11. На основании данных табл. 3 построить графическую зависимость

извлечения магнитной фракции от напряженности магнитного поля ε = f(H).

Лабораторная работа № 4 Изучение работы лабораторного высокоградиентного сепаратора

Суть процесса высоко- или полиградиентной сепарации состоит в извле­чении слабомагнитных минералов при прохождении пульпы через слой намагниченных ферромагнитных тел (полиградиентную среду). В точках контакта между последними возникают участки магнитного поля с трехмерной неоднородностью и соответственно с боль­шим градиентом, к которым притягиваются частицы даже слабома­гнитных минералов, а остальные удаляются водой или воздухом из слоя ферромагнитных тел (рис.1).

Цель работы: ознакомить студентов с конструкцией лабора­торного, полиградиентного сепаратора, с основными параметрами, определяющими его работу.

Конструкция сепаратора: Лабораторный полиградиентный се­паратор состоит из электромагнитной скобы 1 (рис.1), сепарационной камеры 2, заполненной полиградиентной средой (шарами). Се­паратор питается постоянным током от выпрямителя ВСА-5.

Теоретическое основы процесса. Исходный материал в виде пульпы подается в сепарационную камеру, заполненную шарами по­сле включения электромагнитной скобы. Немагнитные частицы про­фильтровываются через слой шаров и поступают в приемник для немагнитного продукта. Магнитные частицы удерживаются магнитной силой в каналах между шарами и после отключения электромагнитной скобы смываются в соответствующий приемник.

Само название (полиградиентная или высокоградиентная среда) говорит о том, что вместо нескольких источников градиента в обычных индукционно-роликовых (валковых) сепараторах в этих сепараторах их практически неисчислимо много или на латыни – «поли». В точках контакта между последними возникают участки магнитного поля с трехмерной неоднородностью и соответственно с высоким градиентом, к которым притягиваются даже частицы слабо­магнитных минерлов, а остальные удаляются водой или воздухом, из матрицы (например, слоя шаров).

В качестве высокоградиентной (полиградиентной) среды или матриц, т. е. ферромагнитных тел, вводимых в зазор для создания указанной картины поля, были испытаны рифленые пластины, стержни, сетки, шары, стальная ва­та, железно-пластмассовые композиции и др.

Легко показать, что в реальных условиях при любых H₀>0 в точках контакта шаров, возникают участки с индукцией, стремящейся к индукции насыщения материала шаров. При наличии контакта между шарами теория потенциала для расчета поля не применима, но можно прибегнуть к ориентировочной оценке. Выделим из массы шаров цепочку в направлении Н_х (рис. 4.30). Считая ее магнитной трубкой, можно записать

Рис. 4.30. Схема движения магнитного потока по цепи шаров

Ф =m_ш H₀ S = B_x S = const.

При любом малом, но конечном значении Н_х имеем S®0, так как точка площади не имеет. В этом случае B_x®¥, т. е. B_x = B_s. Непосредственные изме­рения подтвердили этот вывод.

В этом случае можно сделать приближённую оценку уровня магнит-ной силы вблизи точки контакта шаров. В реальной средах (например, магнитомягкие шары диаметром 6 мм в поле H_е = 320 кА/м) возникнет градиен­т: DH/ 0,5d_ш = (1600 – 320) / 0,003 » 800 MA/м » 10 мэгаэрстед/см.

Считая, что индукция в точке контакта равна индукции насыщения железа (2 Тл), мы можем оценить магнитную силу поля Н¶H/¶x = 20000·10000000 = 2·10¹¹ э²/см, что на четыре порядка превосходит силы, достижимые в индукционно-роликовых сепараторах.