Магнитная сепарация
В магнитных сепараторах неоднородность магнитного поля создается полюсными наконечниками различной формы. Для получения магнитных полей с малой величиной grad Н применяют естественные или искусственные магниты из специальных сплавов с постоянным магнитным полем. Сильные магнитные поля с высоким градиентом напряженности создаются катушками, питаемыми постоянным током и снабженными стальными сердечниками. При этом, чем больше величина намагничивающего тока и количество витков в катушке, тем выше напряженность магнитного поля в рабочем зазоре сепаратора.
Магнитная сила FMarH, действующая на частицу материала, определяется по формуле:
где V - объем частицы; m - объемная магнитная восприимчивость; Н - напряженность магнитного поля.
Удельное значение магнитной силы/магн определяется по формуле.
где q - масса частицы.
Принцип работы магнитного сепаратора схематически показан на рис. 16.
Рис. 16. Принцип работы магнитного сепаратора
а - верхняя зона; б - нижняя зона; в - вертикальная зона;
I-исходное сырье; II - магнитный продукт;Ш - немагнитный продукт
Кроме магнитной силы, на частицу, находящуюся в рабочей зоне сепаратора, действуют силы тяжести Р, трения Fт, центробежная Fц и сопротивления среды Fс.
Для успешного разделения магнитных и немагнитных частиц в магнитном поле сепаратора магнитная сила, действующая на магнитные частицы, должна превышать равнодействующую всех механических сил. Взаимодействие между всеми силами зависит от способа подачи сырья в рабочую зону сепаратора, конструктивных особенностей аппарата, режима его работы.
Подлежащие магнитной сепарации материалы, как правило, подвергают предварительной обработке (дроблению, измельчению, грохочению, обесшламливанию, магнетизирующему обжигу и др.). Магнитное обогащение материалов крупностью 3-50 мм проводят сухим способом, материалов мельче 3 мм - мокрым. Технология магнитной сепарации зависит, прежде всего, от состава подлежащего переработке материала и определяется типом используемых сепараторов. Последние обычно снабжены многополюсными открытыми или закрытыми магнитными системами, создающими различные типы магнитных полей. Сепараторы отличаются способами питания (верхняя или нижняя подача материала) и перемещения продуктов обогащения (барабанные, валковые, дисковые, ленточные, роликовые, шкивные сепараторы) и другими характеристиками.
Оценить производительность магнитных сепараторов весьма сложно вследствие влияния на нее многих факторов. Опыт эксплуатации этих аппаратов позволяет в ряде случаев рассчитывать их производительность с использованием выражения:
Q = qnLp (20)
где Q -производительность сепаратора по сухому исходному питанию, т/ч; q - удельная производительность, т/(м-ч); n - число головных барабанов, валков или роликов в сепараторе;Lp - рабочая длина барабана, валка или ролика, м.
Эвакуируемые из магнитного поля зерна сильномагнитных материалов вследствие остаточной намагниченности могут агломерироваться в агрегаты разного вида. С целью устранения последствий этого явления, называемого магнитной флокуляцией, используют многократное перемагничивание таких материалов в переменном магнитном поле размагничивающих аппаратов.