Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ПО ПЛОТНОСТИ

Изобретение относится к устройствам для разделения твердых частиц по плотности и может быть использовано в горнодобывающей, химической и других областях промышленности, в частности для эффективного отделения пустой породы из рудного минерального сырья.

Известно устройство для разделения твердых материалов по плотности с помощью тяжелой суспензии, включающие барабан, заполненный суспензией мелкодисперсного утяжелителя, привод, обеспечивающий вращение барабана, загрузочное устройство, перегородку для разделения расслоившихся по глубине рабочего объема тяжелой суспензии минеральных частиц разного удельного веса и приспособления для выгрузки разделившихся фракций из барабана (Справочник по обогащению руд, т.2, ч. 1, 2. М:, Недра, 1974).

Недостатком этого устройства является, низкая эффективность разделения частиц разной плотности, связанная с тем, что применяемые в данном устройстве тяжелые суспензии чрезмерно вязки, что снижает эффективность сепарации, а также малоустойчивы, что создает необходимость постоянного их перемешивания, а, следовательно, создания в объеме разделительной среды вихреобразных течений, негативно влияющих на точность разделения минеральных частиц. Это снижает эффективность разделения частиц разной плотности, что обусловлено действием сил гидродинамического сопротивления, которые зависят не только от плотности, но и от крупности частиц.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для разделения частиц по плотности, включающее сепарационную камеру с магнитной жидкостью, магнитную систему с источником магнитного поля, разделительную перегородку, загрузочное и разгрузочное приспособления (см. Патент РФ №2176560, МПК⁷ В03С 1/32, опубл. 10.12.2001).

Недостатком прототипа являются низкая производительность сепарации из-за технической невозможности создания с относительно большим межполюсным зазором магнитной системы, обеспечивающим приемлемую для горнорудной промышленности пропускную способность аппарата. Кроме того, в прототипе разгрузка тяжелой фракции осуществляется периодически, что также снижает производительность сепаратора.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности сепарации за счет обеспечения непрерывности процесса разделения минералов, а также за счет увеличения общего объема рабочего пространства путем увеличения количества межполюсных зазоров в магнитной системе сепаратора и соответственно рабочих зон для сепарации.

Решение технической задачи достигается тем, что в устройстве, включающем сепарационную камеру с магнитной жидкостью, магнитную систему с источником магнитного поля, разделительную перегородку, загрузочное и разгрузочное приспособления, согласно изобретению, магнитная система состоит из магнитопровода, выполненного в виде барабана, и, по крайней мере, четырех полюсных наконечников, расположенных по окружности на внешней стороне поверхности барабана, при этом длинная сторона полюсных наконечников совпадает по направлению с образующей цилиндрической поверхности барабана, а магнитная система расположена внутри сепарационной камеры, заполненной жидкой средой, в которую погружена магнитная жидкость.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для разделения частиц по плотности.

Устройство для разделения частиц по плотности состоит из сепарационной камеры 1 с делительной перегородкой 2, внутри которой размещена магнитная система, включающая магнитопровод 3, выполненный в виде барабана, источники магнитного поля 4, полюснные наконечники 5, загрузочное приспособление 6. Межполюсные зазоры магнитной системы заполнены ферромагнитной жидкостью 7, а сепарационная камера - омывающей средой 8. Для разгрузки частиц устройство снабжено разгрузочным приспособлением 9.

Устройство работает следующим образом.

Смесь частиц разной плотности с помощью загрузочного приспособления 6 подают через слой омывающей среды 8, например, воды в верхний межполюсный зазор магнитной системы. Частицы, попадая на поверхность и в объем ферромагнитной жидкости 7, (например, коллоидного раствора магнетита в керосине) под действием гравитационного и магнитного полей, а также выталкивающих сил, образованных этими полями в объеме ферромагнитной жидкости 7, расслаиваются по глубине ее слоя в межполюсном зазоре. Легкие частицы остаются на границе раздела омывающей среды 8, куда погружена ферромагнитная жидкость 7, а тяжелые - на дне межполюсного зазара. По мере вращения барабана магнитной системы 3 происходит самопроизвольная разгрузка расслоившихся легких и тяжелых частиц. При повороте барабана 3 от верхней точки примерно на 45-75º легкие частицы отрываются от поверхности ферромагнитной жидкости 7 и под действием гравитационных и инерционных сил падают вниз. Тяжелые частицы по мере вращения барабана 3 всплывают на поверхность ферромагнитной жидкости 7, отрываются от нее и разгружаются при повороте барабана 3 на угол примерно 75-135º. Падающие в воде по разным траекториям частицы разделяются перегородкой 2 и направляются в разгрузочные приспособления 9. Предложенное техническое решение обеспечивает достижение технического результата за счет того, что в заявленном устройстве разделение минералов происходит в двух и более межполюсных зазорах, Кроме того, разгрузка тяжелой фракции в предлагаемом устройстве осуществляется непрерывно, что также увеличивает его производительность. Причем длина межполюсных зазоров, определяемая длиной барабана, в предлагаемом устройстве ни чем не ограничена в силу того, что разделяемый материал движется не вдоль межполюсного зазора, как в прототипе, а поперек, что также способствует повышению нагрузки по исходному питанию.

Использование предложенного технического решения позволит по сравнению с прототипом повысить производительность сепаратора, улучшить технико-экономические показатели сепарации, снизить токсичность процесса сепарации, а также повысить эффективность извлечения необходимых компонентов из разделяемого сырья.

Разделяемые частицы при подаче в сепаратор проходят через слой воды и поэтому окружены защитной оболочкой, что делает их лиофобными по отношению к ферромагнитной жидкости. Это резко сокращает расход ферромагнитной жидкости и соответственно улучшает экономические и экологические показатели сепарации.