Роликові магнітні сепаратори (РСТ) застосовуються для сухого збагачення сипких матеріалів, коли необхідно вилучити слабомагнітні мінерали або очистити сировину від слабомагнітних домішок.

Традиційні роликові сепаратори мають високу напруженість магнітного поля в зоні контакту матеріалу з роликом. Магнітні зерна притягуються до поверхні ролика, утримуються на ньому і виносяться із зони сепарації у магнітний продукт.

Однак при роботі з сильними магнітними системами виникає проблема знімання магнітного продукту. Частинки, притягнуті до ролика, можуть утримуватися надто сильно, що ускладнює їх своєчасне відділення від робочої поверхні.

Проблема механічного знімання магнітного продукту

У звичайних роликових сепараторах магнітний продукт знімається механічно або виводиться із зони дії магнітного поля за рахунок обертання ролика.

При збільшенні індукції магнітного поля сила притягання магнітних зерен до ролика зростає. Це підвищує вилучення слабомагнітних частинок, але одночасно ускладнює їх розвантаження.

Механічне знімання магнітного продукту має кілька недоліків: знос робочих поверхонь, потребу в точному регулюванні зазорів, нестабільність розвантаження і можливе забруднення продуктів при зміні властивостей матеріалу.

Тому для роликових сепараторів із сильним магнітним полем доцільним є інший принцип знімання магнітної фракції — не механічний, а електричний.

Ідея електричного знімання

У сепараторі РСТ магнітний продукт знімається з ролика за допомогою електричного поля.

Матеріал подається на робочий ролик із сильними постійними магнітами. Немагнітні зерна не утримуються магнітним полем і сходять з ролика за звичайною траєкторією. Слабомагнітні зерна притягуються до ролика і утримуються на його поверхні.

У зоні розвантаження на ці зерна діє електричне поле. Під його впливом магнітні частинки відриваються від поверхні ролика і переходять у магнітний продукт.

Такий принцип дозволяє поєднати сильне магнітне поле для вилучення слабомагнітних частинок і надійне розвантаження магнітної фракції без складного механічного знімання.

Конструктивна схема РСТ

Роликовий сепаратор РСТ складається з робочого ролика із сильними постійними магнітами, вузла подачі матеріалу, електродної системи для знімання магнітного продукту, приймачів продуктів розділення та системи регулювання режимів роботи.

Вихідний матеріал подається тонким шаром на поверхню ролика. У зоні дії магнітного поля слабомагнітні частинки притягуються до ролика, а немагнітні частинки відокремлюються за інерційною траєкторією.

У зоні розвантаження магнітної фракції розміщується електродна система. Вона створює електричне поле, яке діє на зерна, що утримуються на поверхні ролика, і сприяє їх відриву від робочої поверхні.

Після цього магнітна фракція надходить у свій приймач, а немагнітна — у приймач немагнітного продукту.

Робота в сильному магнітному полі

Головна перевага РСТ полягає у можливості використовувати сильне магнітне поле для вилучення слабомагнітних мінералів.

Чим вища індукція магнітного поля на поверхні ролика, тим ефективніше утримуються зерна з низькою магнітною сприйнятливістю. Це важливо при доведенні мінеральних концентратів, очищенні кварцових пісків, розділенні мінеральних пісків і вилученні слабомагнітних домішок із сипких матеріалів.

Однак саме сильне поле створює проблему розвантаження магнітного продукту. Без додаткового впливу частинки можуть надто міцно утримуватися на роликовій поверхні.

Електричне знімання дозволяє вирішити цю проблему без зниження магнітної інтенсивності робочої зони.

Переваги електричного знімання

Електричне знімання магнітного продукту має кілька технологічних і конструктивних переваг.

По-перше, воно дозволяє застосовувати сильні магнітні системи без погіршення розвантаження магнітної фракції.

По-друге, зменшується потреба в механічному контакті з робочою поверхнею ролика. Це знижує знос і підвищує стабільність роботи сепаратора.

По-третє, електричне поле дає можливість точніше керувати моментом відриву магнітних зерен від ролика. Це покращує розділення продуктів і зменшує їх взаємне забруднення.

По-четверте, конструкція стає більш придатною для роботи з абразивними сухими матеріалами, де механічні скребки, щітки або інші вузли знімання швидко зношуються.

Ключова ідея РСТ: сильне магнітне поле використовується для вилучення слабомагнітних частинок, а електричне поле — для керованого знімання магнітного продукту з ролика.

Область застосування РСТ

Роликовий сепаратор РСТ може застосовуватися для сухої магнітної сепарації зернистих і сипких матеріалів, у яких компоненти відрізняються за магнітною сприйнятливістю.

Основна область застосування — доведення мінеральних концентратів і очищення нерудної сировини від слабомагнітних домішок.

Сепаратор може бути корисним там, де звичайні барабанні або роликові сепаратори не забезпечують достатньої селективності, а застосування сильного магнітного поля ускладнюється проблемою знімання магнітного продукту.

Особливо актуальним є застосування РСТ для сухих матеріалів, де небажане використання води, реагентів або мокрих схем переробки.

Матеріали, для яких може застосовуватися сепаратор

РСТ може використовуватися для роботи з різними видами мінеральної та техногенної сировини.

Типові напрями застосування:

кварцові піски — очищення від слабомагнітних залізовмісних домішок;

польовошпатова і пегматитова сировина — зниження вмісту заліза і темноколірних мінералів;

титан-цирконові піски — доведення проміжних продуктів і розділення мінеральних фракцій;

цирконові концентрати — очищення від слабомагнітних домішок;

техногенна сировина — вилучення або очищення компонентів, що мають різну магнітну сприйнятливість.

Технологічні задачі

У технологічних схемах РСТ може виконувати кілька задач.

Перша задача — вилучення слабомагнітних мінералів із сухого зернистого матеріалу. Для цього використовується сильне магнітне поле на поверхні ролика.

Друга задача — доведення концентратів після попередніх операцій збагачення. У цьому випадку сепаратор працює як апарат тонкого очищення або перечистки.

Третя задача — підвищення якості товарноо продукту шляхом видалення небажаних домішок, які погіршують хімічні або мінералогічні показники концентрату.

Четверта задача — розділення проміжних продуктів, у яких цінні та породні мінерали мають близькі фізичні властивості, але відрізняються за магнітною сприйнятливістю.

Переваги для виробництва

Для виробництва застосування РСТ має практичне значення у тих випадках, коли необхідно підвищити якість сухого продукту без переходу до мокрої схеми збагачення.

Сепаратор дозволяє працювати з сильним магнітним полем і при цьому забезпечувати кероване розвантаження магнітної фракції.

Це важливо для технологічних схем, де потрібно вилучати слабомагнітні домішки з невеликою різницею магнітної сприйнятливості, але при цьому не допустити втрат основного продукту або взаємного забруднення фракцій.

Електричне знімання магнітного продукту знижує залежність процесу від механічних скребків, щіток або інших контактних вузлів. Це підвищує стабільність роботи сепаратора при переробці абразивних матеріалів.

Зв’язок із сучасним обладнанням МГТ

Принципи, описані у статті, безпосередньо пов’язані з роликовими магнітними сепараторами РСТ, які застосовуються для сухої сепарації слабомагнітних мінералів і доведення концентратів.

РСТ доцільно розглядати не як універсальний апарат для будь-якого матеріалу, а як спеціалізоване обладнання для задач, де потрібне сильне магнітне поле, тонке розділення сухого зернистого матеріалу і стабільне знімання магнітної фракції.

Практичний вибір режиму роботи сепаратора повинен базуватися на лабораторних випробуваннях конкретної сировини: її крупності, мінеральному складі, магнітній сприйнятливості компонентів, вологості та вимогах до кінцевого продукту.

Висновки

Роликовий сепаратор із сильними постійними магнітами та електричним зніманням магнітного продукту є спеціалізованим апаратом для сухої сепарації слабомагнітних матеріалів.

Його основна ідея полягає у поєднанні двох факторів: сильного магнітного поля для вилучення слабомагнітних частинок і електричного поля для керованого знімання магнітного продукту з ролика.

Такий підхід дозволяє підвищити інтенсивність магнітного поля без погіршення розвантаження магнітної фракції.

Відмова від звичайного механічного знімання зменшує знос робочих вузлів, підвищує стабільність процесу і розширює можливості сухого магнітного збагачення абразивних сипких матеріалів.

РСТ може застосовуватися для доведення мінеральних концентратів, очищення кварцових пісків, пегматитової та польовошпатової сировини, титано-цирконових пісків, цирконових і гранатових концентратів, а також техногенної сировини.

Джерело

Підготовлено за матеріалами статті:

Туркенич А. М. Роликовый сепаратор на сильных магнитах с электрическим съёмом магнитного продукта.

Матеріали НВФ «Магнітні та гідравлічні технології».