23 февраля 2016г.
Россия занимает первое место (в пересчете на содержание железа) в мире по количеству запасов железной руды. В нашей стране преимущественно добываются и перерабатываются сравнительно легкообогатимые неокисленные железистые кварциты. Но как показывает мировая практика запасы легкообогатимых руд не безграничны и поэтому необходимо изучать возможности вовлечения в переработку окисленные железистые руды, которые сотнями миллионов тонн накоплены в рудных отвалах на железнорудных предприятиях России.
При изучении мировой практики переработки окисленных железистых руд можно видеть сложные технологические схемы обогащения, которые включают в себя операции магнитного, гравитационного и флотационного обогащения. Магнитное обогащение в данных технологических схемах в основном представлено высокоградиентными магнитными сепараторами, которые используют электромагнитную систему для создания магнитного поля в зоне разделения. Выбор матрицы для данных магнитных сепараторов является важной задачей, т.к. от этого зависит общий расход энергозатрат на данный передел и качество полученного конечного концентрата, что прямым образом влияет на дальнейший металлургический передел.
На большинстве обогатительных фабрик в мире получили широкое распространение следующие типы высокоградиентных магнитных сепараторов:
· Jones (мокрый высокоградиентый магнитный сепаратор)(WHIMS)[1];
· Slon (Вертикальный пульсирующий магнитный сепаратор (VPHGMS)[2].
Важным элементом высокоградиентных магнитных сепараторов (WHIMS,VPHGMS)является матрица сепарации. Роль матрицы и требования к ней должны включать:
· концентрацию магнитного поля в зоне сепарации;
· образование градиента магнитного поля;
· прохождение немагнитных частиц через элементы матрицы;
· аккумуляцию парамагнитных частиц на элементах матрицы;
· очищение элементов матрицы от парамагнитных частиц вне зоны магнитного поля. Широкое применение нашли матрицы зубчатого и стержневого типа.
Изучение зубчатых плиточных матриц.
Матрицы этого типа впервые были предложены корпорацией HumboldtWedag [3] (в настоящее время MBE coal and minerals technology GMBH) для их высокоградиентных сепараторов типа Jones (Рисунок 1б). Заявлено, что более 300 сепараторов подобной конструкции были произведены и внедрены на сегодняшний день. Существуют текущие стандартные типоразмеры однороторных сепараторов от лабораторной модели JonesР-40 производительностью не более 0,5 т/ч, до промышленных двухроторных сепараторовJonesDP-317 с производительностью 120 т/ч и выше. Плиточные зубчатые матрицы типа 4R и 8R (4 и 8 зубцов на дюйм ширины соответственно) используются для данных сепараторов. Типичная матрица с волнистыми плитами показана на Рисунке 1а.
Стержневые матрицы.
Стержневые матрицы (Рисунок
2а) эффективно применяются в пульсирующих высокоградиентных магнитных
сепараторах (VPHGMS) для обогащения окисленных железных руд.
Стержни в матрице располагаются в шахматном порядке и могут иметь диаметр от 1 до 6 мм. На сегодняшний день основным
производителем высокоградиентных магнитных сепараторов с данным видом матриц является
китайская компания SLONпри взаимодействии с компанией Outotec (Финляндия) [4]. Производительность
данных сепараторов может достигать
450 т/ч.
Для сравнения матриц высокоградиентных магнитных сепараторов было проведено исследование на окисленной железной
руде представленной основным минералом в виде гидрогѐтита плотностью 2,9 г/см3, с исходным содержанием Feобщ.= 35,5%. Руда перед высокоградиентной магнитной сепарацией была измельчена
до крупности P80 = 11,5 мкм в мельнице для тонкого
измельчения ISAMILL типоразмер M4 компании XstrataTechnology (Австралия) [5]. Опыты обогащения проводились по схемам, включающим операции измельчения и одностадиальную высокоградиентную магнитную
сепарацию. Магнитное
обогащение было проведено в высокоградиентных магнитных сепараторах двух типов установленных на кафедре
обогащения полезных ископаемых Горного университета:
1. Лабораторная установка
для мокрой магнитной сепарации
высокой интенсивности Jones P40 компании MBE CoalandMineralTechnologies GMBH (Германия);
2.
Лабораторный пульсирующий
высокоградиентный
магнитный
сепаратор SLon - 100 компании «Outotec»(Финляндия).
Таблица 1
Результаты магнитного обогащения
Наименование продукта
|
Выход продукта, %
|
Содержание в продукте, %
|
Извлечение в продукт, %
|
Feобщ.
|
Feобщ.
|
Тонкое измельчение на мельнице ISAMILL M4 P80 = 11,5
мкм
|
Магнитное обогащение на высокоградиентном магнитном сепараторе Jones P40
|
Индукция магнитного поля 2,0 Тл, зазор между
пластинами 0,8 мм
|
Черновой концентрат
|
63,6
9,3
27,1
100,0
|
38,2
31,8
31,4
35,76
|
67,9
8,3
23,8
100,0
|
Промпродукт
|
Немагнитный
|
Исходный
|
Магнитное обогащение на высокоградиентном магнитном сепараторе Slon 100
|
Индукция магнитного поля 1,2 Тл, пульсация 200 об/мин,
матрица 1 мм
|
Черновой концентрат
|
60,7
39,3
100,0
|
41,3
26,5
35,48
|
70,6
29,4
100,0
|
Немагнитный
|
Исходный
|
Индукция магнитного поля 1,2 Тл, пульсация 250 об/мин,
матрица 1 мм
|
Черновой концентрат
|
57,5
42,5
100,0
|
46,3
21,5
35,76
|
74,4
25,6
100,0
|
Немагнитный
|
Исходный
|
Выводы.
Из Табл.1 можно сделать заключение, что выбор матрицы
для высокоградиентного магнитного
сепаратора может улучшить технологические показатели магнитного обогащения окисленных железистых руд, что даст положительный эффект
при дальнейшей металлургической переработке. При магнитном обогащении в высокоградиентных магнитных
сепараторах выбор матрицы сепарации является важной технической задачей которая позволяет
снизить энергозатраты для создания магнитного поля.
Список литературы
1.
Wet High-Intensity Magnetic Separator. URL:http://www.mbe-cmt.com/en/products/jones%C2%AE- whims/specifications (Дата обращения 30.12.2014)
2.
The SLon® vertically pulsating high-gradient magnetic
separator. Copyright
© 2013 OutotecOyj. All rights reserved.
3. В.В. Кармазин,
В.И. Кармазин. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых: Учебник для вузов. В 2Т. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - Т 1: Магнитные
и электрические методы
обогащения полезных
ископаемых. - 669 с.
4.
Dobbins M. and Hearn S. SLon® magnetic separator: A new approach
for recovering and concentrating iron ore fines, Canadian Institute of Mining,
Metallurgy and Petroleum
Conference and Exhibition, April 29–May 2, Montreal, Canada 2007.
5.
Anderson, G S and Burford, B D. IsaMill-The Crossover from Ultrafine to Coarse Grinding, Metallurgical Plant Design and Operating Strategies (Metplant 2006), 18 to 19 September 2006, Perth, Western
Australia.