8.1.3. Особенности практического применения высокоградиентных сепараторов.

Высокоградиентные сепараторы обычно устанавливаются для обогащения мелко- и тонкозернистого слабомагнитного материала.

Энергоемкость высокоградиентной сепарации весьма велика и составляет 15 – 17 кВт/час на 1 т материала, что соизмеримо с процессом тонкого измельчения. Металлоемкость высокоградиентных сепараторов также высока – масса сепаратора с диаметром ротора 3 м и производительностью около 100 т/час составляет приблизительно 100 т (см. рис.8.1.3.1, 8.1.3.2). В силу этих причин стоимость процесса высокоградиентной сепарации очень высока и применение его для переработки больших масс невыгодно. Экономически оправдано применение высокоградиентной сепарации только после сепарации на сепараторах с сильным полем (например, на ЭВМ-36/100).

Рис. 8.1.3.1. Схема сепаратора с высокой напряженностью поля.

Рис. 8.1.3.2. Высокоградиентный сепаратор компании «Гумбольдт» (Германия).

На рис. 8.1.3.3. приведена схема обогащения на высокоградиентном сепараторе.

Регенерация ферромагнитного заполнителя (ферромагнитных тел) в зависимости от их формы производится:

- промывкой водой с механической прочисткой,

- промывкой водой на грохотах,

- магнитной сепарацией в слабом поле.

8.2. Основы феррогидростатической сепарации

8.2.1. Теоретические основы фгс - сепарации.

Одним из сравнительно новых методов сепарации является феррогидростатическая сепарация. По принципу разделения этот процесс находится на стыке гравитационного и магнитного обогащения.

Признаком разделения частиц является их плотность. Процесс ФГС аналогичен разделению в тяжелых жидкостях. Основа процесса – эффект «утяжеления» парамагнитной или ферромагнитной жидкости, помещенной в неоднородное магнитное поле.

Эффективная плотность ФМЖ определяется по формуле:

, где: (8.2.1.1)

ρ_ж - плотность жидкости в отсутствие магнитного поля, [кг/м³];

χ_ж - объемная магнитная восприимчивость жидкости, [безразмерная величина];

H*gradH [А²/м³] – магнитная сила поля, создаваемого электромагнитом или постоянным магнитом (произведение напряженности [А/м] на градиент напряженности [А/м²] магнитного поля).

Удельная выталкивающая сила F [н/м³] при незначительной магнитной восприимчивости материала определяется по формуле:

, где: (8.2.1.2)

ρ_ч - плотность частицы материала [кг/м³]

ρ_ж - плотность жидкости

χ_ч - объемная магнитная восприимчивость частицы материала, [безразмерная величина];

χ_ж - объемная магнитная восприимчивость жидкости, [безразмерная величина];

H*gradH – магнитная сила поля, [А²/м³].

При величине выталкивающей силы больше нуля минеральная частица будет тонуть, а при величине выталкивающей силы меньше нуля – всплывать. При условии равенства сил, действующих на частицу, выталкивающая сила равна нулю и частица находится во взвешенном состоянии. Разделение происходит за счет разницы не в абсолютной плотности частицы, а за счет разности в «эффективной» плотности, которая определяется по формуле:

(8.2.1.3)

Общее уравнение движения частицы в кювете с феррожидкостью приведено ниже:

, где: (8.2.1.4)

х – текущая координата по вертикали [м].,

m – масса [кг].;

v – скорость движения частицы [м/сек].;

D – размер частицы, [м].

Остальные обозначения были указаны выше.

Рис.8.1.3.3.