуктов. Каждые из них имеют свои достоинства и недостатки
С помощью магнитного сепаратора производят разделение частиц по магнитным свойствам. В данной работе обзор существующих методов магнитной сепарации, к которым относятся: сепарация путем удержания магнитных частиц на транспортирующей поверхности, сепарация путем извлечения или отклонения магнитных частиц из движущегося потока материала, сепарация путем магнитного осаждения частиц на поверхность носителей, магнитометрическая сортировка зернистых материалов, магнитогидростатическая сепарация, электродинамическая сепарация. Из представленных способов сепарирования материала выбран электродинамический, потому что данный метод обладает наилучшей селективностью по сравнению с остальными. Рассмотрено развитие электродинамических сепараторов. От линейных машин с бегущим полем произведен переход к сепараторам с градиентным импульсным полем, что значительно улучшило качество получаемого концентрата. Произведены проектирование и расчет сепаратора, который имеет усовершенствованную конструкцию по сравнению с существующими патентами. При расчете сил градиентного бегущего поля использовалась программа «Ansys», для определения пульсирующего магнитного поля выполнены экспериментальные исследования. В результате представленной работы сделаны выводы к поставленным задачам. Данный сепаратор способен производить дефлокуляцию материала, если частицы находятся на расстоянии друг от друга не менее 1 микрона и обладает достаточной селективностью для качественного разделения частиц с близкими магнитными свойствами. При использовании высоких токов возможно разделение немагнитных электропроводных частиц.
