Л.Н. Меркушева Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых

10

Лабораторная работа 3

Изучение работы трубчатого магнитного анализатора

Цель работы. Определение возможных результатов обогащения слабомагнитных руд в сильно концентрированном поле.

Описание конструкции и принцип действия анализатора

Схема анализатора приведена на рис. 3.1.

3	2
	6
	4
	7

1

5

Рис. 3.1. Схема трубчатого магнитного анализатора:

1 – сердечник; 2 – катушки; 3 – электродвигатель; 4 – червячная шестерня; 5 – стеклянная трубка; 6 - шатун; 7 – валик

11

Магнитная система состоит из сердечника 1, выполненного в форме скобы из стали сечением 90 х 60 мм. На скобе укреплены 12 катушек 2 электромагнита.

Движение от электродвигателя 3 передается через валик 7, соединенный с электродвигателем посредством муфты на червяк 4.

Червячная шестерня 4 является одновременно кривошипом шатунного механизма. Через шатун 6 каретка получает возвратнопоступательные движения. Стеклянная трубка 5 закреплена в обойме, связанной с кареткой. В винтообразный паз, имеющийся в обойме, входит неподвижный штырь, который при возвратно-поступательном движении каретки заставляет обойму, а следовательно, и трубку поворачиваться на некоторый угол вокруг своей оси.

Электродвигатель, червячная пара, кривошипно-шатунный механизм, стеклянная трубка с обоймой и каретка монтируются на балках, связанных кронштейнами.

Угол наклона трубки к горизонту может регулироваться в преде-

лах 0 – 4о.

Для предохранения катушек от пробоя ЭДС самоиндукции катушки зашунтированы сопротивлением 400 Ом.

Процесс разделения материала по магнитным свойствам происходит в поле электромагнита, где образуется магнитная щетка из магнитных частиц. Сквозь эту щетку пропускают воду, вымывающую немагнитные частицы. Процессу удаления немагнитных частиц способствует возвратно-поступательное движение стеклянной трубки.

Технические характеристики анализатора

1.Напряженность магнитного поля в центре между полюсными наконечниками показана в табл. 3.1.

	Таблица 3.1
Ток в обмотке, А	Напряженность, Н
1,0	280
2,0	590
3,25	1000
4,0	1230
5,0	1520

12

2.Зазор между полюсами – 52 мм.

3.Диаметр стеклянной трубки – 50 мм.

4.Допустимый ток в обмотке анализатора – 5 А.

5.Максимальная величина навески – 20 г.

6.Номинальная потребляемая мощность обмотки – 300 Вт.

7.Данные электродвигателя: тип - ДТ-75; мощность – 0,075 кВт; число оборотов – 2800 об/мин.

Оборудование и материалы: трубчатый магнитный анализатор, стеклянная трубка диаметром 50 мм, пробы материала, весы, разновесы, воронка, емкости, фильтровальная установка, бинокулярная лупа.

Задание

Опыт проводят при трех заданных преподавателем значениях тока намагничивания.

По данным таблицы строят графики, делают выводы о влиянии напряженности на качество магнитного и немагнитного продукта. Полученные результаты сравнивают с результатами на сепараторе 138-Б-СЭ. Делают выводы по работе.

Содержание магнитной фракции в продуктах обогащения определяют подсчетом зерен магнетита (темные) и кварца (светлые) из отобранных представительных проб в поле зрения бинокулярной лупы.

Порядок выполнения работы

1.С помощью зажима резиновую трубку перекрывают.

2.В отверстие 6 через воронку в стеклянную трубку заливают воду до уровня центров полюсных наконечников.

3.Поворотом рукоятки выпрямителя вправо подают напряжение (при этом загорается сигнальная лампочка).

4.Рукояткой автотрансформатора на выпрямителе плавно повыша-

ют напряжение до получения заданного значения тока.

5Через воронку в отверстие стеклянной трубки осторожно загружают навеску исследуемого материала.

6.Производят смыв водой частиц, оказавшихся на внутренней стороне стенок трубки и воронки, добавляют воду на 10-15 см выше полюсных наконечников.

13

7.Нажимают кнопку пуска двигателя кривошипно-шатунного механизма, трубка совершает возвратно-поступательные движения. По истечении заданного времени двигатель останавливают.

8.После остановки двигателя, не снимая напряжения постоянного тока, освобождают от зажима резиновую трубку и выпускают немагнитную фракцию в чистый сосуд.

9.Отключив магнитную систему анализатора (для этого рукояткой автотрансформатора на выпрямителе убирают ток до нуля и поворотом рукоятки влево снимают напряжение), разгружают магнитную фракцию из трубки анализатора в другую емкость.

10.Полученные продукты обезвоживают на фильтровальной установке, высушивают и взвешивают. Результаты опыта заносят в табл. 3.2

							Таблица 3.2
Ток	Напряженность,		Выход		Содержание
намаг		Н	магнитной		магнитной фракции		Извлечение,
ничи-			фракции
вания,					в	в магнит-	%
А	Э	А/м	г	%		ном про-
					исходном
						дукте
1	2	3	4	5	6	7	8

14

Лабораторная работа № 4

Определение магнитной восприимчивости

Цель работы. Ознакомиться с методикой определения магнитной восприимчивости минералов и руд методом Гюи.

Описание и принцип действия установки для определения магнитной восприимчивости

Схема установки приведена на рис. 4.1.

1

2
Переключатель
3	○	о
о		о

4 / А

○ ○ Источник

○○ ○ ○ постоян-

ного тока l1 = l2

Рис. 4.1. Установка Гюи

Метод Гюи позволяет определить восприимчивость как слабо и сильномагнитных минералов. Метод основан на измерении силы, действующей на образец, который в виде порошка упакован в цилиндр, один конец которого помещен в сильное однородное поля напряженностью Н, а другой - в более слабое однородное поле напряженностью Н1.

Сила притяжения Fм, втягивающая цилиндр внутрь катушки с сильным однородным полем Н (при достаточно большой длине цилиндра Н1), определяется выражением

где

где

		15
	Fм = ∆Р −	Мо χ Р	Н2 2,	(4.1)
		2l

∆Р – кажущееся увеличение массы образца в магнитном поле; Мо – магнитная проницаемость среды; χ – магнитная восприимчивость; Р – масса образца; Н – напряженность поля.

Отсюда	∆P
χ = α		,	(4.2)
	P

	α =	2l
		МоН	2 – величина постоянная для данного опыта.

Таким образом, определение χ сводится к измерению кажущегося увеличения массы эталона и образца в магнитном поле (Роб и Рот).

Магнитное поле установки создается цилиндрической катушкой, в средней части которой вдоль оси близко к однородному. Стеклянная трубка с образцом 3 размещается вдоль оси катушки и верхним концом подвешивается на стеклянной нити на одно плечо весов 1, экранированных от магнита металлической немагнитной пластиной 2. Нижний конец трубки находится в сильном поле, а верхний – на расстоянии 200-250 мм от катушки, где Н1 = 0.

Вначале на стеклянную нить подвешивают эталон и находят Р для эталона с известной магнитной восприимчивостью, затем определяют Р образца и вычисляют магнитную восприимчивость образца по выражению

		χоб = χэт Pэт ∆Pоб , смз/г	(4.3)
		Роб ∆Рэт
где χоб	–	магнитная восприимчивость;
Роб	–	масса образца, г;
∆Роб – кажущееся приращение массы образца, г;
Рэт	–	масса эталона г;
∆ Рэт –		кажущееся приращение массы эталона, г.
χэт – магнитная восприимчивость эталона.

16

Оборудование и материалы: установка Гюи, образцы материала, весы и разновесы, эталон.

Задание

Определить магнитную восприимчивость образцов состава :

1.Магнетит – кварц (30% - 70%).

2.Магнетит – кварц (50% - 50%).

3.Магнетит – кварц (70% - 30%).

4.Магнетит крупностью менее 50 микрометров.

Порядок выполнения работы

1.Выбирают эталон для определения χ.

2.Подготавливают образцы, представляющие собой смесь магнетита и кварца различной крупности и в различных пропорциях.

3.Эталон и образцы засыпают в стеклянные трубки до метки.

4.Взвешивают массу эталона.

5.Включают поле заданной напряженности и определяют кажущееся приращение массы эталона.

6.Определяют массу образца (при отключенном поле).

7.Включают поле и находят кажущееся приращение массы образца.

8.Взвешивание проводят троекратно и определяют среднеарифметические показатели массы и приращения массы.

9.Магнитную восприимчивость образца вычисляют по формуле

4.3.

10.Результаты заносят в табл. 4.1 и делают выводы по работе.

				Таблица 4.1
Наименование	χ эталона,	Масса, г	Приращение	χ образца,
	см3/г		массы, г	см3/г
Эталон
Образец 1
Образец 2
Образец 3

17

Лабораторная работа № 5

Разделение минералов по электропроводности в поле коронного разряда

Цель работы. Определить влияние различных факторов на процесс сепарации в поле коронного разряда.

Описание и принцип действия сепаратора для разделения руд в поле коронного разряда

Схема сепаратора представлена на рис. 5.1.

Исходный

8

о

- V

1 2

3

4 о	9
	о

7

65

оо

Д пп п

Рис. 5.1. Схема сепаратора для обогащения руд в зоне коронного разряда

Сепаратор состоит из коронирующего электрода 2, осадительного 3 и отклоняющего 4 электродов. Коронирующий и отклоняющий электроды имеют отрицательный заряд, осадительный электрод 2 и 4 по отношению к осадительному электроду можно менять ручками 8 и 9.

18

Исходный материал вибропитателем подается тонким слоем на осадительный электрод. Вращающийся осадительный электрод транспортирует материал в зону действия электрического поля коронного разряда, где каждая частица приобретает заряд, знак которого соответствует знаку короны. Частица проводника, выйдя из зоны действия коронного разряда, тут же отдает свой остаточный заряд осадительному электрону. Сила притяжения между ними исчезает, и под влиянием центробежных сил проводники сбрасываются с барабана. Частицы с меньшей электропроводностью отдают свой заряд медленнее и отрываются от осадительного электрода позже, а те, которые не успевают разрядиться за один оборот осадительного электрода, счищаются с него щеткой. Чтобы увеличить угол веера, установлен отклоняющий электрод, который создает силу, притягивающую проводники, но не удерживает на себе частицы, т.к. эта сила меньше силы тяжести частиц.

При помощи отсекателей 5 и 6 веер частиц разделяется на 3 фракции: проводники, непроводники и диэлектрики.

Оборудование и материалы: сепаратор, пробы материала, весы, разновесы.

Задание

Определить эффективность сепарации при 3-х различных режимах. Сделать выводы по работе.

Порядок выполнения работы

1.Пробу материала массой 200 грамм помещают в приемный бункер сепаратора.

2.Включают кнопку «сеть».

3.Включают вращение осадительного электрода.

4.Подают напряжение на коронирующий электрод, затем на отклоняющий.

5.Подают вибрации на вибропитатель и открывают бункер сепаратора.

6.Режим сепарации: напряжение на коронирующем и отклоняющем электродах, частота вращения осадительного электрода, положение отсекателей 5 и 6 и положение ручек 8 и 9 – задается преподавателем.

19

7. Когда процесс сепарации завершается, определяют выходы продуктов и по заданному содержанию в продуктах полезного компонента определяют эффективность процесса.

8.Режим сепарации меняют и опыт повторяют вновь, используя ту же пробу. Результаты опыта заносят в табл. 5.1.