Плетнев С.В. Магнитное поле: свойства, применение

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 6.3.6. Очистка сухого сыпучего (а) и жидкого (б) материалов при верти-

кальной транспортировке (Eriez Manufacturing Co.; Approtec, Inc.)

6.3.3. Магнитные сепараторы из системы выдвижных решеток

Магнитные выдвижные решетки удаляют инородный металл из порошков

или легкосыпучих материалов: сахара, специй, зерна, других пищевых продук-

тов, различных пластиков, химикатов и т.д. Они легко устанавливаются в

систему прямоугольных или круглых труб для эффективного удаления ферро-

магнитной примеси из легкосыпучих материалов.

Магнитные решетки изготовляются из мягкой стали и представляют собой

металлическую прямоугольную рамку со вставленными магнитными стержня-

ми. Раньше постоянные магниты изготавливались на основе альнико, ферри-

тов или керамики, однако в последнее время все чаще используются спеченные

магниты NdFeB. На рис.6.3.7 представлена примерная схема устройства решет-

чатого сепаратора.

Рис. 6.3.7. Схема магнитной сепарационной решетки

341

Конструкция из нескольких последовательно расположенных магнитных

решеток образует магнитный сепаратор. Чаще всего встречаются четырехре-

шеточные варианты для выделения мелких частиц железа и в двухрешеточные

для выделения крупных частиц. Деление частиц на мелкие и крупные доста-

точно условно, выбор же конкретного сепаратора осуществляется в соответст-

вии с требованиями заказчика. Магнитные сепараторы из решеток очищаются

от "магнитного мусора" только вручную, для чего в устройстве сепаратора

предусмотрены специальные дверцы для доступа к магнитам и их последую-

щей очистки. На рис.6.3.8 приведен простейший четырехрешеточный сепара-

тор.

6.3.4. Основные разновидности комплексных магнитных

сепарационных систем

Лабораторные магнитные сепараторы низкой мощности

Сепараторы этого типа представляют собой небольшие легкие в управле-

нии приборы, предназначенные для удаления ферромагнитных частиц в науч-

но-исследовательских и контрольных лабораториях. Материал, подлежащий

разделению, засыпается сверху в воронку из нержавеющей стали, под которой

находится постоянный магнит, вращающийся в том же направлении, что и

подаваемый материал. Магнитные частицы "прилипают" к поверхности за-

щитной оболочки сепаратора и двигаются по дуге под действием магнитного

поля вращающихся магнитов. Регулируемый разделитель отделяет магнитные

342

Рис. 6.3.8. Четырехрешеточный магнитный сепаратор

частицы от немагнитных. Размеры частиц могут варьироваться от 6 мм до 0.074

мм. Средняя производительность таких аппаратов составляет от 100 до 250

кг/час. Типичный пример сепаратора низкой мощности приведен на рис. 6.3.9.

Рис. 6.3.9. Магнитный сепаратор низкой мощности

(Outokumpu Technology Inc.)

Лабораторные магнитные сепараторы высокой мощности

Приборы такого типа представляют собой лабораторные магнитные сепа-

раторы с высокой потребляемой мощностью, предназначенные для разделения

т.н. слабо- или умеренно парамагнитных частиц (в отличие от лабораторных

сепараторов низкой мощности, которые "отлавливают" ферромагнитные час-

тицы). Устройства являются настольными и удобны для проведения различ-

ных исследований над минералами. Такие сепараторы выделяют частицы раз-

мером от 1 мм до 0.074 мм. Их производительность достигает 100 кг/час для

материалов с плотностью 1600 кг/м

. В этих сепараторах слабомагнитные

частицы попадают в локальные области сильного магнитного поля и отделя-

ются от немагнитных под действием силы тяжести и сильного градиента

магнитного поля. Вращающийся магнитный ролик используется для переме-

щения магнитных частиц в активной зоне и сообщает различное центробежное

ускорение магнитным и немагнитным частицам. Эта технология эффективна

для выделения частиц слабомагнитного материала из немагнитного порошка.

Высокомощные сепараторы обрабатывают материалы с различной температу-

рой - - от 0°С до 15°С. Типичный пример сепаратора высокой мощности

приведен на рис. 6.3.10.

343

Рис. 6.3.10. Магнитный сепаратор высокой мощности

(Outokumpu Technology Inc)

Магнито-силовой барабанный сепаратор на постоянных магнитах

Данный прибор представляет собой полупромышленный высокоэффек-

тивный магнитный сепаратор, предназначенный для разделения частиц, имею-

щих различные величины магнитной восприимчивости (рис. 6.3.11). Этот се-

паратор в некотором смысле объединяет в себе два предыдущих типа описан-

ных сепараторов — высокомощного и низкомощного. Барабанный сепаратор

является чрезвычайно чувствительным к слабым изменениям величины маг-

нитной восприимчивости и позволяет производить более тщательную сепара-

цию. Кроме того, барабанные сепараторы оказываются особенно полезными

Рис. 6.3.11. Магнито-силовой барабанный сепаратор на постоянных

магнитах (Outokumpu Technology Inc.)

344

при выделении слабопарамагнитных примесей. Использование спеченных

магнитов NdFeB при изготовлении барабанов обеспечило большую величину

магнитного поля на поверхности ролика, чем в других устройствах подобного

типа. В данном сепараторе размеры частиц могут варьироваться от 0.074 мм

до 12.5 мм. Эффективность подобных сепараторов достигает 1088 кг/час при

объемной плотности материала 1600 кг/м

Магнитный сепаратор металлов с использованием трехкатушеч-

ной системы

Сепараторы этого типа предназначены для выделения как немагнитных,

так и магнитных металлов из обогащенной руды (рис. 6.3.12). Прибор обору-

дован системой из трех катушек, которая оказывается значительно более чув-

ствительной, чем использовавшаяся несколько лет назад и являвшаяся стан-

дартом однокатушечная система. Устройство состоит из двух снимающих

катушек и одной центральной передающей катушки. Все катушки намотаны в

одном направлении. При работе центральная катушка генерирует высоко-час-

тотный электромагнитный сигнал, переменное электрическое поле достигает

две получающие катушки. Система находится в равновесии до тех пор, пока

обе получающие катушки поглощают одинаковую мощность.

Как только металлический наполнитель проходит через электрическое

поле сенсора, катушки раскомпенсируются. Расбалансировка сразу же обраба-

тывается микропроцессором в дополнительном устройстве, по результатам

обработки включается система удаления металлических частиц.

Наименьшее время сепарации (около 0.25 с) достигается только при обес-

печении достаточно малого размера отделяемых частиц. Удаление магнитных

Рис. 6.3.12. Магнитный сепаратор металлов с трехкатушечной системой

детектирования (Т&Т Technology)

345

крупинок производится при помощи постоянного магнита на основе неодим

железо бор.

Литература:

1. Magnetic percolation phenomenon in high-field high-gradient separators

Vincent-Viry, O.; Mailfert, A.; Gillet, G.; Diot, F. Magnetics, IEEE Transactions on

, Volume: 36 Issue: 6 , Nov 2000 Page(s): 3947 -3952

2. Magnetic separation of kaolin clay using an advanced 9 T separator Iannicelli,

J.; Pechin, J. Applied Superconductivity, IEEE Transactions on , Volume: 10 Issue:

1, March 2000 Page(s): 917 -922

3. Novel magnetic separators Leupold, H.A.; Tilak, A.S. Magnetics Conference,

1999. Digest of INTERMAG 99. 1999 IEEE International, 1999 Page(s): ES06

-ES06

4. A high gradient magnetic separator fabricated using Bi-2223/Ag HTS tapes

Jin, J.X.; Dou, S.X.; Liu, H.K.; Neale, R.; Attwood, N.; Grigg, G.; Reading, Т.;

Beales, T. Applied Superconductivity, IEEE Transactions on , Volume: 9 Issue: 2

Part: 1 , June 1999 Page(s): 394 -397

5. Superconducting open-gradient magnetic separator utilizing the braking

effect of an axial component of magnetic force Pitel, J.; Chovanec, F. Applied

Superconductivity, IEEE Transactions on , Volume: 9 Issue: 2 Part: 1, June 1999

Page(s): 382 -385

6. HTS high gradient magnetic separation system Daugherty, M.A.; Coulter,

J.Y.; Hults, W.L.; Daney, D.E.; Hill, D.D.; McMurry, D.E.; Martinez, M.C.; Phillips,

L.G.; Willis, J.O.; Boenig, H.J.; Prenger, F.C.; Rodenbush, A.J.; Young, S. Applied

Superconductivity, IEEE Transactions on , Volume: 7 Issue: 2 Part: 1, June 1997

Page(s): 650 -653

7. A microfabricated planar magnetic particle separator with optically inspect-

able flow channel Wenjin Zhang; Ahn, C.H. Engineering in Medicine and Biology

Society, 1996. Bridging Disciplines for Biomedicine., 18th Annual International

Conference of the IEEE , Volume: 1 , 1997 Page(s): 252 -253 vol.1

8. G. Gillet and F. Diot, "Evolution technologique dans le domaine du tri

magnetique," Mines Carrieres-Les Techniques, vol. I, pp. 4-14, June 1996.

9. G. Gillet and V. Bureau, "Separation Magnetique: Applications," Mines

Carrieres, vol. 74, pp. 95-111, Oct. 1992.

10. M. Takayasu, R. Gerber, and F. J. Friedlaender, "Magnetic separation of

submicron particles," IEEE Trans. Magn., vol. MAG-19, pp. 2112-2117, Sept. 1983.

11. E.С. Hise, IEEE Trans. Magn, vol. Mag -18, p.847, 1982.

12. J.X.Jin et al, Superconducting Sci Tech, v.11, pp. 1071-1074, 1998.

13. www.ndfeb.ru

346

6.3.5. Магнитные сепараторы научно-производственной фирмы

"ЭРГА"

Фирма"ЭРГА"

Фирма "ЭРГА" создана в 1991 году на базе НИИ материалов электронной

техники ведущими специалистами в области разработки и производства ред-

коземельных магнитов и магнитных систем оборонной промышленности.

Основные направления деятельности фирмы в настоящее время:

• промышленное производство высокоэнергетических спеченных магни-

тов и многополюсных магнитных систем на основе редкоземельных сплавов

Nd- Fe- В и SmCo;

• разработка и производство магнитов на полимерной основе (магнито-

пластов) любых геометрических конфигураций с широким диапазоном

свойств на основе феррита стронция и NdFeB;

• разработка и производство магнитных сепараторов для различных об-

ластей промышленности, по требованию заказчика;

• проектирование и производство магнитных систем (для широкого при-

менения в различных отраслях).

Кроме того, специалистами фирмы разработаны и выпускаются несколько

типов медицинских изделий.

ООО "ЭРГА" обладает площадями и производственным оборудованием,

позволяющем выпускать спеченные магниты различных типоразмеров в объе-

ме до 20 тонн в год и магнитопласты в объеме не менее 10 тонн в год.

Магниты производства фирмы "ЭРГА" находят применение в следующих

областях:

• оборонная промышленность;

• автомобильная промышленность (электронные датчики, электродвига-

тели, генераторы, стартеры и др. изделия);

• мототехника;

• аудиотехника;

• медицинская техника (магнитные медицинские устройства);

• спец. техника (тралы, подъемные системы).

Разработанные специалистами

предприятия технологии позволяют вы-

пускать спеченные магниты Nd-Fe-B и

SmCo с максимально возможными маг-

нитными свойствами, повышенной тем-

пературной стабильностью и коррози-

онной стойкостью. Сравнительно

новым (с 1997 года) для предприятия

является производство магнитопластов,

347

но и здесь достигнуты результаты,

не уступающие лучшим мировым

образцам.

В области разработки и произ-

водства редкоземельных магнитов

и магнитопластов на их основе

фирма "ЭРГА" занимает одну из ве-

дущих позиций в России. "ЭРГА"

располагает экспериментальной и

производственной базами, доста-

точными для решения научно-про-

изводственных задач высокой сте-

пени сложности.

В настоящее время "ЭРГА" производит на заказ магнитные сепараторы

для пищевой, строительной, химической и перерабатывающей промышлен-

ности.

Сепараторы уникальной конструкции выполнены на основе высокоэнер-

гетических магнитов Nd-Fe-B. Магнитные сепараторы фирмы "ЭРГА" служат

для очистки сыпучих материалов (мука, чай, различные гранулы, тальк, шихта

и т.п.), а также жидкостей (растворы, суспензии, глазурь и т.п.) от ферромаг-

нитных примесей (металлическая пыль, опилки, гвозди и т.д.).

Разрабатывается и внедряется в производство "цветной" сепаратор, кото-

рый служит для сепарации черного и цветного металла одновременно.

Обладая качеством и свойствами аналогичными с зарубежными образца-

ми наши изделия значительно дешевле.

Магнитные системы, разработанные ведущими специалистами "ЭРГА",

находят широкое применение в гражданской и оборонной промышленности:

• грузоподъемные устройства на основе постоянных магнитов (до 2 тонн);

• магнитные "пластыри" для ликвидации течи ГСМ и других продуктов

(нефтепроводы, газопроводы и т.п.);

• магнитные тралы для сбора ферромагнитных материалов на большой

площади.

Научно-производственная фирма "ЭРГА" предлагает широкий выбор се-

параторов с магнитами из редкоземельных металлов, магнитная сила которых

в пять раз превышает магнитную силу обычных керамических магнитных

систем, а так же существенно превосходит по эффективности электромагниты,

Такие магниты используются при очистке материалов от очень мелких метал-

лических частиц либо там, где требуется максимально возможная степень

защиты.

Что такое магнитные сепараторы?

Магнитные сепараторы — это многоцелевые системы, предназначенные

для отделения магнитных примесей от немагнитных. Различают магнитные

сепараторы, использующие в своей работе постоянные магниты и электромаг-

348

ниты. Наша фирма специализируется на изготовлении сепараторов на основе

постоянных магнитов.

Для чего это нужно?

Магнитные сепараторы задерживают ферромагнитные и немагнитные

("цветной сепаратор") тела и частицы, которые недоброкачественно влияют на

Вашу продукцию.

В чем преимущества нашего предложения?

Экономичность: не требуют привлечения дополнительной энергии, ра-

ботают за счет постоянного магнитного поля.

Качество Вашей продукции: гарантия получения чистого продукта, без

металлических тел и частиц.

Прибыль: резко снижается выход брака.

Высокие технологии: благодаря магнитной системе Nd-Fe-B, наши сепа-

раторы полностью заменяют собой устаревающие ферритовые и электромаг-

нитные системы.

Защита: исключаются поломки оборудования от попадания металличес-

ких тел.

Удобство: не требуют корректировки технологического процесса. Авто-

матическая система очистки.

Где применяют?

Спектр применения магнитных сепараторов на постоянных магнитах

чрезвычайно широк — от фильтрования горячего шоколада на кондитерских

фабриках, до обогащения слабомагнитных руд на горно-обогатительных ком-

бинатах. В частности, сепараторы используются в следующих технологичес-

ких процессах:

• на горно-обогатительных предприятиях;

• предприятиях стекольной и керамической промышленности;

• сахарообрабатывающих заводах;

• предприятиях пищевой промышленности;

• химическом производстве;

• производстве пластмассовых изделий;

• мусорообрабатывающих предприятиях и организациях по переработке

вторсырья и металлического лома.

Что сепарируют?

Ниже перечислены наиболее распространенные материалы, очищаемые

от магнитных примесей с использованием магнитных сепараторов:

• строительные и промышленные материалы (пески, глиноземы, керами-

ческие порошки);

• корм для животных (комбикорма, кормовые добавки, гранулы, сенаж,

травяная мука);

• пищевые продукты (чай, мука, кофе, сахар);

• химические материалы (гранулированные ПВХ, полиэтилен, полипро-

пилен и др.);

349

• промышленный, бытовой и строительный мусор (утилизация ж/б кон-

струкций, б/у автопокрышек, автошин и т.д.);

• другие сыпучие материалы, в которых нежелательно присутствие маг-

нитных примесей.

Как выбрать подходящий сепаратор?

Фирма ЭРГА выпускает магнитные сепараторы различной конфигурации,

для работы в различных условиях, спроектированные соответствующим обра-

зом. Так же сепараторы существенно различаются по назначению и возмож-

ностям их применения.

Сепаратор магнитный — серия ПСМ

В настоящее время научно-производственной компанией "ЭРГА" разра-

ботаны и успешно внедрены в производство пластинчатые магниты сепарации

для применения в различных условиях.

Назначение

Рис.6.3.14. Схема 1. Принцип работы

350