Принцип работы магнитного сепаратора с высоким градиентом заключается в следующем: в однородном магнитном поле, создаваемом соленоидом с железным сердечником, размещается магнитная матрица, например стальная вата или сетка из растянутого металла. После намагничивания эта матрица создаёт на своей радиальной поверхности крайне неоднородное магнитное поле, то есть намагниченное поле с высоким градиентом.
Создание магнитного сепаратора с высоким градиентом
Принцип работы магнитного сепаратора с высоким градиентом заключается в следующем: в однородном магнитном поле, создаваемом соленоидом с железным покрытием, размещается магнитная матрица, например стальная вата или сетка из растянутого металла. После намагничивания эта матрица создает на своей радиальной поверхности крайне неоднородное магнитное поле, то есть намагниченное поле с высоким градиентом. Таким образом, даже при наличии умеренно сильного фонового поля можно создать относительно высокую магнитную силу. Парамагнитные материалы в таком поле подвергаются силе магнитного притяжения, пропорциональной произведению приложенного поля и градиента поля. Используя это неравномерное магнитное поле с высоким градиентом, можно отделять очень слабомагнитные мелкие частицы, которые трудно отделить с помощью обычных магнитных сепараторов, а нижний предел размера частиц можно снизить до 1 мкм, тем самым улучшая эффективность сепарации.
Магнитные сепараторы с высоким градиентом подразделяются на электромагнитные и с постоянными магнитами. В настоящее время электромагнитные модели в основном производятся в Китае. Помимо отделения слабомагнитных мелких минералов, магнитные сепараторы с высоким градиентом также используются для очистки промышленных сточных вод: при прохождении сточных вод через матрицу, например стальную вату, магнитные частицы, содержащиеся в сточных водах, адсорбируются на стальной вате, что позволяет очистить воду. Поэтому их также называют магнитными фильтрами с высоким градиентом.
В настоящее время основные модели магнитных сепараторов с высоким градиентом, производимые в Китае, включают семь типов: DMG, SLon, CHAD, CAD, CRIMM, YG1‑15 и SSS‑Z. Среди них вертикальный кольцевой пульсирующий магнитный сепаратор с высоким градиентом SLon является наиболее широко используемым в Китае.
Это новый тип высокоэффективного оборудования для непрерывной обогатительной обработки, в котором используется комбинированное поле, состоящее из магнитной силы, силы пульсирующей жидкости и силы тяжести. Оно подходит для отделения мелких слабомагнитных минералов, таких как гематит, марганцевая руда, ильменит и вольфрамит, доля частиц которых размером до –0,074 мм (–200 меш) составляет 60%–100% (или менее 1 мм), а также для очистки неметаллических минералов, таких как каолин, боксит и кварцевый песок.
Конструкция магнитного сепаратора с высоким градиентом SLon‑1500 показана на рис. 13‑7. Он в основном состоит из пульсирующего механизма, возбуждающей катушки, железного ярма и вращающегося кольца. Вращающееся кольцо собрано из одной центральной кольцевой пластины и двух боковых кольцевых пластин, изготовленных из обычной нержавеющей стали, а также 74 трапециевидных распорных пластин, образующих два ряда с общим количеством 74 сепарационных камер. В каждой сепарационной камере формируется пакет магнитной матрицы путем чередующегося укладки магнитных сит из нержавеющей стали (1,0 мм × 4 мм × 12 мм) и сетками из обычной нержавеющей стали с крупными ячейками (0,7 мм × 10 мм × 25 мм). Коэффициенты заполнения магнитных сит и сит с крупными ячейками составляют 12% и 3,2% соответственно.
Во время сепарации кольцо вращается по часовой стрелке. Суспензия подается из загрузочного бункера и проходит через кольцо вдоль зазора верхней железной скобы. Магнитные частицы, содержащиеся в шламе, адсорбируются на поверхности магнитной матрицы и переносятся кольцом в верхнюю немагнитную зону, где они смываются промывочной водой в бункер концентрата. Немагнитные частицы поступают по зазору нижнего железного хомута в бункер хвостов и выгружаются.
Рис. 13‑7 Конструкция магнитного сепаратора с высоким градиентом SLon‑1500
1 — Пульсирующий механизм; 2 — Возбуждающая катушка; 3 — Железный ядро; 4 — Вращающееся кольцо; 5 — Загрузочный бункер; 6 — Промывочная вода; 7 — Труба для промывки концентрата; 8 — Бункер для концентрата; 9 — Бункер для промежуточного продукта; 10 — Бункер для хвостов; 11 — Бак для измерения уровня жидкости; 12 — Механизм привода кольца; 13 — Рама;
F — корм; W — чистая вода; C — концентрат; M — отборка; T — хвосты.
Особенности данной установки заключаются в следующем: кольцо вращается в вертикальном направлении, концентрат промывается в обратном направлении, а также она оснащена пульсирующим механизмом (используемым для предотвращения механического застревания). Её преимуществами являются высокая степень обогащения, высокий коэффициент извлечения, широкий диапазон размеров частиц для разделения, устойчивость к забиванию матрицы, удобство эксплуатации и технического обслуживания, а также высокая адаптивность.
Технические характеристики и параметры данной машины приведены в таблице 13‑6.
Таблица 13‑6 Основные технические параметры вертикальных кольцевых пульсирующих магнитных сепараторов с высоким градиентом SLon
| Модель | Размер частиц корма (макс.) /мм | Концентрация корма /% | Производительность по переработке шлама /м³·ч⁻¹ | Производительность по переработке сухой руды /т·ч⁻¹ | Номинальная интенсивность фонового магнитного поля /Т | Номинальная мощность /кВт | Пульсирующий ход, мм | Частота пульсаций /уд./мин | Масса машины /т |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SLon‑500 высокой интенсивности | 1.0 | 10–40 | 0.5–1.0 | 0.05–0.25 | 1.0 | 13.5 | 0–50 | 0–400 | 1.5 |
| SLon‑750 высокой интенсивности | 1.0 | 10–40 | 0.1–2.0 | 0.1–0.5 | 1.0 | 22 | 0–50 | 0–400 | 3 |
| SLon‑1000 высокой интенсивности | 1.3 | 10–40 | 12.5–20 | 4–7 | 1.2 | 28.6 | 0–30 | 0–300 | 6 |
| SLon‑1250 высокой интенсивности | 1.3 | 10–40 | 20–50 | 10–18 | 1.0 | 35 | 0–20 | 0–300 | 14 |
| SLon‑1500 высокой интенсивности | 1.3 | 10–40 | 50–100 | 20–30 | 1.0 | 44 | 0–30 | 0–300 | 20 |
| SLon‑1750 высокой интенсивности | 1.3 | 10–40 | 75–150 | 30–50 | 1.0 | 62 | 0–30 | 0–300 | 35 |
| SLon‑2000 высокой интенсивности | 1.3 | 10–40 | 100–200 | 50–80 | 1.0 | 74 | 0–30 | 0–300 | 50 |
| SLon‑2500 высокой интенсивности | 1.3 | 10–40 | 200–400 | 100–150 | 1.0 | 94 | 0–30 | 0–300 | 105 |
| SLon‑1500 средней интенсивности | 1.3 | 10–40 | 75–150 | 30–50 | 0.4 | 16 | 0–30 | 0–300 | 15 |
| SLon‑1750 средней интенсивности | 1.3 | 10–40 | 75–150 | 30–50 | 0.6 | 38 | 0–30 | 0–300 | 35 |
| SLon‑2000 средней интенсивности | 1.3 | 10–40 | 100–200 | 50–80 | 0.6 | 42 | 0–30 | 0–300 | 40 |
| SLon‑2500 средней интенсивности | 1.3 | 10–40 | 180–450 | 80–150 | 0.4 | 63 | 0–30 | 0–300 | 60 |
13.5.2 Монтаж и пробная эксплуатация магнитного сепаратора с высоким градиентом
13.5.2.1 Установка магнитного сепаратора с высоким градиентом
Подробности следующие:
(1) Пульсирующий механизм высокоградиентного магнитного сепаратора SLon создает определенные горизонтальные и вертикальные вибрационные нагрузки, заставляя суспензию совершать возвратно-поступательные движения; поэтому установку оборудования необходимо производить на прочном фундаменте.
(2) Если место установки находится близко к уровню земли, рекомендуется использовать железобетонные фундаменты.
(3) Если место установки находится на приподнятом полу, в качестве фундамента рекомендуется использовать двутавровые балки, сварные в плоскую раму. Рама должна быть максимально длинной в направлении выходного хода ходового механизма для повышения виброустойчивости. Рама должна устанавливаться на пол, при этом точки соприкосновения рамы с полом должны располагаться как можно ближе к основным несущим балкам и колоннам здания; рама должна крепиться к основным балкам или колоннам с помощью болтов и гаек. Для моделей размером больше SLon-2000 предусмотрены специальные опорные колонны от первого этажа до верхнего; для моделей размером меньше SLon-750 требования к фундаменту отсутствуют.
(4) К вспомогательному оборудованию (выпрямители, вибрационные грохоты и водяные фильтры) не предъявляется никаких требований к фундаменту. Для удобства подключения к электросети выпрямитель можно поднять на 15–20 см над полом или платформой, в зависимости от ситуации.
(5) Опорные точки всех фундаментных болтов основного агрегата должны находиться в одной горизонтальной плоскости. Фундаментные болты следует затянуть как можно сильнее или закрепить сваркой; они не должны быть ослабленными. При сборке основного агрегата уплотнительные канавки между полумесяцевидными пластинами и верхними и нижними головками магнитных полюсов следует покрыть герметизирующим клеем или клеем на основе силиката натрия.
(6) Во время монтажа необходимо следить за тем, чтобы в магнитный сепаратор не попали железные опилки и посторонние включения.
13.5.2.2 Пробная эксплуатация магнитного сепаратора с высоким градиентом
Этапы пробной эксплуатации магнитного сепаратора с высоким градиентом следующие:
(1) Перед пробной эксплуатацией выведите выпускной патрубок подачи магнитного сепаратора SLon наружу, чтобы предотвратить попадание сварочного шлака и железной стружки в сепаратор; затем подайте воду и руду, убедитесь, что крупные частицы из трубопровода были вымыты, после чего верните выпускной патрубок обратно внутрь.
(2) После монтажа дайте установке поработать вхолостую в течение нескольких часов. Последовательность запуска следующая: подача воды, проверка целостности и герметичности всех трубопроводов охлаждающей воды, запуск кольца, запуск пульсации, запуск возбуждения и запуск вибрационного грохота. Через 1–2 часа, если никаких отклонений не наблюдается, временно остановите пульсацию, затем подайте руду и промывочную воду до тех пор, пока уровень жидкости в резервуаре не достигнет уровня перелива. Затем осторожно возобновите пульсацию (поскольку пульсационная нагрузка максимальна только тогда, когда уровень жидкости достигает поверхности перелива резервуара). Если по всей установке не наблюдается значительного раскачивания или вибрации, оборудование можно эксплуатировать в обычном режиме.
(3) В течение первых нескольких дней пробной эксплуатации каждые 2 часа проверяйте плотность затяжки магнитной матрицы. При обнаружении ослабления немедленно остановите машину, чтобы добавить дополнительную матрицу или затянуть болты. Впервые установленная матрица имеет склонность к ослаблению в первые несколько дней; после нескольких регулировок ситуация постепенно улучшится.
13.5.3 Эксплуатация магнитного сепаратора с высоким градиентом
13.5.3.1 Подготовка перед запуском
Подробности следующие:
(1) Проверьте, не ослаблена ли магнитная матрица, а также не сломаны ли и не отсутствуют ли штифты прижимного стержня. В случае матрицы стержневого типа проверьте, не ослаблены ли зажимные болты. При обнаружении какой-либо неисправности её следует устранить в первую очередь.
(2) Проверьте, нет ли вблизи вращающихся частей сепаратора случайных кусочков железа или другого мусора; при обнаружении удалите их.
13.5.3.2 Эксплуатационные параметры
К рабочим параметрам относятся: ток возбуждения (А), амплитуда пульсаций (мм), частота пульсаций (об/мин), расход шлама (м³/ч) и расход промывочной воды (м³/ч). Диапазоны регулировки этих параметров следует определять в соответствии с соответствующими требованиями к обогащению.
13.5.3.3 Последовательность действий
Подробности следующие:
(1) Запуск: Открыть клапан → Питание → Кольцо → Пульсация → Возбуждение → Вибрационный грохот → Подача руды.
(2) Остановка: Остановка подачи руды → Вибрационный грохот → Отключение возбуждения (через 2 мин) → Пульсация → Кольцо → Блок питания → Водяной клапан.
(3) Аварийная остановка: Отключить питание → Остановить подачу → Остановить работу остальных агрегатов.
После отключения питания при остановке установки она должна проработать в режиме холостого хода не менее 2 минут, чтобы вымыть из сепаратора скопившиеся материалы с сильными магнитными свойствами, после чего следует перекрыть подачу воды и остановить установку.
13.5.3.4 Меры предосторожности при эксплуатации
Подробности следующие:
(1) Остановка кольца во время подачи руды может легко привести к засорению матрицы; как правило, остановка кольца во время подачи не допускается. В экстренных случаях сначала необходимо отключить питание, а затем немедленно прекратить подачу. При остановке машины подача должна быть прекращена в любом случае.
(2) Один раз за смену проверяйте, не ослабла ли магнитная матрица, не сломаны ли и не отсутствуют ли штифты прижимного стержня, а в случае стержневой матрицы — не ослабли ли зажимные болты. При обнаружении любой неисправности немедленно остановите станок, чтобы предотвратить чрезмерный износ матрицы или заклинивание кольца.
(3) Регулярно проверяйте, находится ли уровень жидкости на одной высоте с поверхностью перелива резервуара для измерения уровня жидкости.
(4) Регулярно проверяйте, находится ли давление подачи воды в норме; давление охлаждающей воды для выпрямителя должно поддерживаться в пределах 0,03–1 МПа.
(5) Регулярно проверяйте, находятся ли расход и температура охлаждающей воды в пределах нормы; температура воды на выходе не должна превышать 70 °C.
(6) Регулярно проверяйте, нормально ли работают пульсирующий блок и кольцо, а также находятся ли напряжение и ток возбуждения в пределах требуемых значений.
(7) Если давление охлаждающей воды слишком низкое или в цепи возбуждения произошло короткое замыкание, устройство защиты выпрямителя автоматически отключит питание возбуждения и сработает звуковой сигнал тревоги. Если сигнал тревоги сработал во время работы, проверьте, не слишком ли низкое давление воды или не произошло ли короткое замыкание в цепи возбуждения. После устранения неисправности нажмите кнопку сброса и повторите возбуждение. Если проблему не удается устранить незамедлительно, машину следует остановить.
13.5.3.5 Основные факторы, влияющие на эффективность обогащения
Подробности следующие:
(1) Если уровень жидкости слишком низкий, пульсация теряет эффективность, что приводит к значительному снижению содержания в концентрате и повышению содержания в хвостах. К методам повышения уровня жидкости относятся: 1) слегка прикрыть клапан сброса хвостов; 2) увеличить скорость подачи сырья; 3) увеличить расход промывочной воды.
(2) Увеличение амплитуды или частоты пульсаций в определённых пределах может повысить содержание в концентрате, при этом коэффициент извлечения остаётся практически неизменным; однако чрезмерно высокая амплитуда или частота приведёт к увеличению содержания в хвостах.
(3) Чем выше напряженность магнитного поля, тем ниже содержание в хвостах, однако содержание в концентрате может незначительно снизиться.
(4) Если матрица забита или загрязнена, производительность обогатительной установки значительно снизится; её необходимо своевременно очищать.
13.5.3.6 График технического обслуживания и смазки
Подробности следующие:
(1) Регулярно очищайте корпус машины, чтобы поддерживать чистоту как самого корпуса, так и окружающего пространства.
(2) Зазоры воздухозаборников необходимо промывать один раз за смену, чтобы предотвратить их засорение.
(3) График смазки приведён в таблице 13‑7.
Таблица 13-7 Система смазки для магнитного сепаратора SLon и цилиндрического грохота
| Оборудование | Точки смазки | Схема смазки, номер детали | Количество точек смазки | Смазочное масло (добавляется полностью вручную) | Срок, в который необходимо провести дозаправку и замену масла | |
| имя | класс | |||||
| Магнитный сепаратор с высоким градиентом | Поворотный подшипник главного вала | 1 | 2 | масло | ZG-5 | Один месяц (продолжай) |
| Большие и малые шестерни | 2 | 1 | трансмиссионное масло | HL-30 | Один месяц (продолжай) | |
| Двигатель с вращающимся кольцом | 3 | 2 | масло | ZG-5 | Два года (замена масла) | |
| Редуктор с вращающимся кольцом | 4 | 1 | Моторное масло | № 40 | Шесть месяцев (замена масла) | |
| Коробка пульсационного хода | 5 | 1 | Моторное масло | Номер 40 | Три месяца (замена масла) | |
| Пульсирующий двигатель | 6 | 2 | масло | ZG-5 | Два года (замена масла) | |
Продолжение таблицы 13-7
| Оборудование | Точка смазки | Схема смазки, номер детали | Количество точек смазки | Смазочное масло (добавляется полностью вручную) | Срок, в который необходимо провести дозаправку и замену масла | |
| имя | класс | |||||
| Цилиндрический грохот | электродвигатель | 1 | 2 | масло | ZC-5 | Два года (замена масла) |
| редуктор | 2 | 1 | Моторное масло | № 40 | Шесть месяцев (замена масла) | |
| Большие и малые шестерни | 3 | 1 | трансмиссионное масло | HL-30 | Один месяц (продолжай) | |
| Поверхность опорного ролика цилиндра | 4 | 2 | масло | ZG-5 | Одна неделя (ну же) | |
| Упрощённый роликовый подшипник | 4 | 4 | масло | ZG-5 | Полгода (замена масла) | |
Техническое обслуживание магнитного сепаратора с высоким градиентом
13.5.4.1 Основной агрегат
Подробности следующие:
(1) Подшипники главного вала вращающегося кольца. Главный вал оснащен водяным уплотнением, предотвращающим попадание шлама и воды в корпуса подшипников. Вал вращается с очень низкой скоростью, поэтому износ подшипников минимален. При условии, что каждый месяц в каждый корпус подшипника добавляется по одной чашке смазки, срок службы подшипников может достигать нескольких лет. Однако если смазка не осуществляется регулярно и подшипники работают без смазки, их срок службы значительно сокращается, а замена подшипников также сопряжена с большими трудностями.
(2) Ведущие шестерни вращающегося кольца. Как большая, так и малая ведущие шестерни вращающегося кольца изготовлены из высококачественной стали. При монтаже редуктора следует уделить особое внимание регулировке зазора в зацеплении шестерен. Если обнаружится, что шестерни недостаточно смазаны, или если наблюдается зацепление у корней зубьев, необходимо отрегулировать зазор в зацеплении. При правильном зазоре и смазке срок службы зубчатых колес может достигать нескольких лет. Зубчатое масло следует доливать один раз в месяц.
(3) Вращающееся кольцо. Необходимо регулярно проверять, не ослабла ли магнитная матрица и не выпали ли штифты прижимного стержня. В случае матрицы штифтового типа следует регулярно проверять, не ослабли ли зажимные болты. Ослабленная матрица может легко привести к поломке сита и заклиниванию кольца, а отсутствие штифтов или болтов также может вызвать заклинивание кольца. Проводите осмотр 1–2 раза в день и своевременно устраняйте любые проблемы, чтобы избежать заклинивания кольца и поломки сита.
Чтобы предотвратить повреждение оборудования вследствие заклинивания кольца, клиновой ремень, соединяющий кольцевой двигатель с редуктором, не должен быть слишком натянут; в случае заклинивания ремень должен иметь возможность проскальзывать, что позволит защитить другие важные узлы.
(4) Пульсирующая часть.
(5) Клапан сброса хвостов. Клапан отвода шлама магнитного сепаратора SLon должен одновременно регулировать расход и выдерживать пульсирующие удары шлама, поэтому он изнашивается относительно быстро. Срок службы обычных промышленных клапанов составляет всего 1–3 месяца. По этой причине производитель разработал специально сконструированный износостойкий клапан регулирования расхода, срок службы которого примерно в десять раз превышает срок службы обычных клапанов.
13.5.4.2 Выпрямитель
Первичная обмотка трансформатора, расположенного под выпрямителем, должна оставаться сухой. Поэтому следует регулярно проверять все резиновые шланги и их соединения на предмет утечки воды; в случае обнаружения утечки её необходимо незамедлительно устранить. Если первичная обмотка намокла, её следует просушить на воздухе или с помощью вентилятора, после чего ток возбуждения необходимо установить в нижнем диапазоне. Верхний диапазон можно использовать только после полного высыхания обмотки.
13.5.4.3 Вибрационный грохот
Подробности следующие:
(1) Регулярно проверяйте, вращается ли нижний опорный ролик; верхний опорный ролик не обязательно должен вращаться. Нижний опорный ролик поддерживает вес вибрационного грохота, а верхний опорный ролик предотвращает повреждение зубчатых колес при перегрузке грохота. В более новых конструкциях верхний опорный ролик был исключен.
(2) Регулярно наносить смазку во все точки смазки.
(3) Регулярно проверяйте, не забилась ли сетка фильтра; если она забилась, прочистите её, постучав по ней резиновым шлангом, или замените сетку.
English English 
Spanish
Russian
Arabic
Swahili
French
Turkish
Portuguese
Korean
Japanese
German
Italian