4-Ma’ruza Mavzu. Magnitli saralagichlarning magnit maydonlari Reja

4-Ma’ruza
Mavzu. Magnitli saralagichlarning magnit maydonlari
Reja:

1. 
   Magnitli saralagichlarning magnit maydonlari.
   
2. 
   Kuchli magnitli rudalar uchun ko‘p qutbli ochiq tizimli magnitli saralagichlarning magnit maydoni.
   
3. 
   Kuchsiz magnitli rudalar uchun ko‘p qutbli yopiq tizimli magnitli saralagichlarning magnit maydoni.
   

Tayanch iboralar: qutb, kuchli magnitli rudalar, ochiq magnitli separator, yopiq magnitli separator, ishchi zona, barabanli separatorlar.
Kuchli magnitli rudalarni boyitish uchun apparatlar kuchsiz magnit maydonli separatorlar, kuchsiz magnitli rudalarni boyitish uchun apparatlar kuchli magnit maydonili separatorlar nomini olgan.
Kuchli magnitli rudalarni boyitish uchun separatorlarda, odatda, ochiq magnitli tizimlar, kuchsiz magnitli rudalar uchun separatorlarda yopiq magnitli tizimlar qo‘llaniladi. Birinchilari ajratish ishchi zonasining qutblarning bir tomonida joylashganligi bilan (2.1-rasm), ikkinchilari ishchi zonaning qutblar o‘rtasida joylashganligi bilan (2.4-rasm) tavsiflanadi.


2.1-rasm. Separatorlarning ochiq ko‘p qutbli magnit tizimlari sxemalari:
a – materialni yuqoridan uzatishli barabanli separator: 1-baraban; 2-qutblar; 3-ruda zarrasi; 4- magnit o‘tkazgich; b- materialni pastdan uzatishli osma temir ajratgich: 1-yuritmali baraban; 2-taranglovchi baraban; 3- cheksiz lenta; 4- magnit o‘tkazgich; 5-qutblar; 6- dastlabki mahsulotni tashuvchi konveyer; 7- ruda zarrasi.
L- ishchi zona uzunligi; Δ- magnit izimi yuzasidan (qutbdan) zarragacha masofa; S-qutblar qadami; d – zarra o‘lchami; h –ishchi zona balandligi.
Magnit zarralarining qutblarga tortilishi, ularni tutib qolish va tushirish joylariga tashish bilan birga kechadigan, zarralarni magnitliga va nomagnitliga ajratish sodir bo‘ladigan qutblar ustidagi yoki o‘rtasidagi magnitli tizim uchastkasi separatorning ishchi zonasi deyiladi.
Ma’lum bo‘lgan magnitli xossalari bilan zarralarni ajratish imkoniyatlarini baholash uchun separatorning ishchi zonasida magnit maydoni induksiyasi o‘zgarishi qonuniyatlarini bilish lozim. Separator ishchi zona yuzasidagi (barabandagi, valka tishidagi) magnit maydoni induksiyasini va qutbdan uzoqlashtirishda induksiya o‘zgarishi (pasayishi) bog‘liqligini bilib, berilgan magnit xossali zarralarning F_m tortishishi magnit kuchini hisoblash mumkin.
Ochiq ko‘p qutbli tizimli separatorlar, asosan, kuchli magnitli rudalar va mahsulotlarni boyitish uchun qo‘llaniladi. Egri chiziqli magnit tizimili yuqoridan uzatishli barabanli separatorlar va tekis magnit tizimli osma temir ajratgichlar keng qo‘llaniladi (2.1-rasmga qarang).
Ochiq ko‘p qutbli tizimli separatorlar ajratish ishchi zonasi magnitli zarralar tortilishi boshlanadigan uchastka boshlanishidan magnitli zarralar tushirilishi boshlanadigan uchastkagacha masofaga teng bo‘lgan L uzunligi bilan tavsiflanadi (2.1-rasmga qarang). Ishchi zona h balandligi bilan tavsiflanadi. Materialni pastdan uzatishli separatorlar uchun h balandlik geometrik cheklangan – bu namli barabanli separator uchun baraban yuzasi va vanna tubi o‘rtasidagi masofa yoki konveyer lentasidan osma temir ajratgich lentasigacha masofa bo‘lishi mumkin (2.1, b-rasmga qarang).
Yuqoridan uzatishli separatorlar uchun h balandlik geometrik cheklanmagan va materialni ajratishning ishchi zonasi orqali tashish uchun asosiy cheklanishlar mavjud emas. Yiriklik bo‘yicha cheklanishlar faqat rudaning yirik bo‘laklarini tutib qolish uchun etarli bo‘lgan magnit maydonlarini yaratish imkoniyati va oxirgi mahsulotga (konsentrat yoki chiqindiga) ajratish mumkin bo‘lgan bo‘laklar mavjudligi bilan bog‘langan.
Ochiq magnit tizimili separatorlar, odatda, boshqa separatorlarga qaraganda, katta uzunlikka, ishchi zonaning balandligiga ega bo‘ladi. Hozirgi vaqtda quruq magnitli separatsiya maydalashning birinchi bosqichidan keyin qo‘llanadi, bu 300 mm ajratiladigan material yirikligiga mos keladi.
Ochiq magnit tizimlari egri chiziqli (2.1, a-rasmga qarang) va to‘g‘ri chiziqli (2.1, b-rasmga qarang) bo‘ladi va almashinadigan qutbli qutblar qatoridan iborat.
Ko‘p qutbli magnit tizimili separatorlar maydoni tavsifiga, asosan, qutblar yuzasidagi magnit maydoni kuchlanganligi va S qutblar qadamlari ta’sir etadi. Bundan tashqari, magnit maydoni tavsifi qutblarning geometrik o‘lchamlariga, doimiy magnitlarning magnit xususiyatlariga, qutblararo oraliq o‘lchamiga, separator barabani radiusiga va magnit tizimining boshqa tuzilmaviy xususiyatlariga bog‘liq bo‘ladi.
Magnit kuchini belgilovchi muhim xususiyatlardan biri qutblar yuzasidagi magnit maydonining kuchlanganligi hisoblanadi, qaysiki, asosan, doimiy magnitlar tayyorlash uchun material turi va ularning o‘lchamlari bilan belgilanadi. Doimiy magnitlardan bariy ferritdan tizimli magnitli separatorlar maydoni kuchlanganligi, odatda, 120 kA/m dan oshmaydi. Magnit maydoni kuchlanganligini oshirish uchun samariy-kobaltdan, neodim-temir-bordan va b.lardan, masalan, SmCo₅, Nd₂Fe₁₄B, SmTiFe₁₁ (kuchlanish 1600 kA/m gacha) dan bo‘lgan doimiy noyob yer metallari magnitidan foydalaniladi. Ochiq elektromagnit tizimli separatorlar magnit maydoni kuchlanganligi, odatda, 160 kA/m dan oshmaydi.
Magnit kuchini oshirish uchun asosiy qutblar o‘rtasiga magnit maydonini ishchi zonaga “itarish” uchun yuqori energiyali materiallardan qo‘shimcha tuzatuvchi magnitlar o‘rnatiladi. Bunda asosiy va qo‘shimcha qutblarning yondosh tomonlari bir qutbli bo’ladi.
Nazariy va tajribaviy tadqiqotlar shuni ko‘rsatdiki, ochiq ko‘p qutbli tizim uchun qutblar yuzasiga normal bo‘ylab kuchlanganlik va magnit maydoni induksiyasi o‘zgarishi quyidagi tenglik bilan aniqlanadi:
 (2.25)
bunda, H_x va B_x – qutbdan x masofada magnit maydoni kuchlanganligi va induksiyasi, A/m va Tl; H₀ va B₀ – qutb yuzasidagi magnit maydoni kuchlanganligi va induksiyasi (x=0), A/m va Tl; s- magnit maydonining har xilligi koeffitsienti, m^-1.
(2.25) bog‘liqlikdan foydalanib, gradH va gradB topamiz:
  (2.26)
(2.26) tengliklarda “-” belgisi tushib qoladi. U magnit tizimidan uzoqlashganda magnit maydoni kuchlanganligi kamayishini ko‘rsatadi.
Unda magnit tizimining solishtirma magnit kuchi
 (2.27)
(2.25) - (2.27) bog‘liqliklar ko‘rinishi shuni ko‘rsatadiki, qutbdan magnit tizimining uzoqlashishida magnit maydonining kuchlanganligi va induksiyasi, gradH, gradB, va magnit kuchi pasayadi.
Magnit maydoni har xilligi qutblar qadamiga bog‘liq. Ko‘p qutbli magnit tizimining qutblar qadami deb, ikkita qo‘shni har xil nomlanishli qutblar markazi o‘rtasidagi masofaga aytiladi (2.1-rasmga qarang).
Nazariy tadqiqotlarda aniqlanishicha, qutblarning silindrli yuzada (baraban ichida) joylashuvida maydoni har xilligi koeffitsienti qutblar qadami bilan quyidagi o‘zaro nisbatda bog‘langan
 (2.28)
bunda, S- ko‘p qutbli magnit tizimi qutblari qadami; R- silindrli yuza (baraban gardishlari) radiusi, m.
Qutblarning tekislikda joylashishida (osma temir ajratgich, R→∞) magnit maydoni har xilligi koeffitsienti qutblar qadami bilan quyidagi o‘zaro nisbatda bog‘langan
 (2.29)
(2.28) va (2.29) o‘zaro nisbatlardan kelib chiqadiki, ko‘p qutbli magnit tizimi qutblari qadami qancha kichik bo‘lsa, magnit maydoni har xilligi koeffitsienti shuncha yuqori va qutbdan uzoqlashishda magnit maydoni kuchlanganligi shuncha kamayadi. SHuning uchun agar dastlabki mahsulot zarralari qutblar yaqinida harakatlansa va ular o‘lchami nisbatan kichik bo‘lsa, unda qutblarning kichik qadamili (magnit tizimi massasidan kam) magnit tizimidan foydalanish mumkin. Ancha yirik materialni boyitishda yoki zarralarning magnit tizimidan ancha masofada harakatlanishida (pastki uzatish) qutblar qadamini oshirish lozim.
Barabanli separatorlar uchun magnit maydoni har xilligi koeffitsientiga baraban radiusi ta’sir etadi. Separator barabani radiusi qancha katta bo‘lsa, qutbdan uzoqlashishda magnit maydoni kuchlanganligi shuncha kamayadi. SHuning uchun pastdan uzatishli barabanli magnitli separatorlarda barabanning katta diametrili separatorlarda eng katta magnit kuchiga erishiladi. Masalan, 1, 5 m baraban diametrili sanoat separatorlari 0,9 m baraban diametrili separatorlar bilan taqqoslaganda, chiqindilarda magnetitli temirning kam massa ulushini ta’minlaydi.
Ochiq magnitli tizim maydoni xususiyatiga, qutblar qadamidan tashqari, qutb kengligi (b), qutblar o‘rtasidagi oraliq (a) va qutbning tashqi shakli ham ta’sir ko‘rsatadi. Bariy ferritdagi tizim uchun b:a o‘zaro nisbat, odatda, 3:1 dan 5:1 gacha o‘zgaradi. Nodir er metallari magnitidan foydalanishda, odatda, b:a o‘zaro nisbat yuqori bo‘ladi. b:a ning maqbul o‘zaro nisbati magnit tizimining almashinadigan qutblari bo‘ylab juda tekis magnit maydonini ta’minlaydi (qutblar o‘rtasidagi oraliqlar ustida keskin oshmasdan yoki kamaymasdan). Qutblar o‘rtasidagi oraliqlarning o‘ta oshib ketishida baraban bilan magnit tizimi bo‘ylab magnit zarralarini tashish jarayoni buzilishi mumkin.
2.2-rasmda ПБM-P-90/250 (bariy ferritdan doimiy magnitlar) sanoat separatori, 120T-СЭM (elektromagnit, I=10 A) laboratoriya separatori va ПБС-33/18 Nd-Fe-B dan doimiy noyob er metallari magnitlari) laboratoriya separatorlarining barabanlari yuzasidan normal bo‘yicha uzoqlashishida magnit maydoni induksiyasi (qutb markazi ustida) kamayishining tajribaviy qiymatlari va nazariy bog‘liqliklari keltirilgan. Induksiyaning tajribaviy qiymatlari teslametr yordamida aniqlangan.