6.4. Коронно-магнитные сепараторы

При обогащении титаномагнетитовых руд, состоящих из ильменита, магнетита и нерудных минералов, а также при доводке некондиционных оловянных концентратов, содержащих касситерит, магнитные и немагнитные минералы, могут применяться коронно-магнитные сепараторы для раздельного выделения электропроводных и магнитных минералов.

В настоящее время имеется только лабораторный образец сепаратора такого типа. Он отличается от коронного барабанного сепаратора тем, что внутри осадительного электрода, выполненного в виде заземленного латунного барабана, помещен неподвижный электромагнит, фиксируемый в определенном положении. При подаче тока в обмотку магнита и подаче высокого напряжения на коронирующий электрод, электропроводные и слабомагнитные минералы (ильменит, касситерит) не удерживаются на барабане и попадают в бункер проводниковой фракции, а неэлектропроводные и немагнитные минералы (минералы пустой породы) попадают в бункер для непроводников. Сильно магнитные минералы (магнетит) при соответствующей регулировке электромагнита удерживаются на барабане и попадают в бункер магнитной фракции. Вместо электромагнитов в ряде случаев могут использоваться постоянные магниты. Промышленные сепараторы этого типа могут компоноваться из нескольких секций, объединенных в соответствии с принятой схемой обработки того или иного материала.

Недостатком этого сепаратора, помимо конструктивной сложности, является ограничение производительности магнитной сепарации предельным количеством материала, которое мы можем подать в электросепарацию.

6.5. Камерные электросепараторы. Электрическая классификация.

Электрическая классификация - это процесс разделения минералов по крупности путем изменения их траектории движения в электрическом поле.

Технические закономерности электрической классификации по крупности и электрическая сепарация имеют общие основы.

При зарядке смеси частиц одного минерала или минералов с близкими электрическими свойствами методами, описанными выше, на поверхности частиц образуются электрические заряды. Общая величина заряда отдельной частицы пропорциональна ее поверхности, а величина заряда, приходящаяся на единицу массы, обратно пропорциональна крупности частиц, что является предпосылкой для их разделения.

Электрическая классификация осуществляется в коронных и трибоадгезионных классификатоpax (сепараторах).

Схемы взаимодействия сил на частицы при электрической классификации показаны на рис. 6.5.1.

Рис.6.5.1. Схемы действия сил при электрической классификации.

А. Коронный классификатор.

Б. Барабанный классификатор с отклоняющим электродом.

В. Трибоадгезионный классификатор.

1 - Бункер – питатель; 2 - Коронирующий электрод; 3 - Заземленный электрод; 4 – Приемник; 5 - Отклоняющий электрод; 6 - Щетка.

Коронные сепараторы камерного типа.

В коронных камерных сепараторах и классификаторах частицы разделяются под действием электрических и механических сил. В камерных сепараторах коронного типа, в отличие от барабанных, для разделения частиц используется не электропроводность, а индукция. В этих сепараторах отсутствует центробежная сила, в них частицы перемещаются в электрическом поле под действием силы тяжести, свободно падая между электродами (рис. 6.5.1 А).

В коронных камерных сепараторах заземленный электрод выполняется в виде сеток, перфорированных металлических листов, параллельно натянутых проволок, стержней. Смесь частиц различной крупности из бункера, снабженного распределительным устройством, равномерным потоком пропускается между двумя электродами. Один электрод состоит из ряда параллельных элементов с малым радиусом кривизны, на которое подается высокое напряжение (обычно отрицательной полярности). Другой электрод (заземленный) - комбинированного типа. Между электродами создается объемное электрическое поле коронного разряда.

На заряженные частицы действует сила электрического поля F_э, направленная к заземленному электроду. Механическими силами, действующими на частицы, являются: сила гравитации F_г, сила сопротивления воздушной среды F_с. Результирующая им является векторной суммой основных действующих сил:

6.5.1.

Чем больше масса частицы, тем ниже она попадает на заземленный электрод. В верхнюю часть этого электрода выносятся пылевидные частицы (крупность выделенной фракции возрастет по высоте электрода сверху вниз). Наиболее крупные частицы, не успевшие выйти за предел заземленного электрода, собираются в нижней части приемника. Обычно материал делится на два продукта: улавливаемый заземленным электродом и не успевающий пройти в него. Граничная крупность материала при классификации доходит до 6 мм. Процесс классификации регулируется изменением взаимного расположения электродов и величиной подаваемого напряжения. Эффективность классификации достигает 95-97%.

В камерных сепараторах возможно разделение сыпучих материалов крупностью до 8 мм. В этих сепараторах возможно производить разделение по крупности и по вещественному составу материалов, состоящих из компонентов, значительно отличающихся по плотности. В институте горного дела им. А.А.Скочинского разработано несколько конструкций камерных и барабанных коронных сепараторов

Из загрузочного бункера со сменной тарированной воронкой, которая позволяет регулировать производительность сепаратора, материал поступает на лоток, в конце которого имеется насадка, выполненная в виде зигзагообразной или прямоугольной щели с несколькими полками. Полка обеспечивает подачу частиц материала в сепаратор тонким равномерным слоем с минимальной начальной скоростью падения. Ширина исходной щели насадки лотка регулируется. Внутри каркаса сепаратора на проходном изоляторе укреплен коронирующий электрод в виде металлической рамки, на которой горизонтально натянута проволока диаметром 0,2-0,6 мм. Против коронирующего электрода установлен заземленный комбинированный электрод, состоящий из перфорированной и сплошной частей. Его эффективную высоту можно регулировать при помощи объемных плоскостей. В нижней части сепаратора установлены приемники для сбора продуктов. Сепаратор рассчитан на рабочее напряжение до 50 кВ и пробивное до 90 кВ. Все металлические части сепаратора (корпус, бункер, питатель, приемники) заземляются. Частицы разделяемого материала, попадая в межэлектродное пространство, заряжаются и изменяют траекторию падения в зависимости от диэлектрической проницаемости, плотности и размера (плотность и размер определяет массу частицы). Коронный ток на 1 метр коронирующего провода примерно равен 0,2 мА. Расход электроэнергии на ионизацию воздуха - 0,1 кВт на 1 т обрабатываемого материала. Положительную роль при работе камерных сепараторов оказывает электрический ветер, который способствует обдувке обрабатываемых материалов. При этом мелкие частицы более полно отделяются от крупных, перфорированная часть комбинированного электрода очищается от оседающей на нем пыли, мелкие частицы интенсивно перемещаются в межэлектродном пространстве сепаратора. Электрический ветер образуется при ионизации воздуха вне чехла короны, направлен перпендикулярно падению частиц и тем самых смягчает удары последних при падении и уменьшает пылеобразование. Камерные сепараторы конструктивно просты, не имеют трущихся и движущихся частей. При хорошей сборке они не пылят, так как содержащиеся в обрабатываемом материале пылевидные частицы первыми выводятся из процесса на высоте заземленного электрода около 100 - 150 мм. В связи с этим отпадает необходимость применения пылеуловителей, обязательных при работе других обеспыливающих аппаратов.

Материал должен загружаться посередине межэлектродного пространства, равного 100 - 200 мм. Производительность на 1 м комбинированного электрода сепаратора при обработке материала с объемной плотностью менее 2 т/м³ около 1,5 т/час. Основным условием нормальной и эффективной работы его является равномерная и бесперебойная подача материала в межэлектродное пространство.

Эффективная высота комбинированных электродов составляет:

- при обеспыливании около 0,2 м,

- при классификации – около 0,5-0,6 м.

КПД этих сепараторов достигает 88-97%.

Промышленный трехсекционный коронный камерный классификатор конструкции ИГДАН (рис. 6.5.2) позволяет достигнуть производительности до 30 т/ ч на агрегат.

Рис. 6.5.2. Трехсекционный коронный камерный классификатор.

1 - Валковый питатель; 2 - Коронирующий электрод; 3 - Заземленный электрод; 4, 5 – Приемники; 6 - Ленточные конвейеры.

Работа камерных сепараторов регулируется электрическим режимом, числом стадий сепарации, производительностью, положением комбинированных электродов, местом загрузки материалов.

Для обеспыливания и классификации различных рудных и нерудных материалов применяют коронные камерные сепараторы КМП и КМП – 1 (см. рис.6.5.3).

Рис.6.5.3. Коронный камерный сепаратор КМП – 1. Общий вид и схема.

1 - Питатель самотечный; 2 - Рабочая секция; 3 - Течка подвижная; 4 - Коронирующий проволочный электрод; 5 - Заземленный отклоняющий электрод, 2 х 2000 мм; 6 - Электромагнитный встряхиватель электродов; 7 - Пульт управления и источник высокого напряжения.

Длина – 3170 мм.	Высота – 5500 мм.	Крупность питания до 5 мм
Ширина – 2180 мм.	Масса – 3,8 т.