5.3. Магнитная сепарация мелкого и тонкого магнитного материала.

Сепарация материала крупностью меньше 100 ÷ 74 мкм может осуществляться только в высокоградиентных магнитных сепараторах. В этих сепараторах между полюсами электромагнита вращается ротор, разделенный на отдельные секции. Каждая секция заполнена ферромагнитными телами с малым радиусом кривизны - пакетом с тонкими стальными сетками, стальными шариками пр. Диаметр проволоки, из которой изготовлены сетки, составляет от 1 до 3 мм максимум.

Так как магнитная сила поля находится в гиперболической зависимости от диаметра ферромагнитных тел, то при наложении магнитного поля на поверхности проволок сеток создается весьма высокий градиент напряженности. При этом создается магнитная сила, в 10 ÷ 100 раз превышающая магнитную силу поля в замкнутой магнитной системе. Глубина рабочей зоны значительно сокращается, и, таким образом, создаются условия для закрепления тонких слабомагнитных частиц. При вращении секторы ротора поочередно выходят из магнитного поля и слабомагнитные частицы смываются водой.

6. Характеристика сил при разделении минералов в магнитных полях при сухом и мокром обогащении. Уравнения динамики движения частиц в магнитных полях сепараторов.

6.1. Изучение динамики движения руды и пульпы в сепараторах позволяет:

1) определить оптимальную величину магнитной силы для выделения магнитного минерала в магнитную фракцию;

2) определить конструктивные параметры сепаратора: диаметр барабана или валка, число оборотов и т.п.;

3) проводить магнитную сепарацию с оптимальными технико-экономическими показателями.

Для того, чтобы процесс магнитной сепарации протекал эффективно, необходимо, чтобы магнитная сила, действующая на магнитную частицу, превышала сумму механических сил, действующих на эту же частицу.

6.2. Движение частиц в сепараторах с верхним питанием.

Сепаратор называется сепаратором с верхним питанием, если магнитная сила и сила тяжести или ее составляющая (нормальная) совпадают по направлению.

Для магнитных сепараторов с верхним питанием необходимо, чтобы

, [Н/кг], где: (6.2.1)

F_M – удельная магнитная сила, необходимая для извлечения магнитных частиц при криволинейном движении и отсутствии скольжения [Н/кг];

α_м- содержание магнитных частиц в исходном питании [доли единицы];

v – окружная скорость вращения барабана или валка, [м/сек];

R – радиус барабана или валка, [м];

d – размер магнитной частицы, [м];

g – ускорение свободного падения, [м/сек²];

ά – угол между вертикалью и радиусом, проведенным из центра барабана к частице.

Формула максимальной окружной скорости вращения барабана или валка при операции выделения хвостов (ά = 90⁰), имеет следующий вид:

, [м/сек] (6.2.2)

при операциях выделения концентрата (ά = 180⁰)

, [м/сек] (6.2.3)

Скорость вращения барабана или валка на операции выделения концентрата больше на некоторую величину, зависящую от .

Угол отделения немагнитных частиц от поверхности барабана или валка

(6.2.4)

для мелких частиц в пределе и, следовательно,