Актуальность: Магнитные методы обогащения органически связаны с горно-металлургической и рядом других отраслей промышленности. Магнитные процессы обогащения призваны подготавливать руды, обладающими магнитными свойствами, к дальнейшей переработке. Кроме того, данные методы широко используются при доводки (получение требуемого качества) концентратов руд редких металлов, при очистке от магнитных включений горно-химического сырья.
Цель: рассмотрение сущности магнитной сепарации и область применения магнитного метода обогащения.
Основное практическое применение магнитной сепарации —
Магнитное обогащение получило применение и в углеобогатительной промышленности в качестве метода регенерации магнетитовых суспензий при тяжелосреднем обогащении.
1.Сущность магнитной сепарации
МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ, магнитное обогащение (а. magnetic separation; н. Magnetscheidung;
— , — способ обогащения полезных ископаемых, основанный на использовании различия в магнитных свойствах (величинах магнитной восприимчивости, остаточной индукции, коэрцитивной силы и др.) компонентов разделяемой механической смеси (минералов, их сростков и др.) крупностью до 150 мм в неоднородном постоянном или переменном магнитном поле.
Первые сведения об использовании магнитной сепарации для обогащения железных руд появились в 18 в. В промышленности магнитная сепарация впервые применена в Швеции в 1892. В России первый магнитный сепараторизготовлен в 1911 и использован на Урале для обогащения магнетитовой руды. Магнитная сепарация для крупновкрапленных слабомагнитных руд начали применяться в 40-х гг., а тонковкрапленных — в 70-х гг. 20 в. Физический механизм разделения магнитной сепарации как сильномагнитных, так и слабомагнитных руд состоит в том, что минеральные зёрна, обладающие более высокой магнитной восприимчивостью, притягиваются к полюсам магнитной системы магнитных сепараторов и с помощью транспортирующих устройств перемещаются в приёмные устройства магнитных продуктов, а немагнитные или слабомагнитные зёрна потоком выносятся в приёмные устройства немагнитных продуктов.
Технология обогащения полезных ископаемых
... обогащения полезного ископаемого, принятая в работе Обогатительная фабрика была введена в эксплуатацию в конце 1962 года. Проектная технологическая схема включает четырехстадиальное дробление, сухую магнитную сепарацию, измельчение магнитной ... стадий измельчения до четырех и магнитного обогащения до пяти. Подобные схемы мокрого магнитного обогащения применены на обогатительных фабриках ЮГОКа, ...
Основное практическое применение магнитной сепарации —
В практике обогащения магнитная сепарация производится преимущественно в неоднородных постоянных магнитных полях и является основным методом обогащения железных (около 70% в мире и 90% в РФ) и марганцевых руд (более 90% в PФ).
При обогащении руд чёрных металлов магнитная сепарация позволяет производить высокосортныеконцентраты с содержанием Fe до 68%, Mn до 43%. Извлечение магнитных минералов в концентрат превышает 90%. Магнитная сепарация применяется также для руд цветных и редких металлов, горно-химического и нерудного сырья, в качестве доводочных операций после гравитационных способов обогащения, а также для удаления металлических и железосодержащих примесей из материалов (каолиновые глины, формовочные пески и др.).
В зависимости от величины магнитной восприимчивости материала магнитная сепарация подразделяется на слабомагнитную и сильномагнитную, от среды, в которой производится разделение, — на мокрую и сухую магнитную сепарацию. Для увеличения контрастности магнитных свойств разделяемой смеси применяют термообработку (магнетизирующий обжиг) в окислительной(сидеритовые, карбонатные и другие руды) или восстановительной (оксидные руды) атмосферах.
2.Характеристика объектов магнитного обогащения
Основным объектом магнитного обогащения является руда. Под рудой понимают природное минеральное сырье, содержащее какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях и видах, пригодных для промышленного использования.
Магнитному обогащению подвергаются руды, содержащие минералы, обладающие магнитными свойствами, достаточными для разделения сырья по данному признаку. Это руды, содержащие железо, марганец, хром и ряд других металлов.
Наибольший объем руд, обогащающихся магнитными методами, относится к железным рудам, составляющих основу металлургической промышленности страны.
К железным рудам относятся магнетитовые, гематитовые, сидеритовые и бурожелезняковые руды.
Магнетит (Fe 3 O4 ) – сильномагнитный минерал черного цвета, содержит 72,4% железа, плотность 4,9 – 5,2г/см3 .основное месторождение магнетитовых руд в Украине – Криворожский бассейн, где сосредоточены магнетитовые кварциты. Сопутствующие минералы – гематит, кремнезем, глинозем, пирит, ильменит (титаносодержащий минерал).
Магнетитовые кварциты – основное сырье черной металлургии Украины.
При значительном содержании ильменита в магнетитовой руде последние называют титаномагне
Гематит (Fe 2 О3 ) – слабомагнитный минерал красно-бурого цвета, содержит около 70% железа. Попутно извлекается с магнетитовыми кварцитами в Кривбассе.
Выпускной работы: Разработать технологию рудоподготовки свинцово-цинковой ...
... цветных металлов [8]. Глава I. ХАРАКТЕРИСТИКА СВИНЦОВО-ЦИНКОВОЙ РУДЫ И МЕТОДОВ ЕЕ ПЕРЕРАБОТКИ 1.1. Характеристика руды Свинец – элемент IV группы Периодической системы ... совершенствование техники обогащения руд, использования новых, более эффективных реагентов; 2. комплексная механизация и автоматизация процессов добычи и обогащения руд, металлургической переработки руд и концентратов; ...
Сидерит (FeСО 3 ) – слабомагнитный минерал, содержит 48% железа. Сидеритовые руды весьма ценны для металлургической промышленности, в Украине отсутствуют.
Бурый железняк (nFe 2 O3 m) – слабомагнитный минерал, руды невысокого качества, промышленное использование незначительно.
Марганцевые руды относятся к слабомагнитным, состоят из смеси различных минералов: гаусманит (Mn 3 O4 ),пиролюзит (MnO2 ), манганит (Mn2 O3 H2 O), браунит (Mn2 O3 ) и др.
Марганцевые руды сосредоточены в Никопольском месторождении.
Хромовые руды состоят из хромистых железняков, содержащих Cr, Fe, O, а также Mg, Al. По физическим свойствам руды сходны с железными, но обладают меньшими магнитными свойствами.
3.Классификация процессов магнитного обогащения
По областям применения различают подготовительные, основные (собственно магнитное разделение) и вспомогательные процессы магнитного обогащения.
Подготовительные процессы:
- улавливание металлолома,
- намагничивание и размагничиван
ие, - магнитная агрегация.
Вспомогательные процессы:
- сгущение и обезвоживание,
- измельчение в магнитном поле.
В зависимости от величины магнитной восприимчивости
По принципу использования магнитного поля процессы магнитного обогащения разделяют на прямые и комбинированные (непрямые).
К прямым принадлежат процессы разделения в слабых и сильных полях, регенерации суспензий, извлечения металлолома, магнитного пылеулавливания, термомагнитной и динамической агрегации.
Непрямые процессы:
- магнитогидростатическая (МГС),
- магнитогидродинамическая (МГД) сепарация,
- сгущение материалов, которые предварительно прошли магнитную флокуляцию, сепарацию полезных компонентов, локализованных на магнитных носителях.
Соответственно классификации процессов магнитного обогащения различаются и аппараты, в которых происходят эти процессы:
- магнитные сепараторы,
- дешламаторы,
- магнитогидростатические сепараторы,
- магнитогидродинамические сепараторы,
- электродинамические сепараторы,
- железоотделители,
- металлоразделители,
- устрройства для размагничивания и намагничивания материалов.
Разделение минеральных частиц по магнитным свойствам может осуществлятья в трёх режимах:
- режим отклонения магнитных частичек характеризуется повышенной производительностью, но сниженой эффективностью процесса;
- режим удержания магнитных частичек характеризуется высоким извлечением магнитного компонента;
- режим извлечения магнитных частичек характеризуется высоким качеством магнитного продукта, но снижением его извлечения.
Современные магнитные сепараторы имеют эффективность разделения и производительность в 5-10 раз бо́льшую, чем образцы середины ХХ столетия. В сравнении с другими методами себестоимость магнитной
Электрический ток и магнитное поле
... магнитная стрелка, расположенная рядом с электрическим проводником, отклоняется, когда по проводнику течет ток, т. е. вокруг проводника с током создается магнитное поле. Если взять рамку с током, то внешнее магнитное поле взаимодействует с магнитным полем рамки и оказывает на нее ориентирующее действие, ...
4.Факторы, влияющие на магнитное обогащение
Напряженность магнитного поля. Повышение напряженности поля приводит к увеличению магнитной силы и, как следствие, позволяет извлекать в магнитную фракцию минералы с более низкой магнитной восприимчивостью. Это оказывает влияние на выход и качество продуктов разделения. Однако чрезмерное увеличение напряженности магнитного поля может привести к повышенному засорению магнитной фракции. Недостаточная напряженность поля — причина потерь магнитных минералов с хвостами.
Если технологическая схема обогащения включает несколько последовательных операций магнитной сепарации, при перечистке немагнитной фракции напряженность магнитного поля в каждой последующей операции должна быть увеличена. Доводка же магнитных концентратов осуществляется при постепенном уменьшении напряженности поля.
Параметры рабочей зоны (длина и высота), а также ширина питания определяют пропускную способность, т. е. производительность сепаратора. С увеличением диаметра барабана (валка) длина рабочей зоны возрастает, а это позволяет повысить извлечение магнитных минералов и производительность сепаратора. Повышение производительности достигается также при увеличении ширины приемного отверстия питания (длины барабана, валка).
Высота рабочей зоны определяется в процессе создания конструкции сепаратора и в определенных пределах может изменяться при технологической наладке сепаратора для обогащения минерального сырья данного вида. Уменьшение высоты рабочей зоны приводит к увеличению напряженности магнитного поля, и наоборот.
Частота вращения барабанов и валков сепаратора в значительной мере определяет его производительность и качество продуктов обогащения. Она выбирается в зависимости от метода обогащения (сухой или мокрый), способа подачи питания (верхний или нижний), удельной магнитной восприимчивости и крупности разделяемых минералов, необходимого качества продуктов обогащения (получение готовых концентратов или отвальных хвостов).
Крупность и магнитные свойства обогащаемой руды. При резком различии в крупности разделяемых минералов затрудняется правильный выбор напряженности магнитного поля, параметров рабочей зоны, скоростного режима и производительности сепаратора. Все это приводит к ухудшению технологических показателей обогащения. Лучшие показатели обогащения получаются с применением предварительной классификации материала, максимально сближающей верхний и нижний пределы крупности разделяемых минералов.
Непременным условием применения магнитного обогащения является достаточная контрастность магнитных свойств разделяемых минералов, т. е. если удельные магнитные восприимчивости будут
Это отношение называется коэффициентом селективности магнитного обогащения.
Для извлечения сильномагнитных минералов на магнитных сепараторах
Расчет и подбор оборудования для очистки зерна от примесей магнитные ...
... вращения барабана, мин-1 22, 41 Напряженность магнитного поля, А/м 80 Мощность привода, кВт 0,6 Масса, кг 800 Электромагнитный сепаратор ЭМ-101 (рис.) состоит из устройства для ... зерна. Сита, установленные под углом 3° к горизонтали, очищаются резиновыми шариками 20. Ситовой корпус совершает круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости. Радиус траектории его колебания ...
Магнитные методы нашли широкое применение для обогащения руд черных металлов, при доводке концентратов редких и цветных металлов, для регенерации сильно магнитных утяжелителей при тяжело среднем обогащении, для удаления железных примесей из фосфоритовых руд, кварцевых песков и других материалов.
Содержание твердого в питании сепараторов. С увеличением содержания твердого в пульпе при мокрой магнитной сепарации производительность сепаратора увеличивается, однако качество продуктов обогащения снижается. Увеличение разжиженности пульпы, как правило, обеспечивает повышение качества магнитной фракции, но одновременно возрастают также потери магнитных минералов с хвостами, так как увеличивается скорость прохождения пульпы через рабочую зону сепаратора. Оптимальное содержание твердого в питании сепараторов находится в пределах 30-40 %.
5.Магнитные сепараторы
Магнитная сепарация осуществляется в магнитных сепараторах (рис.1).
