ВОПРОС: Обогащение магнитной сепарацией

Магнитное обогащение состоит в разделении минеральных зерен руды по их магнитной восприимчивости. Раздробленая руда вводится в магнитное поле, в котором зерна магнитного минерала притягиваются к полюсам магнита и, преодолевая постоянно действующие силы (силы гравитации, центробежные, сопротивление водной среды и др.), перемещаются в одном направлении, в то время как немагнитные зерна под действием этих сил движутся в другом направлении. На зерно минерала, помещенное в магнитном поле, действует магнитная сила

,

где F_мar – сила магнитного притяжения, кгс/кг; μ₀ – магнитная постоянная, 1,26·10^–6 Гн/м; χ – удельная магнитная восприимчивость, м³/кг; Н – напряженность магнитного поля, А/м.

Следовательно, эта сила определяется магнитной восприимчивостью минерала и напряженностью магнитного поля.

Удельная магнитная восприимчивость некоторых минералов и их свойства приведены в таблице 4.2.

Магнитной сепарацией в основном обогащают руды с сильномагнитными свойствами, в состав которых входят минералы магнетит и маггемит.

Для других минералов необходимо создавать магнитное поле с высокой напряженностью, что технически трудно достигается. Поэтому в зависимости от минералогического состава обогащаемой руды применяют сепараторы с разной напряженностью магнитного поля. Сильномагнитные руды обогащают на сепараторах со слабым магнитным полем напряженностью (32–95)∙10³ А/м, слабомагнитные – с магнитным полем напряженностью (143–1270)∙10³ А/м. Магнитное поле создается электромагнитами, напряженность его регулируется силой тока. В сепараторах со слабым магнитным полем могут применяться и постоянные магниты.

Совершенствование магнитного обогащения идет по двум направлениям:

– более тонкое измельчением исходного материала, что повышает степень раскрытия зёрен рудного минерала и содержание железа в концентрате;

– повышение напряженности магнитного поля в рабочем пространстве сепараторов (полиградиентные сепараторы – с изменяющимся в пространстве магнитным полем). Последние возможно применять для обогащения окисленных кварцитов и бедных гематито-мартитовых руд, которые, несмотря на огромные запасы, практически не используются.

Доля магнитного обогащения железных руд среди других способов составляет более 80%, на промывку и отсадку приходится около 15%, остальное – на другие методы. Магнитной сепарацией практически невозможно обогащать маломагнитные и окисленные руды из-за больших потерь железа с немагнитными оксидами железных руд. В связи с этим магнитная сепарация применяется не только как самостоятельный метод обогащения, а входит в состав комбинированных схем: магнитно-гравитационные, магнитно-флотационные и др.

Магнитные сепараторы разделяются на ленточные, барабанные, шкивные, кольцевые.

Материал в сепаратор можно подавать в сухом или в мокром виде (в виде пульпы). Т.к. во втором случае устраняется пылеобразование, то он имеет гораздо большее распространение.

Для обогащения руд крупностью более 6 мм применяется сухая магнитная сепарация. Руды крупностью менее 0,1 мм обогащаются только мокрым способом. Кроме подавления пылеобразования это позволяет повысить эффективность обогащения, т.к. в водной среде разделение мелких частиц более полное.

Для сухого обогащения крупнокусковых магнетитовых руд применяют трехбарабанные сепараторы с верхней загрузкой руды (рисунок 4.17). Выделение промежуточного продукта происходит на нижнем барабане с более высокой напряженностью магнитного поля.

Рисунок 4.17 – Схема трехбарабанного сепаратора с верхней загрузкой руды

При мокром обогащение процесс проходит в 2– 4 стадии, на каждой из которых руда дробится и подвергается магнитной сепарации. Это позволяет избежать больших расходов на измельчение пустой породы. На первых стадиях для руды крупностью 5-50 мм применяется сухая сепарация, при этом удается значительная часть немагнитных компонентов. Промпродукт сухой сепарации для более полного раскрытия зерен руды направляют на мокрое измельчение и магнитную сепарацию в водной среде.

Принципиальные схемы устройства магнитных сепараторов для мокрого обогащения руд с нижней подачей материала показаны на рисунке 4.18. В прямоточных сепараторах (а) направления движения барабана и потока пульпы совпадают, в противоточных (б) – направлены навстречу друг другу, а в полупротивоточных (в) – пульпа подается снизу и разделяется на два потока: по направлению движения барабана (магнитная часть) и против него (немагнитная часть).

1 – зернистый немагнитный продукт; 2 – магнитный продукт; 3 – тонкозернистый немагнитный продукт; 4 – зернистый и тонкозернистый немагнитные продукты.

Рисунок 4.18 – Схемы магнитных сепараторов для мокрого обогащения руд

с нижней подачей материала

Наибольшее распространение имеют прямоточные сепараторы, более подробно представленные на рисунке 4.19. Основным узлом прямоточного сепаратора является барабан 2, изготовленный из немагнитного материала с резиновой обклейкой 5, в котором расположена неподвижная магнитная система 3. Исходный материал в виде пульпы через загрузочную коробку 1 подается на загрузочный лоток 7 и направляется в магнитное поле.

Рисунок 4.19 – Устройство барабанного магнитного сепаратора

с прямоточной ванной

Немагнитные частицы (отходы) под действием силы гравитации попадают вниз, а магнитные (концентрат) – притягиваются к барабану и увлекаются им до разгрузочного лотка 4. По выходу из зоны действия магнитного поля концентрат отстает от барабана и попадает на лоток 4. Кроме того, сюда подается струя воды для смыва оставшегося на барабане концентрата. Производительность сепаратора с барабаном диаметром 600 и длиной 1500 мм, вращающегося со скоростью 40 об/мин, составляет 12–45 т/ч в зависимости от крупности частиц обогащаемой руды (степень извлечения железа до 82%).

При обогащении тонкоизмельченного материала в прямоточных сепараторах не все частицы рудного минерала успевают притянуться к барабану и попадают в отходы. Применение противотока устраняет этот недостаток – поток исходного материала движется навстречу вращающемуся барабану. Он увлекает наверх концентрат, который сливается через специальный порог, а немагнитные частицы проходят под барабаном через ванну 6 и сливаются вниз. Такие сепараторы позволяют повысить степень извлечения железа до 90%.

При наличии в пульпе крупных зерен они осаждаются на дне подающего лотка и нарушают нормальную работу сепаратора. Применение полупротивоточных сепараторов устраняет этот недостаток. В нем частицы «набрасываются» на барабан снизу и концентрат движется по ходу его вращения, а отходы – против вращения.

Каждый из этих типов сепараторов имеет свои области применения, где они наиболее эффективны. Прямоточные сепараторы применяют при обогащении крупнозернистых руд и на первых стадиях обогащения, противоточные – при обогащении руд с крупностью частиц менее 2–3 мм, полупротивоточные – с крупностью частиц менее 0,3 мм.

Поиск по сайту: