CC BY
22
© В.Г. Андреев, В В. Кармазин, 2012
УДК 622.7
В.Г. Андреев, В.В. Кармазин
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК УСПЕХ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ СЕПАРАТОРОВ ВСПБМ
Установлены основные взаимосвязи между факторами, наиболее влияющими на параметр оптимизации (частота вращения барабана, частота вращения магнитной системы и плотность пульпы), разработана новая конструкция сепаратора с многозонной магнитной системой и доказано, что выделение магнетита на первой стадии ММС не требует высокой частоты магнитного поля и это позволяет отказаться от вращения магнитной системы.
Ключевые слова: магнетит, магнитная система, сепаратор, флокулы, ферромагнитные стержни.
Проблема стадиального выделения магнетита состоит в определении оптимальной частоты магнитного поля в зависимости от крупности частиц и плотности пульпы. Были установлены основные взаимосвязи между факторами, наиболее влияющими на параметр оптимизации (частота вращения барабана, частота вращения магнитной системы и плотность пульпы) и доказано, что выделение магнетита на первой стадии ММС не требует высокой частоты магнитного поля, что позволяет отказаться от вращения магнитной системы. Повышение частоты достигается за счет уменьшения шага полюсов магнитной системы и расположенных на поверхности барабана вторичных полюсов, контролируя при этом глубину магнитного поля. Для определения необходимых значений скорости вращения барабана при неподвижной магнитной системе были рассчитаны и экспериментально определены, в ходе промышленных испытаний сепаратора ВСПБМ — 90/100 на ОФ МГОКа, зависимости. Эти зависимости можно оценить по графикам (рис. 1).
Стадиальное выделение концентрата по мере раскрытия магнетита -это стратегическая задача развития техники и технологии обогащения руд черных металлов для повышения его экономической эффективности. Это касается и исследований на ДОК ОАО «Михайловский ГОК», однако один опытно-промышленный сепаратор такую задачу решить не может, поэтому необходимо создавать серийный промышленный сепаратор ВСПБМ-120/200 или ВСПБМ-120/300, которые соответствуют всем требованиям современного производства.
В связи с изложенным, главной задачей промышленных испытаний сепаратора ВСПБМ-90/100 являлось определение его оптимальных конструктивно-технологических параметров для выдачи технического задания на проектирование промышленного образца. Как уже отмечалось, важнейшим параметром режима высокоселективной ММС является частота магнитного поля, при которой достигается необходимое качество концентрата. Основной задачей проведен-
> цришгмнн |"кф.|1~иП:1
Рис. 1. Зависимости прироста железа общего в концентрат от скорости вращения барабана на разных стадиях технологической схемы
ных испытаний было увеличение эффективности работы
сепаратора и повышения качества получаемого концентрата. В связи с этим основным решением проектируемого нового сепаратора ВСПБМ является улучшение качества получаемого концентрата за счет отделения раскрытых зерен магнетита от сростков
пустой породы. Новая конструкция сепаратора (рис. 2.) с многозонной магнитной системой, в которой каждая зона последовательно выполняет заданные технологические функции (формирования слоя магнетита с управлением магнитной флокуляцией, удаление из этого слоя бедных, средних и богатых магнетитовых сростков), а на каждом участке магнитной системы по ходу движения материала модулируется частота вращения и амплитуда напряженности магнитного поля, гидродинамическая пульсация в рабочей зоне сепаратора, рециклирование концентратов при необходимости повышения его качества.
Сепаратор устроен следующим образом. Исходный материал в виде пульпы подают в рабочую зону сепаратора. Магнитные частицы, содержащиеся в пульпе, под воздействием магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами, и гравитационных сил в первой зоне сепаратора притягиваются к барабану и группируются во флокулы. Основная масса немагнитных частиц отбрасывается от барабана под воздействием центробежных и гидромеханических сил. С увеличением напряженности магнитного поля в направлении вращения барабана именно в этой зоне соответственно увеличивается размер флокул. Величина напряженности магнитного поля и величина шага полюсов
Питание
Рис. 2. Схематический разрез сепаратора ВСПБМ — 120/250: 1 — корпус; 2 — барабан; 3 — ферромагнитные стержни; 4 — магнитная система мс — 1; 5 — магнитная система мс — 2; 6 — магнитная система мс — 3; 7 — магнитная система мс — 4; 8 — магнито-проводящее ярмо; 9 — вал; 10 — диафрагмы; 11 — постоянные магниты; 12 — индукционная щетка; 13 — питатель; 14 — разгрузочное устройство промпродукта; 15 — разгрузочное устройство концентрата; 16 — подача воды
Таблица 1
Результаты испытаний при различных режимах сепарации в зависимости от наличия ферромагнитных стержней в обечайке барабана магнитного сепаратора
№ Исходное По = 0 П1 =2 П2 =4 Пз =6
п/п питание, в, в - в, в — а, в, в — в, в —
а, % % а, % % % % а, % % а, %
1 50,1 57,2 7,1 57,2 7,1 57,5 7,4 57,6 7,5
2 51,0 56,9 5,9 56,9 5,9 57,4 6,4 57,5 6,5
3 50,5 57,1 6,6 57,1 6,6 57,4 6,9 57,6 7,1
4 50,7 57,0 6,3 57,0 6,3 57,5 6,8 57,5 6,8
5 49,6 56,7 7,1 56,8 7,2 57,3 7,7 57,5 7,9
6 50,0 57,3 7,3 57,4 7,4 57,8 7,8 58,0 8,0
7 50,0 57,2 7,2 57,2 7,2 57,4 7,4 57,5 7,5
8 50,6 56,9 6,3 57,0 6,4 57,2 6,6 57,4 6,8
9 51,0 58,1 7,1 58,3 7,3 58,4 7,4 58,5 7,5
10 51,2 57,2 6,0 57,4 6,2 57,7 6,5 57,8 6,6
Рис. 3. Внешний вид сепаратораво время испытаний с ферромагнитными стержнями (б) и без них (а)
Рис. 4. Графики зависимости прироста в концентрат железа общего от количества ферромагнитных стержней в обечайке, где: ряд 1- при п0; ряд 2- при п1; ряд 3- при п2; ряд 4- при п3
выбираются из условий необходимого уровня магнитных сил. Ферромагнитные стержни (рис. 3), встроенные в барабан и модулирующие частоту магнитного поля, при перемагничи-вании вызывают разрушение прилипших к ним магнетитовых флокул.
В лабораторных условиях были проведены эксперименты по влиянию ферромагнитных стержней в обечайке сепаратора на прирост железа общего в концентрат (табл. 1.). При этом количество стержней на магнитный шаг менялось от 2 до 6, где: п0 -без ферромагнитных стержней; пх - 2
стержня на магнитный шаг; п2 - 4 стержня на магнитный шаг; п3 - 6 стержней на магнитный шаг.
Во второй зоне сепаратора (рис. 2(11)) осуществляется формирование равномерного рабочего слоя магнетита на барабане под воздействием магнитного поля. Для более полного захвата магнетита магнитным полем величина его напряженности больше по сравнению с напряженностью магнитного поля в первой зоне, а шаг полюсов задается из условия обеспечения глубины поля, которое должно обеспечивать захват магнитных частиц к барабану.
Рис. 5. Картина поля ВСПБМ - 120/250
При прохождении пульпы во второй зоне сепаратора происходит взаимодействие с полюсами магнитной системы при помощи дугообразных подпружиненных диафрагмам. Размер зазора между поверхностью барабана и дугообразными подпружиненными диафрагмами выбирается с учетом величины напряженности магнитного поля. Флокулы, сгруппированные на барабане, перемещаются в третью зону сепаратора (рис. 2(111)). В этой зоне под воздействием магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, обеспечивается растяжение и выравнивание флокул магнетита над зоной разгрузки хвостов. Это позволяет производить дополнительную очистку магнетита от частиц пустой породы и сростков, выводимых в хвосты. Флокулы продолжают свое движение по барабану
и проходят через четвертую зону сепаратора (рис. 2(1У)). Напряженность магнитного поля четвертой зоны, а также шаг полюсов меньше, чем во второй зоне.
Воздействие высокочастотного магнитного поля обеспечивает достаточно качественную перечистку магнетита, образовывая фло-кулы, более богатые магнетитом. Флокулы, проходя через вращающуюся цилиндрическую индукционную съемную щетку производят перемагничивание магнетита с захватом магнитных частиц щеткой и с удалением оставшихся частиц пустой породы из флокул в хвосты. Чистый магнетит с индукционной щетки под действием магнитного поля, создаваемого магнитной системой сепаратора, притягивается обратно к барабану и продолжает движение к зоне разгрузки концентрата. Богатые магнетитом флокулы разгружаются с помощью системы подачи воды в устройство для разгрузки концентрата.
Картина поля разрабатываемого сепаратора представлена на рис.5. Установлены технологические возможности применения ВСММС в разных точках технологических схем ЛГОКа и МГОКа для стадиального выделения готовых продуктов по мере их раскрытия и получения высококачественных концентратов. Получена новая технология с повышенными технико-экономическими показателями, гтте?
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Кармазин В. В. — доктор технических наук, профессор, руководитель НТЦ «Горнообогатительные модульные установки», Андреев В.Г. — аспирант,
Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru.
