МАШИНОСТРОЕНИЕ

МАГНИТНЫЕ КЛАССИФИКАТОРЫ

Большинство природных минералов явля­ются слабыми парамагнетиками, а некоторые - слабыми диамагнетиками. В магнитных клас­сификаторах происходит отделение частиц с относительно более высокой магнитной вос­приимчивостью от частиц с менее высокой. Напряженность применяемого магнитного поля и крупность частиц определяют пределы производительности магнитных классификато­ров, которая изменяться от нескольких кило­граммов до сотен тонн в 1 ч, а различие в маг­нитной восприимчивости разделяемых компо­нентов - пределы эффективности разделения.

Классификация происходит под действи­ем на частицы магнитных сил с одной стороны и сил веса или аэродинамического (гидравли­ческого) сопротивления - с другой. Равновесие этих сил организуют таким образом, чтобы частицы с большей магнитной восприимчиво­стью («магнитные») двигались в сторону дей­ствия магнитной силы, а с меньшей («немаг­нитные») - в противоположную ей сторону. Ферромагнитные и парамагнитные частицы перемещаются вдоль силовых линий магнитно­го поля в сторону возрастания его напряженно­сти, а диамагнитные - выталкиваются в сторо­ну его убывания.

Магнитные свойства вещества определя­ются из соотношений, связывающих напря­женность приложенного магнитного поля Н и индукцию магнитного поля В в находящемся в нем веществе. Для этого используют две ха­рактеристики: относительную магнитную про­ницаемость [і и магнитную восприимчи­вость X'.

В = \ці0Н; B = \IQ(H + М) = \IqH(\ + X) ,

Где Цо = 4 я 10"^ - магнитная проницаемость

Вакуума, Гн/м; М - напряженность магнитного поля в веществе, индуцированного внешним полем Н\ х ~ М/Н - магнитная восприимчи­вость вещества.

Иногда используют удельную магнитную восприимчивость ф = х/р, где р - плотность вещества.

Если х > 0 (соответственно JU. > 1), то ин­дуцированное в веществе магнитное поле до­бавляется к внешнему, и такое вещество назы­вают парамагнетиком. Если % < 0 (jli < 1), то индуцированное в веществе поле ослабляет внешнее, а вещество называют диамагнетиком.

Намагничивание различных материалов зависит от их магнитной восприимчивости и напряженности приложенного магнитного по­ля. Ферромагнитные материалы легко намаг­ничиваются, но после определенного значения Н происходит насыщение, и дальнейшее уве­личение напряженности не приводит к увели­чению намагничивания. Индуцированное маг­нитное поле в парамагнетиках гораздо слабее, но практически не насыщается.

Данные по магнитной восприимчивости ряда минералов приведены в табл. 2.3.2.

Магнитные классификаторы (сепараторы) используются главным образом в следующих случаях: 1) для удаления крупных (более 3 мм) кусков ферромагнитных материалов с целью защиты последующего технологического обо­рудования; 2) для получения магнитных кон­центратов и очистки от примесей.

Простейший магнитный сепаратор для удаления крупных кусков железа представляет собой ленточный конвейер 1 со шкивом 2, вы­полненным в виде постоянного или электриче­ского магнита (рис. 2.3.20). Ферромагнитные куски удерживаются магнитом до тех пор, пока под действием веса и центробежной силы не начнут падать в бункер 3, смещенный относи­тельно бункера 4 для основного немагнитного материала.

Магниты в этих сепараторах могут быть подвесными и размещаться над лентой конвей­ера. В этом случае необходимо создание более сильного магнитного поля и решение пробле­мы очистки поверхности магнита от накоплен­ных кусков. Для этого обычно используют дополнительную конвейерную ленту, движу­щуюся по поверхности магнита. Когда лента покидает зону магнитного поля, куски железа падают с нее в бункер.

Если установка магнитных шкивов или подвесных магнитов неприемлема, то исполь­зуют магнитные барабаны, в которых непод­вижный магнит 2 занимает часть вращающего­ся тонкостенного барабана 1 (рис. 2.3.21). Кус­ки ферромагнитного материала притягиваются магнитом к поверхности барабана и удержи­ваются на ней, пока они движутся над поверх­ностью магнита, а затем падают в бункер. По­дача исходного материала может осуществ­ляться сверху непосредственно на барабан (рис. 2.3.21, а), или барабан может быть уста­новлен над поверхностью транспортируемого сырья (рис. 2.3.21, б).

Для сухого обогащения и очистки приме­няют магнитные барабаны с чередующимися полюсами вдоль оси барабана и вдоль его ок­ружности. Барабан с осевым чередованием полюсов может применяться для удаления кусков железа размером до 300 мм (рис. 2.3.22, а). Барабан, в котором полюса чередуются по ок­ружности, показан на рис 2.3.22, б. Проходя над чередующимися полюсами, парамагнитные частицы периодически переориентируются, что увеличивает их подвижность в сыпучем материале и повышает эффективность разделе­ния.

Для разделения слабо парамагнитных ма­териалов применяют высокоинтеисивный маг­нитный классификатор с перекрестным движе­нием конвейерных лент (рис. 2.3.23). Смесь движется тонким слоем по основной конвейер­ной ленте и попадает в зону сильного магнит­ного поля в зазоре между полюсами. Парамаг­нитные частицы притягиваются верхним по­люсом и попадают с нижней стороны на дру­гую конвейерную ленту, движущуюся перпен­дикулярно первой. После выхода из магнитно­го поля частицы падают с нее в бункер. Для получения магнитного поля с большим гради-

Ентом напряженности верхнему полюсу при­дают специальную форму. Этот же принцип используется в высокоинтенсивном дисковом магнитном сепараторе, в котором вместо вто­рой ленты используется вращающийся диск.

Аналогичные принципы и схемы исполь­зуются в магнитных сепараторах, работающих по мокрой технологии.

Магнитные классификаторы нашли ши­рокое применение в промышленной практике. Они используются для удаления кусков железа в химической, горной, пищевой и других от­раслях промышленности, а также для выделе­ния ферромагнетиков из отходов. Применяют­ся для обогащения и очистки минерального сырья при производстве алюминия, никеля, молибдена и многих других металлов, причем спектр разделяемых материалов непрерывно расширяется. При работе по мокрой техноло­гии они используются также в качестве маг­нитных фильтров.