Обогатительные процессы. Магнитные и электрические методы обогащения (стр. 3 )

Для этой точки Р = 12,05г, Н = 2000г, Р = 3,979г.

Подставим значения в формулу (1.6)

Лабораторная работа № 2

Исследование на обогатимость магнитным методом сильно-

и слабомагнитных руд на соответствующих анализаторах

с построением кривых обогатимости

ВВЕДЕНИЕ

Магнитным анализом определяют содержание магнитных фракций в рудах и их магнитные свойства, магнитную восприимчивость и др. Магнитный анализ производят при испытаниях руды на обогатимость: для технологической оценки рудных месторождений, для контроля работы магнитных сепараторов и магнитообогатительных фабрик.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомить студентов с методикой исследования руд и материалов на обогатимость на магнитных анализаторах 25Т-СЭМ и УЭМ-1Т.

2.1. МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ СИЛЬНОМАГНИТНЫХ РУД

НА АНАЛИЗАТОРЕ 25Т-СЭМ

Трубчатый анализатор 25Т-СЭМ предназначен для мокрого разделения сильномагнитных материалов на ряд фракций при разной напряженности магнитного поля.

КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА. Анализатор состоит из наклонной трубки, помещенной между полюсами электромагнитной скобы под углом 30–40 °. Трубка приводится в возвратно-поступательное движение с помощью электродвигателя и встряхивателя. Анализатор оборудован питающим и расходным шлангами, емкостями для продуктов анализа. Питание катушек электромагнита постоянным током осуществляется от выпрямителя ВСА-5А. Принцип действия прибора основан на разделении порошковых проб сильномагнитных материалов, с различной восприимчивостью на фракции при помощью магнитного поля в водной среде. При прохождении исследуемого материала по трубке анализатора частицы, обладающие магнитными свойствами, удерживаются магнитным полем у полюсов магнитной системы, а немагнитная фракция выносится из трубки водой. После отключения электрического тока, питающего электромагнит, магнитную фракцию смывают в соответствующий приемник.

МЕТОДИКА РАБОТЫ С ПРИБОРОМ. Регулировка силы тока и соответственно напряженности магнитного поля осуществляется путем вращения ручки автотрансформатора, расположенной на корпусе выпрямителя. Работа выполняется при следующих значениях тока: 0,25; 0,5; 0,75; 1,25А, напряженность магнитного поля принимает при этом соответственно значения: 300, 600, 900, 1500 Э.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Материалом для исследований является магнетитовая руда или искусственная смесь магнетита с кварцем крупностью –1... + 0,1 мм. Масса навески для опыта равна не более 50 г.

1. Включив электродвигатель, привести в движение трубку анализатора. Наполнить трубку водой и регулировать подачу воды таким образом, чтобы обеспечить заданный расход воды через расходный шланг (1 л/мин). При проведении анализа уровень воды в трубке необходимо поддерживать постоянным (100–150 мм выше полюсных наконечников).

2. Установить необходимую силу тока в обмотке катушек анализатора (магнитный анализ начинают с выделения наиболее сильномагнитной фракции, т. е. при минимальной силе тока l = 0,25 А).

3. Исходный материал равномерно загрузить в трубку и продолжать подавать промывную воду до тех пор, пока будет идти мутный слив.

4. По окончании промывки магнитной фракции трубку останавливают, сливают из нее воду, выключают ток из обмоток электромагнита и смывают магнитную фракцию из трубки в соответствующий приемник. Полученную магнитную фракцию сушат и взвешивают. Немагнитную фракцию вновь подвергают магнитному разделению на анализаторе при большой силе тока (10,5А). Порядок работы такой же, как и в первом случае. Полученную магнитную фракцию сушат и взвешивают, а немагнитную подвергают дальнейшему анализу при силе тока l = 0,75А и l = 1,25А. Полученные при этом две магнитных фракций и одну немагнитную сушат и взвешивают.

5. Каждая фракция подвергается химическому анализу для определения содержания железа в ней (в отдельных случаях оно задается преподавателем).

6. Для всех продуктов анализа рассчитывают выход и извлечения железа.

7. Для каждой величины силы тока, зная выход, извлечение и содержание железа в отдельных фракциях, рассчитывают суммарные данные по магнитной и немагнитной фракциям.

Результаты расчетов сводят в таблицу.

8. По данным магнитного анализа на одном графике строят кривые обогатимости.

2.2. МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ СЛАБОМАГНИТНЫХ РУД

НА АНАЛИЗАТОРЕ УЭМ-1Т

Анализатор УЭМ-1Т предназначен для сухого разделения слабомагнитных материалов на ряд фракций при разной напряженности магнитного поля.

КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА. Основными узлами прибора являются: электромагнит, автотрансформатор с выпрямителем, сменные полюсные наконечники, педаль включения электромагнита.

Электромагнит с источником питания размещён в корпусе. На переднюю педаль корпуса выведен амперметр, индикаторная лампочка, тумблер включения питания.

На передней педали панели к выступам сердечников электромагнита винтами крепятся полюсные наконечники.

На левой боковой стороне корпуса расположены штепсельные колодки для включения прибора в сеть и колодка педали включения.

На верхней стенке корпуса расположена ручка управления автотрансформатором.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРИБОРА. Принцип действия прибора основан на разделении порошковых проб, горных пород с различной восприимчивостью на фракции с помощью электромагнитного поля.

Частицы исследуемого образца, обладающие магнитными свойствами прилипаютк полюсным наконечникам в момент прохождения тока через обмотки электромагнита. После снятия напряжения частицы вещества, осевшие на полюсных наконечниках, опадают и могут быть собраны в специальную посуду.

МЕТОДИКА РАБОТЫ С ПРИБОРОМ. Для выделения слабомагнитных и среднемагнитных минералов применяются клиновидные полюсные наконечники. Между лезвиями полюсных наконечников при затворе 2,5 мм может быть получена напряженность магнитного поля от 0 до2183кА/м (27500 Э). Величина напряженности между полюсными наконечниками может быть определена при помощи выносного вольтметра со шкалой от 50 до 200В по графику.

Напряжение меняется вращением ручки автотрансформатора, при этом необходимо следить, чтобы ток не превышал 2,5.

ПОРЯДОК ПРВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Материалом для исследования являются искусственные смеси минералов, руда и продукты обогащения, содержащие слабомагнитные минералы.

1. Устанавливают затвор между полюсами 1–2 мм.

2. Пробу насыпают на стеклянную пластинку ровным слоем толщиной не более 1–2 мм. Тумблер ставят в положение «вкл.», или же включают ток ножной педалью. Устанавливают определенное значение тока или напряжение, вращая рукоятку автотрансформатора.

3. Пластинку с пробой подносят к рабочему зазору полюсных наконечников и, перемещая ее в горизонтальном направлении, последовательно обрабатывают все участки поверхности пластины. Зерна магнитных минералов притягиваются к полюсам.

4. Под полюсные наконечники подставляют чашечку и выключают тумблером или педалью питание прибора. Притянутые наконечниками зерна минералов упадут в чашечку. Операцию разделения повторяют несколько раз до тех пор, пока полюсные наконечники не перестанут притягивать частицы минералов. После выделения каждой порции полюсные наконечники очищают мягкой кисточкой.

5. Полученные магнитную и немагнитную фракции взвешивают и находят выход в %.

В настоящей работе провести анализ образцов по указанию преподавателя при следующих значениях напряжённости поля:

95кА/м1200 Э; 762кА/м = 9600 Э; 1333кА/м = 16800 Э; 1715кА/м = 21600 Э; 1904кА/м = 2400 Э.

Для этого необходимо взять пять навесок исследуемого материала по 10 г каждой, разделить при указанных выше значениях магнитного поля на магнитную и немагнитную фракции. Продукты разделения взвесить с точностью до 0,1, определить выход продуктов в процентах.

6. Каждая фракция подвергается химическому анализу для определения содержания железа в них (в отдельных случаях оно задается преподавателем).

7. Для всех продуктов анализа рассчитывают извлечения. Для каждой величины силы тока, зная выход, извлечение и содержание железа в отдельных фракциях, рассчитывают суммарные данные по магнитной и немагнитной фракциям. Результаты расчетов также сводят в таблицу.

8. По данным магнитного анализа на одном графике строят кривые обогатимости.

Лабораторная работа № 3

Изучение работы лабораторного полиградиентного

сепаратора

ВВЕДЕНИЕ

Суть процесса полиградиентной сепарации состоит в извлечении слабомагнитных минералов при прохождении пульпы через слой намагниченных ферромагнитных тел (полиградиентную среду). В точках контакта между последними возникают участки магнитного поля с трехмерной неоднородностью и соответственно с большим градиентом, к которым притягиваются частицы даже слабомагнитных минералов, а остальные удаляются водой или воздухом из слоя ферромагнитныхт тел. В качестве полиградиентной среды, вводимой в межполюсной зазор, применяются рифленые пластины, стержни, сетки, железопластмассовые композиции. Полиградиентная среда, независимо от ее типа и формы, изготавливается из материалов с высокой магнитной проницаемостью, низкой остаточной индукцией, высокой коррозионно - и износостойкостью.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомить студентов с конструкцией лабораторного полиградиентного сепаратора, с основными параметрами, определяющими его работу.

КОНСТРУКЦИЯ СЕПАРАТОРА. Лабораторный полиградиентный сепаратор состоит из электромагнитной скобы, сепарационной камеры, заполненной полиградиентной средой (шарами). Сепаратор питается постоянным током от выпрямителя ВСА-5.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СЕПАРАТОРА. Исходный материал в виде пульпы подается в сепарационную камеру, заполненную шарами после включения электромагнитной скобы. Немагнитные частицы профильтровываются через слой шаров и поступают в приемник для немагнитного продукта. Магнитные частицы удерживаются магнитной силой в каналах между шарами и после отключения электромагнитной скобы смываются в соответствующий приемник.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Для проведения работы необходимо приготовить четыре навески искусственной смеси из гематита – 30 % и кварца – 70 % весом 50 граммов каждая. Навески разбавляют водой до соотношения т:ж = 1:3.

1. Сепаратор приводится в рабочее состояние. Для этого необходимо:

а) заполнить камеру шарами диаметром 10 мм;

б) в электромагнитную скобу подать питание от выпрямителя ВСА-5. Установить ток 10 А.

2. Приготовленную навеску материала тщательно перемешать и пропустить через слой шаров.

3. Не снимая напряжение с электромагнитной скобы, промыть с помощью груши для удаления случайно задержавшиеся в слое шаров немагнитных частиц.

4. Отключить питание сепаратора и вынуть камеру из межполюсного зазора. Отмыть шары от магнитной фракции.

5. Для оценки содержания гематита и кварца в продуктах обогащения, магнитную и немагнитную фракции подвергать ситовому анализу на сите 0,074 мм. Класс –0,074 мм характеризует содержание гематита, а класс + 0,074 мм – содержание кварца в продуктах обогащения. Полученные фракции сушат и взвешивают. По результатам взвешивания рассчитывают выход фракций, содержание и извлечение в них гематита.

6. Вышеописанным способом проводят сепарацию трех оставшихся навесок на шарах диаметром 8, 6, 4 мм при неизменной силе тока: 10 А. Ситовой анализ и расчет показателей обогащения проводят, как в первом случае. Результаты расчетов проводят, как в первом случае.

7. По результатам опытов строят графики зависимости где – диаметр шара.

8. Извлечение гематита рассчитывают по формуле:

,

где – содержание гематита в исходной руде, %;

– содержание гематита в концентрате, %;

– выход концентрата, %.

9. Эффективность разделения для каждого опыта рассчитывают по формуле:

h=

Лабораторная работа № 4

Исследование магнитной системы сепараторов ПБМ

для сильномагнитных руд

ВВЕДЕНИЕ

Для увеличения технологической и экономической эффективности магнитной сепарации смеси частиц с заданными магнитными свойствами необходимо знать магнитную силу, действующую в рабочем пространстве сепаратора, ее пространственное распределение в нем, а также степень насыщения различных участков магнитопровода. Для определения этих величин необходимо измерить напряженность магнитного поля и магнитные потоки исследуемой системы.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: обучить студентов методике определения напряженности магнитного поля и магнитных потоков с помощью флюксметра и гауссметра, а также методике расчета магнитной силы и построения картины магнитного поля открытой системы ПБМ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Флюксметр (милливеберметр) – это магнитоэлектрический прибор, который обычно применяют для измерения напряженности магнитного поля. Устройство флюксметр основано на принципе баллистического измерения количества электричества, протекаемого по обмотке подвижной рамки флюксметра. Рамка, обладающая большим моментом инерции, как и в гальванометре, помещается в зазоре между полюсами магнита и цилиндром из мягкого железа. Рамка подвешена на тонкой коконовой нити, в которой отсутствует упругое закручивание. При протекании по обмотке рамки некоторого количества электричества рамка вследствие электродинамического воздействия тока с магнитным полем склоняется и в этом положении может пребывать достаточно долгое время. С рамкой флюксметра скреплена легкая стрелка, которая, перемещается по шкале, градуированной в эрстедах и милливеберах. Цена деления 10 000 мкс виток – 0,1 мВб в секунду, или 10 мВб, при измерительной катушке, имеющей 1 виток.

Для измерения напряженности магнитного поля в рабочей зоне сепаратора к зажимам флюксметра подключают измерительную катушку (зонд) соответствующей чувствительности в зависимости от величины напряженности магнитного поля сепаратора.

Сопротивление измерительной катушки желательно иметь как можно меньше и во всяком случае оно не должно превышать 20 Ом. Число витков катушки следует рассчитывать таким образом, чтобы отклонение стрелки было не менее, чем на половину шкалы.

Расчет катушки производят по формуле:

, (4.1)

где N – число витков катушки;

S – площадь сечения катушки по среднему витку, см;

α – отклонение стрелки флюксметра.

Измерения напряженности магнитного поля могут производить путем введения и выведения зонда в измеряемую зону поля или закрепления его в зоне поля с включением и выключением постоянного тока магнитной системы сепаратора.

Для определения рабочих магнитных потоков рассеивания и индукции в магнитопроводе измерение при помощи флюксметра производят путем включения и выключения тока в катушки обмотки магнитной системы сепаратора.

В этом случае, если общий магнитный поток велик, и одним витком катушки при прямом включении на флюксметр нет возможности его измерить, необходимо снизить чувствительность флюксметрапутем включения на его зажимы шунтового и последовательного сопротивлений.

Магнитный поток в сечении магнитопровода определяется по формуле:

, (4.2)

где ф – магнитный поток, Вб;

– постояннаяфлюксметра, 10 Вб/дел.;

α – отклонение стрелки флюксметра, дел.;

– коэффициент понижения чувствительности флюксметра:

,

где – шунтовое и последовательное сопротивление;

n – число витков измерительной катушки.

Магнитная индукция по сечениям магнитопровода определяется:

(4.2)

где В – магнитная индукция, Тл;

ф – магнитный поток, Вб;

S – площадь поперечного сечения магнитопровода, м2.

ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ ФЛЮКСМЕТРОМ

Измерения с помощью флюксметра производят следующим образом. На лицевой стороне прибора имеются зажимы для подключения измерительной катушки, ручка электрического корректора и переключатель на три положения: «измерение», «корректор» и «арретир».

Для измерения магнитного потока и магнитной индукции к зажимам необходимо подключить измерительную петлю с сопротивлениями.

В нерабочем состоянии ручка переключателя должна быть в положении «арретир». Перед измерением переключатель устанавливается в положение «корректор» и вращением рукояти корректора, находящегося с правой стороны, устанавливается стрелка прибора на любое деление шкалы.

При измерениях переключатель ставится в положение «измерение», замечается начальное показание стрелки прибора (α). Затем измерительная катушка вносится в измеряемый участок поля и отмечается при этом максимальное показание прибора (α).

При измерении потока или индукции измерительную петлю одевают на изучаемое сечение магнитной системы и выключают ток в обмотках системы, наблюдая за показателями прибора (α).

После окончания измерений прибор арретируется.

Измерения милливеберметром имеют недостатки: большую погрешность (до 3–5 %), необходимость удалять измерительную катушку из поля или включать и выключать ток в обмотках сепаратора. Последний недостаток особенно нежелателен при измерении напряженностиполей сепараторов с малой глубиной (объемом) и большой неоднородностью grad H поля.

Эти недостатки отсутствуют при измерении гауссметром.

Гауссметром определяют напряженность поля и магнитную индукцию величиной до 2 Тл (20 тыс. Гаусс) путем измерения электродвижущей силы эффекта Холла.

Прибор состоит из датчика Холла, миллиамперметра и источника электродвижущей силы (элементы). В качестве преобразователя Холла используется германиевая пластинка шириной 1,5, длиной 3, а толщиной 0,15 мм, которая помещена в конце зонда и защищена от повреждений фольгой из немагнитного материала. С одной стороны зонда нанесена красная точка. Проводники от датчика присоединены к прибору, который имеет три шкалы для измерения магнитной индукции в пределах: от 0 до 5 тыс. Гаусс; от 0 до 10 тыс. гаусс; от 0 до 20 тыс. Гаусс.

По магнитной индукции можно определить напряженность поля:

(4.4)

Для переключения шкал сборку прибора имеется переключатель.

Слева имеются рукоятки настройки прибора на максимальный размах шкалы и на нулевое деление шкалы.

ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ ГАУССМЕТРОМ

Перед измерением производится настройка прибора:

1. Извлекается датчик из гнезда.

2. Рукоятка переключателя шкал устанавливается в положении «максимум».

При этом стрелка прибора должна отклониться максимально (до красной точки на шкале). Если стрелка не доходит или заходит за нее, то левой рукояткой размаха шкалы стрелка устанавливается на красную точку. Если стрелка прибора значительно не доходит до красной точки следует заменить элементы, которые находятся в специальном гнезде.

3. Рукоятка переключателя шкал ставится на пределе тех измерений, при которых предполагается проводить замеры; стрелка должна установиться против нуля. Точность установки нуля регулируется второй левой рукояткой «нуль».

4. Датчик вставляется в гнездо, при этом прибор автоматически арретируется. Прибор готов к измерению.

ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПОЛЯ

Датчик помещается в точку поля, где требуется замерить индукцию и медленно вращается вокруг своей оси. Стрелка прибора отклоняется на определенный угол. Максимальное отклонение стрелки, отмеченное по соответствующей шкале, покажет значение магнитной индукции в данной точке поля.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

I. Измерения с помощью флюксметра

1. Подготовить флюксметр к работе.

2. С помощью флюксметра определить магнитный поток в четырех участках магнитопровода индукционно-роликового сепаратора 138Т-СЭМ при следующих значениях тока в обмотках системы: 1; 3; 5; 7 А.

3. Рассчитывая площадь сечения магнитопровода в каждом из четырех участков, определить индукцию магнитного поля по формуле (4.3) при различных значениях тока.

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 4.1.

4. По данным табл. 4.1 построить график зависимости магнитных потоков и индукций в разных сечениях магнитопровода от величины тока в обмотках.

II. Измерения с помощью гауссметра

1. Подготовить гауссметр к работе.

2. Пользуясь шаблоном, измерить индукцию магнитного поля блока магнитной системы вдоль ее поверхности.

3. По следующим формулам рассчитывают напряженность магнитного поля Н, градиент напряженности

где H1 – напряженность поля в точке, соответствующей расстоянию x1;

Н2– то же для точки x2.

Результаты измерений и расчетов заносят в табл. 4.2.

4. По данным табл. 4.2 строят картину магнитного поля открытой системы.

Таблица 4.1

№ п/п	Площадь сечения, м2	Сила тока, А	α, дел.	Магнитный поток, Вб	Индукция магнитного поля, Тл

Таблица 4.2

№ п/п	Расстояние от поверхности магнита, м	Угол с вертикальной осью магнитной системы, град.	Напряжен­ность Н, кА/м	gradН, кА/м2	HgragH, кА2/м3

Лабораторная работа № 5

Излучение работы лабораторного индукционно-роликового

и ленточного сепараторов

ВВЕДЕНИЕ

Для сухого и мокрого магнитного обогащения слабомагнитных руд (например, марганцевых) получили практическое применение валковые сепараторы с нижней подачей различной конструкции.

Лабораторный электромагнитный однороликовый сепаратор предназначен для сухого разделения минеральных смесей на магнитную и слабомагнитную фракции. Крупность исходного материала не более 2 мм.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: познакомить студентов с конструкцией индукционно-роликового сепаратора, порядком пуска и остановки его; с основными параметрами, определяющими работу сепаратора, и эффективность обогащения при изменении основных параметров сепаратора.

КОНСТРУКЦИЯ СЕПАРАТОРА. Сепаратор состоит из замкнутой магнитной системы, в зазоре которой вращается ролик. Магнитная система имеет обмотки, питаемые постоянным током, и полюсные наконечники.

Питание сепаратора осуществляется из бункера через вибролоток. Положение лотка относительно ролика можно изменять, приближая или удаляя. Под роликом установлена делительная перегородка, разграничивающая магнитную и немагнитную фракции.