Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к магнитному обогащению и может быть использовано для селективного разделения широкого класса минеральных смесей по их магнитным свойствам. Устройство для сепарации минеральных смесей включает статор асинхронного электродвигателя с многосекционными токовыми обмотками, позволяющими изменять интенсивность бегущего магнитного поля в различных частях статора, системы загрузки и разгрузки магнитного концентрата, промпродукта и хвостов магнитной сепарации. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса сепарации с возможностью получения продуктов с заданным содержанием полезного магнитного минерала в них.

Известны попытки использовать статор асинхронного электродвигателя, питаемого трехфазным током, для магнитной сепарации минеральных смесей [1]. Однако конструкция магнитной системы статора и используемые токовые обмотки электродвигателя не позволяли получить бегущие магнитные поля достаточной интенсивности для эффективного разделения тонкодисперсных магнитных и немагнитных минералов.

Наиболее близким к предложенному по совокупности существенных признаков является устройство для сепарации и разделения минеральных смесей, включающее электромагнитную систему, создающую бегущее магнитное поле, питаемую трехфазным переменным током с токовыми обмотками, выполненными с уменьшающимся числом витков и надетыми на полюсные наконечники [2].

Недостатком этого устройства является низкая производительность процесса сепарации, возможность использования только для сильномагнитных минералов и сложность в изготовлении сепарационной поверхности большой площади.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является простота в изготовлении за счет использование статора промышленного электродвигателя, низкие затраты на оснащение его новым типом многосекционных токовых катушек, повышение удельной производительности с единицы площади рабочей поверхности сепаратора, а также возможность изменять напряженность бегущего магнитного поля и магнитную силу в различных частях статора в зависимости от задач сепарации и вида сепарируемого продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сепарации минеральных смесей, включающем электромагнитную систему, создающую бегущее магнитное поле, питаемую трехфазным переменным током, сепарирующую поверхность и приемники продуктов разделения, в качестве индуктора бегущего магнитного поля используется статор асинхронного электродвигателя, на внутренней поверхности которого размещены токовые катушки, каждая из которых надета на полюсные наконечники, образованные прорезями в статоре, и состоит из трех последовательно подключенных секций с различным числом витков, с возможностью изменения напряженности бегущего магнитного поля в различных частях статора, причем устройство снабжено вибролотком, расположенным в нижней части сепарационной поверхности для подачи сепарационного продукта и в верхней части - разгрузочными лотками для сбора магнитного концентрата и промпродукта.

На фиг.1 представлен схематический вид устройства (вид с торца), а на фиг.2 - вид сбоку в разрезе.

На внутренней поверхности статора асинхронного двигателя 1 в прорезях электромагнитной системы 2 размещены токовые катушки, каждая из которых состоит из трех последовательно подключенных секций с различным числом витков и охватывает только один полюсной наконечник, образуемый прорезями статора. Катушки статора разделены по количеству фаз на три группы (А, В, С). В каждой группе катушки соединены последовательно. На статоре катушки полюсных наконечников чередуются А, В, С, А, В, С и т.д. Подобное подключение обеспечивает эффективное продвижение сепарируемого продукта бегущим магнитным полем по сепарационной поверхности. Концы проводов каждой секции выведены на контактную панель, что позволяет с помощью токовых перемычек постепенно изменять напряженность бегущего магнитного поля в различных частях статора в направлении движения сепарируемого продукта. Сепарационная поверхность 3 изготовлена из износоустойчивого пластика и в верхней части соединена с лотком для сбора и разгрузки магнитного концентрата 4 и промпродукта 5. Для загрузки устройства и вывода немагнитной фракции (хвостов) используется нижняя часть сепарационной поверхности 3. Устройство имеет возможность изменять угол наклона α относительно горизонтали от 0 до 90°. Питание устройства осуществляется от трехфазного автотрансформатора с возможностью изменения напряжения.

Работает устройство следующим образом. Подлежащий сепарации продукт в виде сухого порошка 0-10 мм подается вибролотком 6 в нижнюю часть сепарационной поверхности. На фиг.2 (условно) мономинеральные магнитные частицы показаны в виде закрашенных кружков 7, промпродукт - в виде наполовину закрашенных кружков 8 и немагнитные частицы - в виде незакрашенных кружков 9.

Под действием бегущего электромагнитного поля обладающие магнитными моментами частицы начинают вращаться и перемещаться по сепарационной поверхности против часовой стрелки (фиг.1), а немагнитные частицы под действием силы тяжести перемещаются по сепарационной поверхности в зону разгрузки 10. В зоне а (фиг.1) все три секции токовых обмоток подключены последовательно, что обеспечивает максимальную напряженность бегущего магнитного поля и максимальные магнитные силы, прижимающие бегущие частицы к сепарационной поверхности. В зоне б и в секции токовых катушек переключаются таким образом, чтобы обеспечить постепенное уменьшение магнитной силы. При этом первоначально имеет место падение вниз в лоток 5 частиц, содержащих примеси немагнитных включений (промпродукт), а мономинеральные магнитные частицы перемещаются в зону в, где осыпаются в лоток 4.

Проведенные лабораторные испытания опытного образца устройства на магнетитовых рудах класса 10-0 мм с содержанием класса 5-0 мм до 40-50% позволили дополнительно извлечь 15-20% породных шламов в хвосты.

Отключая или переключая то или иное количество секций токовых катушек, появляется возможность получать в магнитном концентрате, промпродукте и в хвостах различное соотношение магнитных и немагнитных минералов, т.е. регулировать степень чистоты концентрата и извлечения полезного продукта для различных типов сепарируемых руд.

Литература

1. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. - М.: Издательство МГГУ, 2005 г.

2. Патент RU 2159156 С1, 20.11.2000.