6.3. Движение частиц в сепараторах с нижним питанием

При прямолинейном движении материал входит в магнитное поле с начальной скоростью v₀, м/сек.

Следовательно, в соответствии с уравнениями механики, магнитная частица пройдет путь L вниз по наклонной плоскости за время t₁:

[м] (6.3.4)

Путь от лотка к барабану h частица пройдет за время t₂

(6.3.5)

Чтобы магнитная частица притянулась к полюсному наконечнику необходимо, чтобы t₁ ≥ t_{2 .}

Т.к. мы рассматриваем сепаратор с нижним питанием, то магнитная сила и сила тяжести направлены в противоположные стороны, угол между ними составляет 180⁰, т.е. (6.3.6)

(6.3.7)

При горизонтальном движении ά = 0⁰ и формула приобретает вид:

(6.3.8)

Т.е. при горизонтальном движении частицы удельной магнитной силе F_M необходимо преодолеть удельную силу тяжести g и силу инерции движущейся частицы, пропорциональную квадрату скорости перемещения частицы.

При увеличении угла ά наклона лотка питателя, по которому подается материал, более 30⁰ – 40⁰, необходимая магнитная сила начинает медленно падать. При ά << 30⁰ – 40⁰, магнитная сила имеет ту же величину, что и при горизонтальном положении (т.е. когда ά =0⁰).

6.4. Уравнение при вертикальном движении частиц.

При вертикальном движении (ά = 90⁰ ) и нулевой начальной скорости (v₀ = 0)

(6.3.9)

При сравнении формул, приведенных в п.п. 6.1 – 6.3, становится ясно, что при использовании вертикального движения и нулевой начальной скорости частиц в рабочей зоне сепаратора:

1. Магнитной силе не надо преодолевать силу тяжести, действующую на частицу.

2. Инерционные составляющие механических сил, которые необходимо преодолеть магнитной силе, значительно меньше.

Таким образом, минимум магнитной силы, необходимой для извлечения магнитных частиц, достигается при вертикальном способе перемещения частиц руды через рабочую зону сепаратора.

Из этого следует, что при использовании вертикального движения и нулевой начальной скорости частиц в рабочей зоне сепаратора, можно создать экономичные по весу и расходу энергии сепараторы для извлечения слабомагнитных минералов или же извлекать при нормальных значениях H*gradH поля минералы с очень низкими значениями удельной магнитной восприимчивости.

Если h = 5 мм, L = 100 мм, то необходимая магнитная сила составит всего вместо 1,5 ÷ 2g в сепараторах с обычной подачей - верхней или нижней.

Основными недостатками сепараторов с вертикальным движением и нулевой начальной скоростью частиц являются:

- невысокое качество магнитной фракции;

- технологически сложная конструкция (весьма трудно обеспечить удаление магнитных частиц из рабочей зоны).

6.5. Длина рабочей зоны и производительность сепаратора.

Для сепараторов с нижней подачей длина рабочей зоны L в сепараторе должна быть не меньше установленной экспериментальным путем (10 - 15 мм) при глубине рабочей зоны h = 3 - 5 мм. При снижении длины L значение магнитной силы, необходимой для извлечения магнитных частиц, резко возрастает. В действительности должно соблюдаться соотношение .

Теоретически допустимая скорость прохождения пульпы через рабочую зону сепаратора может быть определена по формуле:

, [м/cек] (6.5.1)

Следовательно, получить большую скорость перемещения частиц и, соответственно, производительность сепаратора можно следующими способами:

1. Увеличением магнитной силы F_M, за счет большей удельной магнитной восприимчивости частиц или за счет увеличения силы магнитного поля сепаратора H*gradH.

2. Уменьшением глубины рабочей зоны h с целью уменьшения пути смещения частиц.

3. Увеличением длины рабочей зоны L.

Например, на валковых сепараторах ЭВС-36/100 скорость движения через рабочую зону может составлять: для ильменита FeTiO₃ - 0,5 - 0,6 м/сек, для вольфрамита (Fe,Mn)WO₄ – 0,3 - 0,4 м/сек, для - монацита 0,15 - 0,2 м/сек.

Магнитная сила при горизонтальной нижней подаче должна быть:

(6.5.2)

При криволинейном движении материала с нижней подачей

где: (6.5.3)

β - угол между вертикальной осью барабана или валка и местом отделения материала.

При криволинейной траектории движения материала с нижней подачей необходимая магнитная сила

, где: (6.5.4)

ά - угол отделения магнитной фракции от основного потока материала.

При движении материала по криволинейной траектории в сепараторе с замкнутой магнитной системой и нижней подачей необходимая магнитная сила может быть определена по формуле

, где: (6.5.5)

β - угол отделения магнитного продукта по отношению к вертикальной оси валка.