4.2. Магнитные поля сепараторов.
Удельная магнитная восприимчивость χ вещества у чистого магнетита составляет (3 ÷ 8)*10-4 м3/кг, а у слабомагнитных минералов (гематита, псиломелана, вольфрамита и пр.) (1,2 ÷ 5)*10-7 м3/кг, т.е. в 160 – 240 раз меньше.
Рассмотрим два случая сепарации.
а). Сепарация сростков магнетита с другими минералами.
χ1 ≈ 3 * 10-5 м3/кг.
Σ f мех. = 2 g.
H1 gradH1 = Σ f мех /(μ0* χ1) = 2 g /(μ0* χ1) ≈ 5,2 * 1011 А2/м3 (4.2.1)
б). Сепарация слабомагнитных минералов.
χ2 ≈ 1,2 * 10-7 м3/кг.
Σ f мех. = 2 g.
H2 gradH2 = Σ f мех /( μ0* χ2) = 2 g /( μ0* χ2) ≈ 13 * 1013 А2/м3 (4.2.2)
H2 gradH2 ≈ 200 (H1 gradH1)
H gradH = с H2, где «с» – коэффициент неоднородности поля. (4.2.3)
Принимаем в первом приближении «с» одинаковым для обоих случаев, тогда H2≈ (10 ÷ 20) H1. Напряженность поля H сепараторов для слабомагнитных руд достигает 800 – 1600 кА/м, а у сепараторов для сильномагнитных руд составляет 80 – 120 кА/м.
На рис. 4.2.1. приведена схема сепаратора с открытой многополюсной системой для сильномагнитных руд. На рис. 4.2.2. приведена схема сепаратора с замкнутой магнитной системой для слабомагнитных руд.
Рабочей зоной сепаратора называется участок магнитной системы, где происходит притяжение магнитных частиц и их удержание вблизи полюсов или заостренных частей полюсов.
Длина L рабочей зоны сепаратора – расстояние от начала участка, где начинается притяжение магнитных частиц, до участка, где кончается разгрузка немагнитных частиц (рис. 4.2.2).
Глубина h рабочей зоны сепаратора – расстояние от полюсов или их заостренных частей до участка, где магнитная сила притяжения уже не обеспечивает извлечения магнитных частиц с заданной магнитной восприимчивостью, т.е. до участка, где H gradH ≤ Σ fме х/.μ0 χ.
Рис. 4.2.1. Схема барабанного сепаратора для сильномагнитных руд с открытой многополюсной системой.
1 - Ярмо; 2 - Сердечник электромагнита или постоянные магниты; 3 - Обмотка электромагнита; 4 - Барабан; 5 - Полюсный наконечник*.
*- Сердечник электромагнита имеет круглое или квадратное сечение, а полюсный наконечник имеет форму, приближенную к кривизне барабана.
Глубина h выбирается соответственно крупности обогащаемой руды или толщине слоя руды или пульпы и способу подачи руды в сепаратор (непосредственно на барабан сепаратора или под барабан на некотором удалении от барабана).
Сепараторы с низкой напряженностью поля для сильномагнитных руд имеют рабочую зону большой длины и глубины. Их можно применять для руды крупностью до 100 – 150 мм.
Сепараторы с высокой напряженностью поля для слабомагнитных руд имеют рабочую зону малой длины и глубины, что объясняется трудностью создания мощного поля в большом объеме. Это ограничивает крупность руды верхним пределом 5 – 6 мм (редко до 20 – 30 мм).
Рис. 4.2.2. Схема сепаратора для слабомагнитных руд с замкнутой магнитной системой.
5. Магнитные системы сепараторов. Открытая и замкнутая системы, их параметры. Применение постоянных магнитов.
В промышленной практике в настоящее время используется несколько видов магнитной сепарации, существенно отличающихся друг от друга как по конструкции используемых магнитных сепараторов, так и по существу протекающих в них процессов: