Бар’єрна магнітна сепарація призначена для розділення зернистих слабомагнітних матеріалів у сухому режимі.

На відміну від традиційних валкових і роторних сепараторів, у бар’єрній схемі робочий орган не повинен механічно захоплювати магнітні зерна, утримувати їх на поверхні валка і потім знімати в окремий продукт.

Розділення відбувається у сепараційному каналі, розміщеному в неоднорідному магнітному полі. У цьому каналі формується зона підвищеної магнітної сили — магнітний бар’єр.

Немагнітні зерна проходять через магнітний бар’єр і рухаються в один продукт. Слабомагнітні зерна утримуються магнітною силою, не проходять через бар’єр і відводяться іншим потоком.

Суть безперервного способу

Суть безперервної бар’єрної сепарації полягає в тому, що вихідний матеріал подається у сепараційний канал постійним потоком, а продукти розділення безперервно виводяться з робочої зони.

Матеріал рухається під дією сили тяжіння по нахиленому каналу. У певній ділянці каналу на зерна діє магнітне поле з високим градієнтом.

Зерна з малою або нульовою магнітною сприйнятливістю проходять через зону магнітного бар’єра і потрапляють у немагнітний продукт.

Зерна з більшою магнітною сприйнятливістю утримуються над бар’єром і зміщуються в іншу траєкторію руху, формуючи магнітний продукт.

Відмінність від валкової сепарації

У валкових сепараторах магнітні зерна притягуються до поверхні валка. Далі валок повинен винести їх із зони дії магнітного поля, після чого магнітний продукт знімається механічно або іншим способом.

У бар’єрному сепараторі магнітні зерна не повинні притискатися до робочої поверхні. Вони утримуються у потоці матеріалу дією магнітної сили та рухаються окремою траєкторією.

Це дозволяє відмовитися від валків, роторів, скребків і вузлів механічного знімання у зоні сепарації.

Для абразивних зернистих матеріалів така схема має важливу перевагу: менше контактного зносу і простіша робоча зона сепаратора.

Рух зерен у магнітному бар’єрі

У бар’єрній сепарації траєкторія зерна залежить від співвідношення сили тяжіння, сили тертя, інерції руху та магнітної сили.

Якщо зерно має низьку магнітну сприйнятливість, магнітна сила недостатня для його утримання. Таке зерно проходить через зону бар’єра і потрапляє у немагнітний продукт.

Якщо зерно має вищу магнітну сприйнятливість, воно затримується в зоні дії магнітного поля. Магнітна сила змінює його траєкторію, і зерно переходить у магнітний продукт.

Таким чином, розділення відбувається не за рахунок прилипання частинок до валка, а за рахунок різної здатності зерен долати магнітний бар’єр.

Переваги безперервної схеми

Безперервна бар’єрна схема має кілька важливих технологічних переваг.

По-перше, матеріал проходить через сепараційну зону без зупинок і накопичення в робочому каналі. Це дозволяє організувати стабільний потік живлення і безперервне виведення продуктів розділення.

По-друге, у зоні сепарації відсутні валки, ротори і механічні вузли знімання магнітного продукту. Це спрощує конструкцію робочої зони і зменшує знос при роботі з абразивними матеріалами.

По-третє, магнітний бар’єр дозволяє розділяти зернисті матеріали з близькими фізичними властивостями, але різною магнітною сприйнятливістю.

По-четверте, режим сепарації можна змінювати за рахунок регулювання подачі матеріалу, кута нахилу каналу, положення роздільників і параметрів магнітного поля.

Технологічне значення бар’єрної сепарації

Бар’єрна магнітна сепарація має практичне значення для тих випадків, коли необхідно виділити слабомагнітні компоненти із сухого зернистого матеріалу.

Метод може застосовуватися для доведення мінеральних концентратів, очищення нерудної сировини від залізовмісних домішок, переробки техногенних продуктів і розділення матеріалів із різною магнітною сприйнятливістю.

Особливо важливою є можливість роботи без мокрої схеми збагачення. Це зменшує потребу у воді, спрощує допоміжне господарство і дозволяє включати бар’єрний сепаратор у сухі технологічні лінії.

Для виробництва це означає простішу інтеграцію обладнання у діючі схеми підготовки та доведення сухих матеріалів.

Ключова ідея безперервної бар’єрної сепарації:

немагнітні зерна проходять через магнітний бар’єр, а слабомагнітні зерна утримуються магнітним полем і відводяться в інший продукт.

Область застосування

Безперервна бар’єрна магнітна сепарація може застосовуватися для сухого розділення зернистих матеріалів, у яких компоненти відрізняються за магнітною сприйнятливістю.

Основні напрями застосування:

очищення кварцових пісків від слабомагнітних залізовмісних домішок;

доведення пегматитової та польовошпатової сировини;

розділення мінеральних пісків і проміжних продуктів;

очищення цирконових, гранатових та інших мінеральних концентратів;

переробка техногенної сировини;

виділення слабомагнітних компонентів із сухих зернистих матеріалів.

У кожному конкретному випадку ефективність сепарації повинна перевірятися лабораторними випробуваннями, оскільки результат залежить від мінерального складу, крупності, форми зерен, вологості та різниці магнітної сприйнятливості компонентів.

Зв’язок із сепараторами БСТ

Принцип бар’єрної магнітної сепарації безпосередньо пов’язаний із сепараторами БСТ «Туркенич».

У таких сепараторах розділення відбувається не за рахунок притискання магнітних зерен до валка, а за рахунок дії магнітного бар’єра у робочій зоні.

Це дозволяє застосовувати бар’єрну схему для слабомагнітних матеріалів, де звичайні барабанні або роликові сепаратори не завжди забезпечують необхідну селективність.

Для виробництва важливо, що БСТ може розглядатися як апарат для доведення концентратів, очищення сухої сировини і вилучення слабомагнітних домішок у технологічних схемах, де потрібне тонке розділення матеріалу.

Практичне значення для технологічних схем

У технологічній схемі бар’єрний сепаратор може працювати як апарат основної сепарації або як апарат доведення після попередніх операцій підготовки матеріалу.

Перед бар’єрною сепарацією матеріал зазвичай повинен бути підготовлений: висушений, розсіяний за крупністю, очищений від пилових і надтонких класів, стабільно поданий у робочу зону тонким шаром.

Правильна підготовка матеріалу має таке саме значення, як і параметри магнітного поля. Нестабільна крупність, надмірна вологість або нерівномірна подача можуть знижувати селективність розділення.

Тому вибір бар’єрного сепаратора доцільно виконувати разом із розробкою всієї ділянки підготовки, подачі, сепарації та приймання продуктів.

Висновки

Безперервна бар’єрна магнітна сепарація є перспективним способом сухого розділення зернистих слабомагнітних матеріалів.

Її основна відмінність від валкової сепарації полягає в тому, що магнітні зерна не притискаються до робочої поверхні валка, а розділяються у потоці матеріалу під дією магнітного бар’єра.

Немагнітні зерна проходять через бар’єр, а слабомагнітні зерна змінюють траєкторію руху і відводяться в інший продукт.

Такий підхід дозволяє зменшити кількість контактних вузлів у зоні сепарації, знизити знос і підвищити стабільність роботи при переробці сухих абразивних матеріалів.

Практичне застосування цього принципу пов’язане з бар’єрними магнітними сепараторами БСТ «Туркенич», які можуть використовуватися для доведення мінеральних концентратів, очищення нерудної сировини і переробки техногенних матеріалів.

Джерело

Підготовлено за матеріалами статті:Р

Автор: А.М.Туркенич.; Способ непрерывной магнитной сепарации слабомагнитных материалов и устройство для его осуществления.

Матеріали НВФ «Магнітні та гідравлічні технології».