Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние и уровень развития технологий переработки цеолитсодержащего сырья с целью получения высококачественной продукции ..9
1.1 Анализ развития науки и техники в области переработки цеолитсодержащих туфов с целью повышения их качества 9
1.2. Технологические особенности переработки цеолитсодержащего сырья 18
1.3 Цель и задачи исследований 33
Глава 2 Комплексная технолого-минералогическая оценка свойств цеолитсодержащего сырья восточного забайкалья с целью определения методов его очистки от загрязняющих примесей 34
2.1 Характеристика вещественного состава цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья 34
2.2 Технолого-минералогические характеристики цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья 41
2.3 Выводы 51
Глава 3. Исследование факторов, влияющих на эффективность отделения цеолитов от загрязняющих примесей 52
3.1 Методика исследований 52
3.2 Влияние дробления и измельчения на процесс отделения загрязняющих примесей от цеолитов 56
3.3 Влияние ультразвукового воздействия, магнитной и электростатической сепарации на процесс отделения загрязняющих примесей от цеолитов 63
3.4 Выводы 75
Глава 4. Обоснование рациональных технологических параметров конструкции магнитного сепаратора с системой из постоянных магнитов 77
4.1 Компьютерное моделирование магнитной системы для обоснования конструктивных параметров магнитного сепаратора 77
4.2 Создание конструкции магнитного сепаратора с системой из постоянных магнитов 84
4.3 Оптимизация параметров магнитной сепарации 87
4.4 Выводы 98
Глава 5. Разработка технологической схемы переработки цеолитсодержащего сырья на основе применения магнитоэлектрических и ультразвуковых воздействий 99
5.1 Методология обоснования схем переработки цеолитсодержащего сырья на основе применения направленных магнитоэлектрических и ультразвуковых воздействия 99
5.2 Применение рекомендуемой схемы повышения качества цеолитсодержащего сырья в производственных условиях 103
5.3 Прогнозная оценка технологических показателей 109
5.4 Выводы 110
Общие выводы и рекомендации 111
Список литературы 113
Приложения 129
- Технологические особенности переработки цеолитсодержащего сырья
- Технолого-минералогические характеристики цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья
- Влияние дробления и измельчения на процесс отделения загрязняющих примесей от цеолитов
- Создание конструкции магнитного сепаратора с системой из постоянных магнитов
Введение к работе
Природные цеолиты представляют собой новый ценный вид нетрадиционного сырья. Обладая уникальными катионными и каталитическими. свойствами, они находят все более широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, при охране окружающей среды, медицине и пищевой промышленности.
В настоящее время, при использовании цеолитов в том или ином качестве, к ним предъявляются и другие требования. Качество цеолитсодержащего сырья оценивается, в основном, по содержанию загрязняющих примесей, таких как кварц, полевой шпат, слюда, гидроокислы железа и т.д. Однако, как известно^ при использовании цеолитов возникает необходимость повышения качества цеолитсодержащего сырья путем его глубокой очистки от вмещающих примесей с использованием энергосберегающих и экологически чистых технологий, обеспечивающих дополнительно предъявляемый к ним комплекс требований по условиям применения.
Последние годы характеризовались активными научными и опытно-конструкторскими работами в области исследования и внедрения новых процессов и аппаратов для повышения качества цеолитсодержащего сырья. Однако данные процессы и аппараты недостаточно отработаны в теоретическом и прикладном планах.
Все это подтверждает актуальность выбранной темы диссертаций, основная задача которой состоит в создании рациональной технологии повышения качества цеолитсодержащего сырья.
Идея работы состоит в том, что наиболее эффективным способом повышения качества цеолитсодержащего сырья является его переработка с использованием сильных магнитоэлектрических и ультразвуковых воздействий, обеспечивающая одновременно удаление загрязняющих примесей и модификацию свойств в соответствии с предъявляемыми требованиями.
Цель работы заключается в повышении качества цеолитсодержащего сырья путем его глубокой очистки от вмещающих вредных примесей с
одновременной модификацией свойств цеолитов.
В качестве объекта исследований использованы монтмориллонит-цеолитсодержащие туфы Шивыртуйского и шабазитсодержащие андезитобазальты Талан-Гозагорского месторождений (Восточное Забайкалье).
Предметом диссертационного исследования явились направленные магнитоэлектрические и ультразвуковые воздействия на цеолитсодержащее сырье.
Задачи исследований:
Провести комплексную технолого-минералогическую оценку свойств цеолитсодержащего сырья Восточного Забайкалья с целью определения методов его переработки.
Исследовать эффективность применения магнитоэлектрических и ультразвуковых методов воздействия для интенсификации процесса отделения цеолитов от вредных примесей и модификации свойств.
Определить рациональные параметры использования магнитной сепарации, ультразвуковой обработки и электростатической сепарации при переработке цеолитового сырья.
Разработать технологию повышения качества цеолитсодержащего сырья на основе использования сильных магнитоэлектрических и ультразвуковых воздействий.
Провести технико-экономическую оценку эффективности разработанной технологии.
Методы исследований.
В ходе работы над диссертацией использовались лабораторные методы исследования эффективности магнитоэлектрических и ультразвуковых воздействий с контролем химического, минерального, фракционного и фазового состава цеолитсодержащего сырья, концентратов и хвостов, методы количественного определения цеолитов и вредных вмещающих примесей, а также методы определения магнитных характеристик минералов и измерения напряженности магнитного поля в рабочей системе магнитного сепаратора, статистические
6 методы анализа и обработки экспериментальных данных, математическое моделирование магнитных систем сепараторов с постоянными магнитами.
Основные научные положения, р азработанные лично соискателем, и их новизна.
1. Повышение качества цеолитсодержащего сырья достигается посредством
последовательной его переработки с применением сильных ультразвуковых,
магнитных и электростатических воздействий.
2. Наиболее эффективная очистка цеолитсодержащего сырья от..
** ферромагнитных примесей с одновременной модификацией его свойств
достигается в изодинамическом магнитном поле с напряженностью не менее 25 кГс с предварительной ультразвуковой обработкой.
3. Наиболее эффективная очистка цеолитсодержащего сырья от
немагнитных примесей достигается путем применения электростатической
сепарации с предварительной подогрев-электризацией.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и
рекомендаций подтверждается большим объемом аналитических и
экспериментальных исследований, применением апробированных методов и
приборов, позволяющих провести эксперименты с допустимой погрешностью,
удовлетворительной сходимостью результатов теоретических расчетов и
экспериментальных исследований, использованием апробированных методик
определения и оценки технологических показателей обогащения, статистически
значимым объемом экспериментов.
Научное значение и новизна работы состоит:
^ - в создании методологии выбора и разработки технологических схем
повышения качества цеолитсодержащего сырья, которая основана на теории
Технологические особенности переработки цеолитсодержащего сырья
Углубленное изучение минералогических, физических, химических., и технологических свойств цеолитов во многом сопряжено с выделением их в концентрированном или мономинеральном виде. Последнее представляет собой весьма сложную в методическом отношении задачу.
Объектом изучения геологов являются цеолитсодержащие породы с различным содержанием ценного минерала. Если промышленный интерес представляют породы с содержанием 60 % цеолита и выше, то. в исследовательских целях нередко изучаются отложения и с существенно меньшим содержанием.
Методическая сложность выделения цеолитов определяется рядом генетических факторов, среди которых следует выделить близость физических и химических свойств сопутствующих минералов и их весьма тонкую вкрапленность (величины кристалличности нередко составляют несколько микрон и даже доли микрона).
В настоящее время вопросы обогащения цеолитсодержащего сырья находятся на начальном этапе развития. В промышленных условиях подготовка цеолитов к использованию в народном хозяйстве, ограничивается дроблением и фракционированием в несколько стадий. Крупнокусковое сырье сначала подвергают дроблению, а затем доизмельчают в 2-3 стадии. Иногда в схему первичной обработки включают дополнительно сушку, таблетирование переизмельченного материала или гранулирование. Расклассифицированная на фракции цеолитовая порода представляет собой товарный продукт, который направляют непосредственно потребителям. В промышленном использовании находят применение все фракции цеолитового сырья от 10 мкм до 4 мм, а для тепличных субстратов даже фракции до 10 мм.
Перспективы широкого использования природных цеолитов в народном хозяйстве в значительной мере связаны с проблемами получения из горной массы цеолитизированных туфов товарной продукции, удовлетворяющей требованиям потребляющих отраслей промышленности. В связи с этим особое значение приобретают вопросы их переработки. При использовании цеолитов в большинстве отраслей народного хозяйства возникают следующие основные вопросы: 1) удаление загрязняющих примесей; ... 2) увеличение содержания цеолита в товарном продукте по сравнению с исходной породой; 3) увеличение выхода материала нужного класса. Для получения высококачественных концентратов цеолитов исследованы возможности большинства основных методов обогащения, использующих различия в структуре, размере частиц, плотности, твердости, магнитной восприимчивости, смачиваемости и в других свойствах разделяемых компонент. При переработке цеолитов практикуются гравитационное обогащение, магнитная и электростатическая сепарация, флотация, а также химическая обработка, направленная на модифицирование вещества. . Многие исследователи [25, 68, 120, 148] утверждают, что использование флотации применительно к некоторым видам цеолитов позволяет получать довольно высокие результаты обогащения. Так, авторы [148] утверждают, что флотационное разделение эффективно для минеральных ассоциаций, имеющих в качестве спутников цеолитов минералы группы кварца. Однако, исследователями [151] доказано, что флотация клиноптилолитовых туфов не дает положительных результатов, и существенное их обогащение не может быть достигнуто. Авторы видят одну из причин низкой селективности разделения в высокой сорбционной способности цеолита и сопутствующих глинистых минералов к органическим веществам и, в данном случае, к флотореагентам: олеиновой кислоте, катионному реагенту и жидкому стеклу. Исследователями [151, 152] установлено, что извлечение цеолита и качество концентратов полностью зависят от химического состава сырья, формы нахождения элементов, морфологии и гранулометрии минеральных зерен, характеристики их срастания, внутреннего строения, физико-технических свойств, текстурно-структурных особенностей, фазового состава, а также выбранных на основе этих параметров технологического передела и применяемого оборудования. Методическая сложность выделения цеолитов определяется рядом генетических факторов, среди которых следует выделить близость физических и химических свойств сопутствующих минералов и их весьма тонкую вкрапленность (величины кристалличности нередко составляют несколько микрон и даже доли микрона). Эффективность тех или иных методов сепарации определяется минеральным составом пород. На основе имеющегося опыта выделения цеолитов, применимость сепарационных методов Т.Г. Юсупов [151] представляет в виде таблицы (табл. 4) и рассматривает два варианта схем сепарации в зависимости от разновидностей минералов-спутников.
Технолого-минералогические характеристики цеолитсодержащих туфов Восточного Забайкалья
Цеолиты - это каркасные алюмосиликаты, в структуре которых имеются сообщающиеся между собой полости, занятые катионами различных элементов . (чаще щелочных и щелочноземельных) и молекулами воды, способными свог бодно удаляться и поглощаться структурой, благодаря чему происходит ионный обмен и обратимая дегидратация без разрушения структуры. Именно эти особенности и определяют уникальные свойства минералов данного класса - моле-кулярно-ситовой, разделяющий эффект, высокую ионообменную, сорбционную и каталитическую способности. По физическим характеристикам цеолиты представляют собой вещества, обладающие набором специфических свойств. Они немагнитные, в сухом состоянии ведут себя как диэлектрики и характеризуются высокой пористостью [25, 79, 87, 88, 89].
При оценке цеолитового сырья определяющими петрографическими показателями являются содержания кремнезема, глинозема и их соотношение Si02/Al203 или Si/Al.
Состав и свойства цеолитсодержащего сырья определяются, прежде всего количеством и минеральным видом цеолитов. Последние отличаются особенностями сочетания структурных элементов, состоящих из SiC 4 и АЮд -тетраэдров, объединенных общими вершинами (через кислород) и трехмерный каркас, пронизанный полостями и каналами. Обычно эти полости заполнены.. молекулами воды и катионами металлов I-III групп периодической системы элементов. Оксидная формула цеолитов имеет вид: N2/nO Al203 xSi02 yH20, где п - больше или равно двум; от его значения зависит пористость, которая за счет полостей и каналов достигает 50% объема породы.
Применение цеолитсодержащих туфов по ряду направлений использования регламентируются специфическими физико-механическими свойствами. Физические свойства основных вмещающих минералов цеолитсодержащих пород, влияющих на их поведение в технологических процессах, представле Достаточно сложной задачей изучения месторождений и подсчета запасов является определение объемной массы цеолитсодержащих туфов; при изучении цеолитового сырья с незначительной примесью монтмориллонита эта проблема не стоит. Разнохарактерная направленность изменения объемной массы, развитие полезных компонентов в различных сочетаниях, а также способность цеолитсодержащих туфов сорбировать воду в переменных количествах в зависимости от температуры, влажности окружающей среды не позволяют с высокой достоверностью определить названный показатель.
Естественная влажность пород не является постоянной величиной и изменяется в зависимости от глубины залегания, времени года, уровня грунтовых вод, петрографического состава и т. д. Большинство пород Шивыртуйского месторождения, особенно залегающих ниже уровня грунтовых вод, характеризуются высокой влажностью (до 32 %), близкой к полному водонасыщению. Выше уровня грунтовых вод влажность пород изменяется от 2 до 32, 2%," составляя в августе-сентябре в среднем около 11 % [76].
Влажность пород в воздушно-сухом состоянии сильно зависит от тем пературы воздуха. В марте она изменяется от 22,5 % до 29,3 % (средняя 25,9 %). При комнатной температуре (20-25 С) влажность цеолитового сырья равна 7,4 %; в зимний период на открытом воздухе составляет 22,9-23,9 %. При этом более высокая влажность свойственна мелким классам (класс -25 мм - 22,6%, класс -200+25 мм - 19-20 %). : По гранулометрическому составу цеолитсодержащие туфы Шивыртуйского месторождения относятся к замельченным: содержание класса +25 мм составляет 45,1%; класса -2 мм - 23,8%; класса -0,05 мм -13,5%. Содержание требуемых для технологических целей классов -8+1 мм составляет 5,2-5,7%, класса -0,3 мм - 18,4 %. Коэффициент измельчаемости, определенный в режиме мокрого измельчения, равен 2,2. Девятикратное обезвоживание (при ПО С) и гидратация способствуют увеличению степени разрушаемости зерен с увеличением их крупности (с 6,9 % для класса -3+1 мм до 9,4 % для класса -8+5 мм) при соответствующем снижении влагоемкости (с 6,1 до 4,6 %). Температурный показатель гидратации цеолитсодержащих туфов колеблется от 8,2 С (класс -0,6 + 0,074 мм) до 25,5 С (класс +20 мм).
Насыпная масса полезного ископаемого класса -200 мм при влажно сти 22,9 % равна 0,87 т/м3, при влажности 7,4 % изменяется от 0,8 (класс -20 мм) до 0,98 (классы -3, -5 мм), для цеолитсодержащих туфов Бадинского месторождения насыпная масса равна 0,96 - 1,2 т/м3.
Насыпная плотность цеолитсодержащих туфов изменяется в зависимости от содержания полезных компонентов, фракционного состава, влажности; для основной массы пород составляет 1,007-0,7789 х 10 3 кг/м 3, что удовлетворяет требованиям ТУ 38.10281-80 по плотности сорбентов (более 0,60-0,65), а также ОСТ 38.01134-77 (не более 1,1).
Согласно требованиям промышленности, показатель виброизноса синтетических адсорбентов и катализаторов должен быть не более 1 %. У шивыртуй-ских цеолитсодержащих туфов он составляет 0,73-2,59.
Шивыртуйские цеолитсодержащие туфы характеризуются пониженной водостойкостью, которая в воде комнатной температуры составляет 89-100%, а кипящей - 76,0-99,7 %. Этот показатель существенно зависит от размера фракции, содержания монтмориллонита и, в целом, ниже требований промышленности (не менее 96 %) для сорбентов. Водостойкость активированного (HCI+Cu2+) шивыртуина составляет 92,1-99,9 %. Потеря массы вещества при отмывке фракции 0,25-1 мм изменяется от 3 до 80 %, чаще составляя 30-50%, что свидетельствует о значительной неоднородности механического состава цеолитсодержащих туфов. Многие пробы из-за присутствия монтмориллонита набухают и слипаются.
Следует отметить, что дробление материала до -1 мм показало его интенсивную шламуемость - в дробленом продукте образовалось 42% класса 0.044+0 мм. Результаты гранулометрического анализа цеолитсодержащих туфов Шивыртуйского месторождения представлены в таблице 10.
Основные направления применения цеолитсодержащего сырья определяются количеством цеолита, монтмориллонита и токсичных элементов. В цеолитах токсичные элементы присутствуют в малорастворимых минеральных формах. Клиноптилолит низко и высоко термостойкий, характерна высокая химическая активность. Объем сорбционного пространства 0,037-0,121 10" м3/кг, предельный сорбционный объем 0,151-0,217 1 О 1 м3/кг, микропористость
Влияние дробления и измельчения на процесс отделения загрязняющих примесей от цеолитов
Раскрываемость цеолитов при дроблении при трехстадиальном (10, 5 и 2 мм) дроблении с просеиванием через сито 3 мм после каждого дробления. При одностадиальном дроблении (10 мм) в целом обогащенных цеолитами фракций не образуется.
Дробление проб проводилось на роторной дробилке среднего и мелкого дробления типа ДРС. Характеристика ситового состава дробленого материала при различных окружных скоростях бил ротора приведена на рис. 10 и 11. Кривые зернового состава продукта дробления цеолитсодержащего туфа в однороторной дробилке показывают, что при скорости била 50 м/с выход зерна 2-6 мм ниже, чем при окружной скорости бил ротора 25 м/с. Кривая 1 имеет вогнутый характер, что свидетельствует о наличии в продукте дробления значительного количества мелких зерен, кривая 2 несколько выпуклой формы, что соответствует большему содержанию крупных зерен.
Рисунок 10. Ситовой состав дробленой клиноптилолит-цеолитсодержащей породы Шивыртуйского месторождения при окружных скоростях бил ротора 50 м/с (1) и 25 м/с (2)
При дроблении цеолитсодержащих туфов наблюдается избирательность, приводящая к обогащению определенных фракций цеолитом. По результатам обследования работы дробилок различных стадий дробления можно считать, что показатель избирательности при дроблении может иметь значения от 1 до 4. Показатель избирательности при дроблении цеолитсодержащих туфов в дробилках различных типов изменяется в пределах от 1,47 до 2, 69. Результаты определения показателя избирательности приведены в таблицах 14 и 15.
Экспериментально установлено, что максимальное количество цеолитов сосредотачивается в классах крупности менее 1 мм с обогащением на 1,5-2 % по сравнению с классом +2 мм. Поведение минеральных разновидностей цеолитов при дроблении, их количественные соединения в различных фракциях определяется тем, что доля цеолита увеличивается на 2 % к мелким фракциям, а тонкоигольчатых и ватоподобных агрегатов томсонита, натролита, мезолита - к крупным классам.
Результаты исследований по использованию различных методов дробления показывает, что уменьшения выхода зерен лещатой формы можно добиться с использованием роторных дробилок ударного действия и измельчением в шаровых мельницах. Последующие стадии дробления выявляют вскрываемость цеолитов в средних и мелких классах (-2+0,1 мм) и обогащение примерно на 1,5-2% (табл. 16).
Следует отметить, что при увеличении содержания влаги с 7,4 до 15 % пропускная способность дробилки резко снижается, требуется увеличение разгрузочной щели с 10 до 27 мм, при 19 % влажности материал без. постоянного вмешательства не проходит. Даже отсеянный класс -50+20 мм с влажностью 22,9 % при ширине разгрузочного отверстия 13 мм залипает из-за присутствия кусков тонкого влажного материала. При снижении влажности с 21,8 до 16 % эффективность грохочения увеличивается по классам соответственно с 79 до 93 и с 28 до 41%.
Степень дробления, вычисленная как отношение средних диаметров, которые находятся с учетом характеристик крупности исходного материала и продукта дробления:где Dcp, dcp - средний диаметр кусков соответственно исходного материала и дробленого продукта, для клиноптилолит-цеолитсодержащих пород Шивыртуйского месторождения і = 22, для шабазитсодержащих андезитобазальтов Талан-Гозагорского месторождения і =17.
Эффективность измельчения цеолитсодержащего сырья Шивыртуйского и Талан-Гозагорского месторождений изучалась на лабораторной стержневой мельнице. Зависимость массы крупного класса в разгрузке мельницы от времени измельчения представлена на рис. 12 и 13.
Рисунок 12. Зависимость массы крупного класса в разгрузке мельницы от времени измельчения шабазитсодержащих андезитобазальтов Талан-Гозагорского месторождения (1 - класс +0,074, 2 - класс +0,08, 3 - класс+0,09, 4 -класс 0,1) . Рисунок 13. Зависимость массы крупного класса в разгрузке мельницы от времени измельчения клиноптилолит-цеолитсодержащих пород Шивыртуйского месторождения (1 - класс +0,074, 2 - класс +0,08, 3 - класс+0,09, 4 - класс 0,1)
Из представленных графиков видно, что масса крупного класса цеолитового сырья сокращается с увеличением времени измельчения.Следует отметить, что для андезитобазальтов Талан-Гозагорского месторождения оптимальным является измельчение в течение 5-10 минут, а для-пород Шивыртуйского месторождения 2-7 минут, обеспечивающее выход непереизмельченного материала.Дальнейшими исследованиями определялась степень отделения загрязняющих примесей от мономинералов цеолита при дроблении и измельчении. Зависимость содержания мономинералов цеолита от крупности сырья представлена на рис. 14.
Рисунок 14. Зависимость содержания мономинералов цеолита от крупности сырья (1 - в шабазитсодержащих андезитобазальтах Талан-Гозагорского месторождения, 2 - в клиноптилолит-цеолитсодержащих породах Шивыртуйского месторождения)
Из представленных результатов видно, что содержание мономинералов цеолита повышается с уменьшением класса крупности до 0,05 мм. Таким образом, проведенные исследования показали, что повышение эффективности отделения мономинералов цеолита от загрязняющих примесей достигается применением дробилок ударного действия и проведением измельчения до крупности материала 0,074-0,05 мм.
Создание конструкции магнитного сепаратора с системой из постоянных магнитов
Основой разработки магнитного сепаратора с системой из постоянных магнитов явился закон распределения сил, действующих на минеральные частицы в рабочей зоне аппарата. В сепараторе наряду с гравитационными действуют и магнитные силы. Результатом действия этих сил является притягивание минералов к полюсам магнита. Силовой режим, определяющий траекторию или поведение частиц, задается распределением магнитного поля в рабочей зоне сепаратора. Расчет сепаратора осуществлялся по методике, предложенной авторами [117]. В процессе расчета определялась ширина вибролотка (зависит от необходимой производительности, средней скорости движения материала по вибролотку, коэффициента пористости слоя частиц, диаметра и плотности частиц), минимальная высота зазора между полюсами и лотком (зависит от максимальной крупности разделяемых частиц), длина рабочей зоны (зависит от принятой высоты зазора скорости продольного движения и свободного падения частиц), минимально необходимая удельная магнитная сила (fmjn) для извлечения магнитных частиц (зависит от удельного веса частиц), величина магнитной индукции поля (В) на поверхности лотка для обеспечения необходимой магнитной силы (зависит- от магнитной восприимчивости частиц (%ч) и средней величины градиента напряженности), толщина магнитов и площадь сечения магнитопровода, напряженность магнитного поля. На основании проведенных технологических расчетов и созданной математической модели магнитной системы был разработан магнитный сепаратор для » обогащения цеолитсодержащих туфов с учетом их технолого-минералогических особенностей (рис. 25). Сепаратор состоит из рабочего барабана 1, магнитной системы 2, приемного бункера 3, приемников продуктов сепарации 4 и 5, вибро- лотка 6, съемной щетки 7, перемешивающего устройства 8. Магнитная система сепаратора с чередующейся полярностью полюсов расположена над вибролотком с возможностью изменения расстояния между ними и выполнена из двух магнитов прямоугольной формы с чередующейся полярностью полюсов. На вибролотке установлено перемешивающее устройство. ,/ 71/ 7\ Основные конструктивные параметры магнитного сепаратора с системой из постоянных магнитов при производительности 30 кг/ч представлены в таблице 23. Принцип действия магнитного сепаратора состоит в следующем. Исходный материал загружают в приемный бункер, рабочий барабан вращается, а вибролоток совершает возвратно-поступательные колебания, придаваемые ему электромагнитным вибратором. Материал под действием вибрации движется по дну вибролотка и попадает в зону действия перемешивающего устройства, где происходит его перемешивание и разделение слипшихся частиц. Далее материал продолжает движение по дну вибролотка с ускорением, придаваемым ему перемешивающим устройством, и попадает в зону межполюсного пространства магнит ной системы с чередующейся полярностью полюсов, где магнитные частицы под воздействием магнитного поля отрываются от вибролотка и прилипают к нижней поверхности рабочего барабана. Немагнитные частицы разгружаются в приемник для продуктов сепарации. При выходе из межполюсного зазора сила притяжения частиц к рабочему барабану уменьшается, и частицы отрываются от него, снова попадая на вибролоток, посредством которого разгружаются в приемник продуктов сепарации. Для интенсификации процесса сепарации путем подачи разделяемого материала в зону максимального действия поля магнитной системы с чередующейся полярностью полюсов, вибролоток установлен с возможностью прохождения через клиновидную выемку рабочего барабана. Магнитная система сепаратора создает индукцию на поверхности до 4,3 Тл. Вибролоток проходит внутри полости клина рабочего барабана, при этом сепарируемый материал попадает в магнитное поле с индукцией 1 - 4,3 Тл, оптимизация параметров которой производится за счет изменения расстояния между вибролотком и магнитной системой, амплитуды колебаний вибролотка и его наклона. Масса аппарата составляет 31 кг. Производи-тельность на материале крупностью 1 мм составляет 30-60 кг/ч. Для производства, магнитной системы сепаратора использовался материал NEOMAX (NdBFe), индукция которого составляет 1,2 Тл.
Влияние конструктивных и технологических факторов на показатели сухой . магнитной сепарации изучалось на шабазитсодержащих андезитобазальтах Талан-Гозагорского клиноптилолит-цеолитсодержащих породах Шивыртуйского месторождений. Эффективность процесса сепарации оценивалась по критерию Землянского: соответствующие фракции или продук-f ты. Эксперименты ставили в соответствии с законами математического планирования. Оценку технологических возможностей разработанного магнитного сепаратора осуществляли на материале с учетом реального распределения по классам крупности (Табл. 24). Первый этап работы предусматривал получение зависимостей показателей обогащения от конструктивно-технологических параметров магнитного сепарато , ра. В качестве входных параметров были приняты: диаметр частиц (dcp), пройз- . водительность (Q), угол наклона вибролотка (а). Планирование экспериментов проводили с применением пакета программного обеспечения IMOD. В пакете предусмотрена возможность расчета оптимального плана экспериментов применительно к задачам индуктивного моделирования сложных систем. При этом
