CC BY
20
- © А.Д. Солодснко, 2012
УДК 622.271.1:669.213.1 А.А. Солоденко
БАРАБАННЫЙ МАГНИТОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РУД
Описаны конструктивная схема и принцип действия магнитожидкостного сепаратора барабанного типа. Приведены результаты испытаний лабораторной модели сепаратора на искусственных смесях и свинцово-цинковой руде. Дано обоснование возможности применения сепаратора для предварительной концентрации руд Ключевые слова: руда, сепарация, магнитная жидкость, показатели, концентрат.
Л ля предварительной концентрации руд используют разницу в плотности рудных и породных минералов, применяя процесс разделение минералов в тяжёлых суспензиях [1]. Однако по вязкости и устойчивости более совершенными разделительными средами являются псевдоутяжелённые магнитные коллоиды, применяемые в магнитожидкостных сепараторах [2]. Применению МЖС в операциях предконцентрации руды припятству-ют большой расход ферроколлоидов и низкая производительность МЖ-сепараторов. В настоящей работе предлагается способ и устройство, в которых одновременно решаются обе проблемы.
В данном способе рабочий слой ферроколлоида окружают водой. Сепарация осуществляется как на границе раздела жидкостей, так и в объёме феррокол-лоида. В балансе сил, разделяющих частицы, участвуют гравитационные, магнитные и силы поверхностного натяжения жидкостей. Режим сепарации регулируется напряжённостью магнитного поля и концентрацией феррокол-лоида. Сепаратор (рис.) включает сепарационную камеру 1, дели-
тельную перегородку 2, магнитопро-вод 3, магниты 4 с полюсами 5, питатель 6, слой магнитной жидкости 7, окружённый водой 8.
Исходный материал подают в верхний межпоюсный зазор. Легкие частицы остаются плавать на границе раздела воды и магнитного коллоида тяжёлые - тонут на дно рабочей зоны. По мере вращения магнитной системы происходит самопроизвольная разгрузка частиц. Падающие в воде по разным траекториям частицы разделяются перегородкой 7 и направляются в разгрузочные устройства.
Наименование продукта Выход, % Содержание, % Извлечение, %
Pb Zn Pb Zn
Легкая фракция 47,4 0,12 0,38 3,8 6,2
Тяжелая фракция 20,8 3,11 7,7 53,0 55,1
Класс (-15+5) мм 68,2 1,23 2,62 56,8 61,3
Класс -5 мм 31.8 2,01 3.55 43,2 38,7
Обогащенная руда 52,6 2,71 5,21 96,2 93,8
Исходная руда 100,0 1,48 2,92 100,0 100,0
Повышение производительности МЖС в предлагаемой конструкции обусловлено поперечным движением материала в рабочих зазорах, неограниченной их длиной и количеством. Разделяемые частицы проходя через слой воды становятся лиофобными по отношению к магнитной жидкости, что резко сокращает её расход.
Испытание предлагаемого устройства проводили на лабораторной модели, созданной на базе постоянных магнитов из сплава редкоземельных металлов «неодим-железо-бор». Магнитная система модели включала 4 рабочих зоны, шириной от 2 до 6 см и высотой 5 см, расположенных на барабане диаметром 10 см и длиной 15 см.
Сепарировали смесь доломита с пиритом разной крупности. Установ-
лено, что при уменьшении крупности частиц от 10 до 3 мм эффективность МЖ-сепарации Е=0,5(е1 + е2) снижается с 95 до 60 % (е1>2 — извлечение легких и тяжелых частиц в собственные продукты). В таблице приведены показатели МЖ сепарации РЬ-7п руды крупностью (-15+5).
Полученные данные подтверждают вывод о высокой эффективности предварительного обогащения руды с помощью разработанного устройства: при выходе легкой фракции на уровне 50 % потери металлов составляют не более 4-6 %, а качество руды увеличивается в 1,8 раза. Расход ферромагнитной жидкости, составил не более 100 г/т, что вполне приемлемо для промышленной практики обогащения.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов A.A. Технология обогащения руд цветных и редких металлов. - М.: Недра, 1983. - 359 с.
2. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Солоденко A.A. Минералургия. Золото: теория и промысел, том 1, Владикавказ, ООО НПК «Мавр», 2010 г, 955 с. ВШЭ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Солоденко A.A. - кандидат технических наук, докторант, Северо-Кавказский горнометаллургический институт (государственный технический университет), science.ncstu.ru
© A.A. Солоденко, 2012
УДК 622.271.1:669.213.1 А.А. Солоденко
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ В ЦЕНТРОБЕЖНОМ СЕПАРАТОРЕ С ДВУХСЛОЙНОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДОЙ
Описаны результаты исследований эффективности разделения минеральных частиц в комбинированной разделительной среде из воды и тяжёлой жидкости под действием центробежного поля. Установлена возможность эффективной сепарации минералов с разницей в плотности более 0,5 г/см3, крупностью менее 0,15 мм. Ключевые слова: минералы, плотность, крупность, центробежная сепарация
Наиболее прецизионным способом разделения тонкозернистых частиц по плотности, как известно, является сепарация их центрифугированием в тяжелых жидкостях [1]. Высокая стоимость и токсичность тяжелых растворов препятствуют применению их в практике обогащения. Преодоление указанных затруднений возможно использованием двуслойной разделительной среды из взаимонерастворимых и несмеши-вающихся жидкостей, одна из которых тяжелая [2, 3]. На рисунке представлена схема центробежного сепаратора, в котором может быть реализован такой метод разделения. Однако использование двухслойных сред вносит ограничения по крупности разделяемых частиц, поскольку в процесс сепарации в данном случае включаются силы адгезии и поверхностного натяжения используемых жидкостей. В этой связи выполнены экспериментальные исследования центробежной сепарации в
двухслойной разделительной среде. В стаканы лабораторной центрифуги заливали Э объема бромоформа (СНВг3) плотностью 2,89 г/см3, а затем доливали 1/4 объема воды. Для разделения использовали смеси минералов: кварца (2,6 г/см3), флюорита (3,2), пирита (4,9), касситерита (6,9) и галенита (7,5), измельченные до крупности 0,15 мм и обесшламленные в гидроциклоне диаметром 50 мм.
Первую серию опытов проводили на лабораторной центрифуге, ис-
Результаты опытов сепарации пятикомпонеитиой смеси минералов
Скорость вращения ротора, об/мин Выход тяжёлой фракции, % Скорость вращения ротора, об/мин Содержание минералов в тяжёлой фракции, % Засорение тяжёлой фракции, % Эффективная плотность разделения г/см3
кварц флюорит пирит касситерит- галенит
0 0 0 0 0 0 0 0 > 8.0
100 24,2 100 0,8 1,7 3,0 5,1 89,4 10,6 7,3
300 43,0 300 0,9 2,0 3,9 46,6 46,6 6,8 5,9
500 62,5 500 1,5 2,5 32,0 32,0 32,0 4,0 4,0
700 82,0 700 2,4 24,4 24,4 24,4 24,4 2,4 2,8
900 100,0 900 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 0,0 2,5
пользуя двухкомпонентные смеси: кварц-флюорит, флюорит - пирит и касситерит-галенит). Навески массой 10 г, помешали в пробирки центрифуги и запускали её, увеличивая скорость врашения ротора до появления на дне осадка в количестве 30—40 % от исходной массы. После анализа состава фракций повторяли опыты, увеличивая скорость врашения ротора до выделения в тяжелую фракцию 50—60 % материала. По величине произведения содержания тяжёлого металла на извлечение его в тяжёлую фракцию выбирали скорость враше-ния ротора центри-фуги, которая обеспечивает наиболее высокие пока-
затели разделения. Затем строили зависимость эффективной плотности разделения от скорости врашения ротора центрифуги.
С учётом полученных данных провели серию опытов по разделению пятикомпонентной минеральной смеси на лабораторном сепараторе, изготовленном по схеме рисунка.
Как видно из таблицы, минеральные частицы делятся достаточно эффективно. Засорение выделяемых фракций не превышает 11 %. Традиционным способом из данной смеси в бромоформе можно выделить только кварц, поскольку остальные минералы имеют плотность более 3 г/см3.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Берлинский A.M. Разделение минералов. - М.: Недра, — 1988. 230 с.
2. Паньшин A.M., Евдокимов С.И., Солоденко A.A. Минералургия. Золото: теория и промысел, том 1, Владикавказ, ООО НПК «Мавр», 2010 г, 955 с. и'.иа
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Солоденко A.A. - кандидат технических наук, докторант, Северо-Кавказский горнометаллургический институт (государственный технический университет), science.ncstu.ru
