Сила сопротивления среды, в зависимости от крупности частиц, определяемая по законам Стокса, Аллена, Риттингера.
В приведенных формулах: m – масса частицы, кг; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2; v – скорость вращения барабана сепаратора или движения частицы по криволинейной поверхности, м/с; R – радиус барабана или криволинейной поверхности, м; d – диаметр частицы, м; r1 и r2 – радиусы частиц, м; А – коэффициент, учитывающий площадь соприкосновения частиц, их влажность и др.; σ – поверхностное натяжение частиц на границе их раздела с окружающей средой (воздухом), Н/м.
Сила тяжести и магнитная сила действуют в одном направлении на разделяемые частицы в сепараторах с верхней подачей продукта. В аппаратах с движением материала под магнитной системой (нижняя подача) извлечение частиц в магнитную фракцию будет при условии, что магнитная сила FM больше силы тяжести Fg. Центробежная сила стремится оторвать частицу от барабана сепаратора с верхней подачей и также конкурирует с магнитной. Силы адгезии имеют большое значение при сепарации мелкодробленых продуктов. Немагнитные пылевидные частицы прилипают к магнитным и к транспортирующей поверхности, попадая с ними в магнитный продукт, значительно ухудшают качество концентрата. Для борьбы с этим явлением сепарацию мелкодробленых продуктов осуществляют в центробежном режиме (повышенные скорости вращения барабанов сепараторов), дополнительно применяя аспирационные системы для удаления пылевидных частиц. Сила сопротивления среды значимо не влияет на процесс разделения при сухом способе обогащения, так как плотность воздуха (1,23 кг/м3) значительно меньше плотности разделяемых материалов, хотя с уменьшением крупности частиц ее влияние на процесс возрастает. В большей степени сила сопротивления среды проявляется при обогащении в водной среде (мокрая сепарация).
Для разделения магнитных и немагнитных частиц в магнитном поле сепаратора магнитная сила FM, действующая на магнитные частицы, должна превышать равнодействующую всех механических сил ΣFмех, направленную противоположно FM, а магнитная сила FM, действующая на немагнитные частицы, должна быть меньше ΣFмех. Для анализа процесса разделения магнитных и немагнитных частиц в магнитном поле необходимо уметь определять магнитную и механические силы, действующие на частицы различной крупности и с разными физическими свойствами.
Среди многообразия процессов магнитной сепарации можно выделить шесть основных способов магнитного разделения. Первые три способа относятся к чисто магнитному обогащению, когда разделение осуществляется под действием магнитной силы по магнитным свойствам. При четвертом способе разделение осуществляется по магнитным свойствам, но без создания магнитной силы. При пятом и шестом способах магнитная сила создает условия для разделения частиц по другим физическим свойствам (плотности, электрической проводимости). Рассмотрим способы магнитной сепарации.
1. Сепарация путем удерживания магнитных частиц на транспортирующей поверхности (барабане, валке и др.). Данный способ реализуется в сепараторах (барабанных, валковых, роликовых и др.) с верхней подачей исходного материала. Широкое распространение получила предварительная сухая магнитная сепарация крупнокусковых железных руд с целью удаления пустой породы (барабанные сепараторы). Роликовые и валковые сепараторы применяются реже (для обогащения слабомагнитных руд).
Способ осуществляется следующим образом (рис. 2.1, а). Исходные частицы попадают на барабан 1 и транспортируются им в зону разделения, ограниченную областью действия (сектором) магнитной системы 2. Немагнитные частицы под действием механических сил отрываются от барабана раньше, чем магнитные, и попадают в свой приемник. Магнитные частицы притягиваются к магнитной системе и транспортируются барабаном до края магнитной системы, после чего они отрываются и попадают в свой приемник.
Сепарация путем извлечения или отклонения магнитных частиц из движущегося потока материала. Данный способ реализуется в сепараторах (барабанных, валковых, роликовых и др.) с нижней (реже боковой) подачей исходного материала. Наибольшее распространение получила мокрая магнитная сепарация измельченных железных руд (барабанные сепараторы). Роликовые и валковые сепараторы применяются реже (для обогащения слабомагнитных руд).
Способ осуществляется следующим образом (рис. 2.1, б). Исходные частицы транспортируются в зону разделения, ограниченную областью действия (сектором) магнитной системы 2. Немагнитные частицы движутся под барабаном 1, не изменяют траекторию под действием магнитной силы и попадают в свой приемник. Магнитные частицы извлекаются из исходного потока материала, притягиваются к магнитной системе и транспортируются барабаном до края магнитной системы, после чего они отрываются и попадают в свой приемник
Сепарация путем магнитного осаждения частиц на поверхность носителей (ферромагнитных тел). Данный способ реализуется в высокоградиентных сепараторах. Наибольшее распространение получила мокрая высокоградиентная магнитная сепарация тонкоизмельченных слабомагпитных материалов.
Способ осуществляется следующим образом (рис. 2.1, в). При нахождении рабочей матрицы сепаратора 2 между полюсами магнитной системы 1 в нее подается исходный продукт. Пульпа исходного материала проходит сквозь слой намагниченных под действием внешнего магнитного поля ферромагнитных тел 3. Слабомагнитные частицы притягиваются к ферромагнитным телам, например шарам, а остальные частицы (немагнитные) удаляются потоком воды. После удаления немагнитных частиц рабочая матрица сепаратора выводится из зоны действия внешнего магнитного поля, и осуществляется удаление слабомагнитных частиц потоком воды.
Магнитометрическая сортировка зернистых материалов. Данный способ реализуется в радиометрических (магнитометрических) сепараторах, чаще в режиме покусковой сортировки для предварительного обогащения. Магнитометрическая сортировка не получила широкого распространения.
Способ осуществляется следующим образом (рис. 2.1, г). Частицы исходного продукта транспортируются конвейером 1 и проходят под электромагнитным индукционным датчиком 2, срабатывающим от собственного или наведенного магнитного поля частиц. Сигнал от датчика поступает в блок обработки информации и принятия решения 3, который определяет «качество» частицы и дает команду исполнительному механизму 4 на направление этой частицы в соответствующий приемник.
Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 544;