Барьерная магнитная сепарация предназначена для разделения зернистых слабомагнитных материалов в сухом режиме.

В отличие от традиционных валковых и роторных сепараторов, в барьерной схеме рабочий орган не должен механически захватывать магнитные зерна, удерживать их на поверхности валка и затем снимать в отдельный продукт.

Разделение происходит в сепарационном канале, расположенном в неоднородном магнитном поле. В этом канале формируется зона повышенной магнитной силы – магнитный барьер.

Немагнитные зерна проходят через магнитный барьер и двигаются в один продукт. Слабомагнитные зерна удерживаются магнитной силой, не проходят через барьер и отводятся другим потоком.

Сущность непрерывного способа

Суть непрерывной барьерной сепарации состоит в том, что исходный материал подается в сепарационный канал постоянным потоком, а продукты разделения непрерывно выводятся из рабочей зоны.

Материал двигается под действием силы тяжести по наклонному каналу. В определенном участке канала на зерно действует магнитное поле с высоким градиентом.

Зерна с малой или нулевой магнитной восприимчивостью проходят через зону магнитного барьера и попадают в немагнитный продукт.

Зерна с большей магнитной восприимчивостью удерживаются над барьером и смещаются в другую траекторию движения, формируя магнитный продукт.

Отличие от валковой сепарации

В валковых сепараторах магнитные зерна притягиваются к поверхности валка. Далее валок должен вынести их из зоны действия магнитного поля, после чего магнитный продукт снимается механически или другим способом.

В барьерном сепараторе магнитные зерна не должны прижиматься к рабочей поверхности. Они содержатся в потоке материала действием магнитной силы и двигаются по отдельной траектории.

Это позволяет отказаться от валков, роторов, скребков и узлов механического съёма в зоне сепарации.

Для абразивных зернистых материалов такая схема имеет немаловажное преимущество: меньше контактного износа и более простая рабочая зона сепаратора.

Движение зерен в магнитном барьере

В барьерной сепарации траектория зерна зависит от соотношения силы тяжести, силы трения, инерции движения и магнитной силы.

Если зерно имеет низкую магнитную восприимчивость, магнитная сила недостаточна для его удержания. Такое зерно проходит через барьерную зону и попадает в немагнитный продукт.

Если зерно имеет более высокую магнитную восприимчивость, оно задерживается в зоне действия магнитного поля. Магнитная сила изменяет его траекторию, и зерно переходит в магнитный продукт.

Таким образом, разделение происходит не за счет прилипания частиц к валку, а за счет разной способности зерен преодолевать магнитный барьер.

Преимущества непрерывной схемы

Непрерывная барьерная схема имеет несколько важных технологических преимуществ.

Во-первых, материал проходит через сепарационную зону без остановок и накопления в рабочем канале. Это позволяет организовать стабильный поток питания и непрерывный вывод продуктов разделения.

Во-вторых, в зоне сепарации отсутствуют валки, роторы и механические узлы съёма магнитного продукта. Это упрощает конструкцию рабочей зоны и уменьшает износ при работе с абразивными материалами.

В-третьих, магнитный барьер позволяет разделять зернистые материалы с близкими физическими свойствами, но разной магнитной восприимчивостью.

В-четвертых, режим сепарации можно изменять за счет регулировки подачи материала, угла наклона канала, положения разделителей и параметров магнитного поля.

Технологическое значение барьерной сепарации

Барьерная магнитная сепарация имеет практическое значение для тех случаев, когда необходимо выделить слабомагнитные компоненты из зернистого сухого материала.

Метод может применяться для доводки минеральных концентратов, очистки нерудного сырья от железосодержащих примесей, переработки техногенных продуктов и разделения материалов с разной магнитной восприимчивостью.

Особенно важна возможность работы без мокрой схемы обогащения. Это снижает потребность в воде, упрощает вспомогательное хозяйство и позволяет включать барьерный сепаратор в сухие технологические линии.

Для производства это означает более простую интеграцию оборудования в действующие схемы подготовки и доводки сухих материалов.

Ключевая идея непрерывной барьерной сепарации:

немагнитные зерна проходят через магнитный барьер, а слабомагнитные зерна удерживаются магнитным полем и уводятся в другой продукт.

Область применения

Непрерывная барьерная магнитная сепарация может применяться для сухого разделения зернистых материалов, в которых компоненты отличаются магнитной восприимчивостью.

Основные направления применения:

очистка кварцевых песков от слабомагнитных железосодержащих примесей;

доводка пегматитового и полевошпатового сырья;

разделение минеральных песков и промежуточных продуктов;

очищение цирконовых, гранатовых и других минеральных концентратов;

переработка техногенного сырья;

выделение слабомагнитных компонентов из сухих зернистых материалов.

В каждом конкретном случае эффективность сепарации должна быть проверена лабораторными испытаниями, поскольку результат зависит от минерального состава, крупности, формы зерен, влажности и разности магнитной восприимчивости компонентов.

Связь с сепараторами БСТ

Принцип барьерной магнитной сепарации непосредственно связан с сепараторами БСТ «Туркенич».

В таких сепараторах разделение происходит не за счет прижима магнитных зерен к валку, а за счет действия магнитного барьера в рабочей зоне.

Это позволяет применять барьерную схему для слабомагнитных материалов, где обычные барабанные или роликовые сепараторы не всегда обеспечивают необходимую селективность.

Для производства важно, что БСТ может рассматриваться как аппарат для доводки концентратов, очистки сухого сырья и извлечения слабомагнитных примесей в технологических схемах, где требуется тонкое разделение материала.

Практическое значение для технологических схем

В технологической схеме барьерный сепаратор может работать как аппарат основной сепарации или как аппарат доводки после предварительных операций подготовки материала.

Перед барьерной сепарацией материал обычно должен быть подготовлен: высушенный, рассеянный по крупности, очищенный от пылевых и сверхтонких классов, стабильно поданный в рабочую зону тонким слоем.

Правильная подготовка материала имеет такое же значение, как и параметры магнитного поля. Нестабильная крупность, чрезмерная влажность или неравномерная подача могут снизить селективность разделения.

Поэтому выбор барьерного сепаратора целесообразно выполнять с разработкой всего участка подготовки, подачи, сепарации и приема продуктов.

Выводы

Непрерывная барьерная магнитная сепарация представляет собой перспективный способ сухого разделения зернистых слабомагнитных материалов.

Ее основное отличие от валковой сепарации состоит в том, что магнитные зерна не прижимаются к рабочей поверхности валка, а разделяются в потоке материала под действием магнитного барьера.

Немагнитные зерна проходят через барьер, а слабомагнитные зерна сменяют траекторию движения и отводятся в другой продукт.

Такой подход позволяет снизить количество контактных узлов в зоне сепарации, снизить износ и повысить стабильность работы при переработке сухих абразивных материалов.

Практическое применение этого принципа связано с барьерными магнитными сепараторами БСТ «Туркенич», которые могут использоваться для доводки минеральных концентратов, очистки нерудного сырья и переработки техногенных материалов.

Источник

Подготовлено по материалам статьи:Р

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

Материалы НПФ «Магнитные и гидравлические технологии».