CC BY
11
процесса отсасывания волокна из надрсшстиых продуктов грохотов ГИД, не имеющих сетчатого барабана.
Дальнейшее развитие направления по эффективному извлечению асбестового волокна с грохотов предусматривает разработку и реализацию усовершенствованных конструкций воздухопри-смников, разделительных поверхностей и их взаимное расположение. В данных конструкциях будут использованы технические решения по изобретениям.
Внедрение усовершенствованных конструкций отсасывающих узлов (блок-модулей) для грохотов ГИД в рудном потоке позволит повысить извлечение волокна и снизить его потери с отходами производства, а также улучшить качество черновых концентратов. Ожидаемый экономический эффект составит 8,3 млн руб. в год.
УДК 622.7: 669.6
А. Е. Пелевин, С. А. Толмачёв
ВЛИЯНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ МАГНИТНЫХ МИНЕРАЛОВ В ИСХОДНОМ ПРОДУКТЕ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОБОГАЩЕНИЯ В СЕПАРАТОРЕ С СИСТЕМОЙ ИЗ ПОСТОЯННЫХ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫХ МАГНИТОВ
Массовая доля магнитных минералов в исходном продукте влияет на показатели обогащения в магнитных сепараторах. Степень влияния будет своя для каждого типа аппарата и для режимов его работы. Снижение производительности магнитного сепаратора в любом случае снижает влияние массовой доли магнитных минералов на показатели разделения.
При высокой доле магнитных минералов в исходном продукте рабочий элемент сепаратора (барабан, валок) может не успевать выносить все магнитные минералы в магнитный продукт. Это обычно сопровождается повышением массовой доли магнитных минералов в немагнитном продукте.
При низкой массовой доле магнитных минералов в исходном продукте сложнее добиться высокого качества магнитного продукта при достаточном извлечении. Это связано с механическим захватом в магнитный продукт немагнитных минералов, вероятность которего повышается при низкой массовой доле магнитных минералов в исходном продукте.
Исследования влияния массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на показатели обогащения выполнены для сухого валкового сепаратора ПВС-10/10 с нижней подачей материала. Магнитная система сепаратора набрана из постоянных высокоинтенсизных магнитов (М-Рс-В) и обеспечивает напряжённость магнитного поля на зубцах валка треугольного сечения до 720 кА/м (9000 Э). Удельная производительность сепаратора при проведении опытов составила до 1 т/(ч-м).
Опыты выполнены на искусственных смесях магнитных минералов (ильменит, гранат, ставролит) и немагнитного минерала (кварц)- Крупность исходных продуктов менее 1,2 мм при массовой доле класса крупности -0,071+0 мм не более 3 %. Удельная магнитная восприимчивость, определённая пондеромоторным методом, равна (2,7-3,8)-10* м3/кг для ильменита; (0,81--0,86)-10* м3/кг для фаната (альмандина); (0,2-0,5)-104" м3/кг для ставролита. Магнитные минералы представляют одно из россыпных месторождений Урала. Из исходных проб перед обогащением на валковом сепараторе предварительно удалены сильномагнитные частицы (магнетит, железо).
Массовая доля магнитных минералов в искусственных смесях составила: 1,5 %; 4,7-4,9 %; 9,9-10 %; 18,8-18,9 %; 44,5-44,7 %; 73,4-73,5 %.
Влияние массовой доли машитных минералов в исходном продукте на показатели обогащения оценено для двух крайних режимов работы магнитного сепаратора.
Первый режим работы сепаратора направлен на получение богатого магнитного продукта. При этом шибер сепаратора находится в верхнем (первом) положении, что значительно снижает вероятность попадания в магнитный продукт немагнитных минералов.
Второй режим работы сепаратора направлен на получение чистого (от магнитных минералов) немагнитного продукта. При этом шнбер сепаратора находится в нижнем (втором) положении, что обеспечивает более полное извлечение магнитных минералов в магнитный продукт. Для каждого опыта рассчитана эффективность обогащения (%) по формуле
Е= 100(е, -у«У(100-сО,
где е, - извлечение в магнитный продукт магнитных минералов, %; ук - выход магнитного продукта, %; а«, - массовая доля магнитных минералов в исходном продукте, %.
Для оценки воспроизводимости результатов выполнено повторение опытов. Относительная погрешность определения технологических показателей составила менее 10 %. Средние результаты проведения опытов представлены в таблице.
Средние рет ультаты рамс, ich им в магнитном сепараторе ПВС-10/10
Продует Ргжим Выход. % Массовая доля Извлечение магнитного Эффективность.
разделения магнитного минерала, % минерала, % %
Массовая доля магнитных минералов - 73%
Магнитный 27,6 96,1 36,1
Немагнитный I 72,4 64,9 63,9 32,1
Исходный 100 73,5 100
Магнитный 67,8 89,1 82,3
Немагнитный 2 32,2 40,3 17,7 54,5
Исходный 100 73,4 100
Массовая доля магнитных минералов - 45%
Магнитный 24,5 93,3 53,3
Немагнитный 1 75,5 28.7 46,7 51,9
Исходный 100 44.5 100
Магнитный 52,4 74,6 87,4
Немагнитный 2 47,6 11,8 12,6 63,3
Исходный 100 44,7 100
Массовая доля магнитных минералов - 19%
Магнитный 11,1 93,9 55,4
Немагнитный 1 88.9 9.4 44,6 54,6
Исходный 100 18.8 100
Магнитный 23,2 70,9 87,0
Немагнитный 2 76.8 3.2 13.0 78,7
Исходный 100 18.9 100
Массовая доля магнитных минералов - 10%
Магнитный 6.1 94.8 58,4
Немагнитный 1 93,9 4.4 41,6 58,0
Исходный 100 9.8 100
Магнитный 13,2 66,0 87,1
Немагнитный 2 86.8 1.5 12,9_ 82,1
Исходный 100 10,0 100
Массовая доля магнитных минералов - 5 %
Магнитный 2.4 97,8 49.9
Немагнитный 1 97,6 2.4 50,1 ¿9,8
Исходный 100 4,7 100
Магнитный 7,3 56,1 83.6
Немагнитный 2 92,7 0,9 16,4 80,2
Исходный 100 4,9 100
Массовая доля магнитных минералов - 1,5%
Магнитный 0,7 95,0 44,3
Немагнитный 1 99,3 0,8 55.7 44,3
Исходный 100 1.5 100
Магнитный 2,7 41.9 75,4
Немагнитный 2 973 0.4 24.6 73,8
Исходный 100 1.5 100
?
л-О—г -
5
* /
Наееобая.Золи магншпмхл м&нрамг 6 исходном продукте, %
20 ЗО 40 50 60 70 Массовая доля магнитного минерала 6 исходном /родукте, %
100
<ч
I I
51
й
- 2
/
< ¿Г
Ю 20 50 40 50 60 70 Массовая 4иу магнитного минерала 6 исходном продут*, %
40
2 /
0 Ю V 0 40 50 О 70
Наиобал доля магнитного , минерала ( исходном преете, %
Рис. 1. Зависимость массовой доли магнитного минерала в продуктах обогащения (а), выхода магнитного продукта (б), извлечения магнитного минерала в магнитный продукт (в) и эффективности обогащения (г) от массовой доли магнитного минерала в исходном продукте: 1,2- магнитный продукт; 3.4- немагнитный продукт; 1.3- первый режим сепарации; 2.4- второй режим сепарации
Зависимости массовой доли магнитного минерала в магнитном и немагнитном продуктах, выхода магнитного продукта, извлечения магнитного минерала в магнитный продукт и эффективности обогащения от массовой доли магнитного минерала в исходном продукте приведены на рис. 1.
Влияние массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на массовую долю магнитных минералов в магнитном и немагнитном продукте (рис. 1, а).
При повышении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 1,5 до 73 % массовая доля магнитных минералов в магнитном продукте возрастает. Теоретически эта зависимость должна возрастать от 0 до 100 % при изменении массовой доли магнитного минерала в исходном продукте от 0 до 100 % и иметь выпуклый вил.
Массовая доля магнитных минералов в магнитном продукте при первом режиме сепарации равна 93,3-97,8 % и практически не зависит от массовой доли магнитных минералов в исходном продукте при диапазоне изменения последней 1,5 73 % (см. табл. и рис. 1, а). Это объясняется тем, что шибер сепаратора установлен на выделение в магнитный продукт только самых магнитных
частиц. При этом вероятность попадания в магнитный продукт немагнитных минералов значительно снижается.
При втором режиме сепарации массовая доля магнитных минералов в магнитном продукте резко возрастает от 41,9 до 66 % при изменении массовой доли магнитных минералов от 1,5 до 10 %. При дальнейшем увеличении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте до 73 % массовая доля магнитных минералов в магнитном продукте возрастает более плавно от 66 до
89 %.
Второй режим сепарации характеризуется более полным извлечением в магнитный продукт магнитных минералов (шибер в нижнем положении), но при этом повышается извлечение в магнитный продукт и немагнитных минералов. Поэтому массовая доля магнитных минералов в магнитном продукте при втором режиме сепарации меньше, чем при первом.
Чем больше в исходном продукте немагнитных частиц (меньше магнитных минералов), тем больше будет вероятность их попадания в магнитный продукт за счет несовершенства аппарата, что приводит к снижению массовой доли маг-нитных минералов в магнитном продукте.
При повышении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 1,5 до 73 % массовая доля магнитных минералов в немагнитном продукте возрастает (си. рис. 1, а). Теоретически эта зависимость должна возрастать от 0 до 100 % при изменении массовой доли магнитного минерала в исходном продукте от 0 до 100 % и иметь вогнутый вид.
Массовая доля магнитных минералов в немагнитном продукте при первом режиме сепарации выше, чем при втором режиме, что вполне согласуется с назначением режимов разделения.
Влияние массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на выход магнитного продукта (рис. I, б).
При повышении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 1,5 до 73 % выход машитного продукта возрастает. Теоретически эта зависимость должна возрастать от 0 до определенной максимальной величины при изменении массовой доли магнитного минерала в исходном продукте от 0 до 100 % и иметь выпуклый вид.
Выход магнитного продукта (максимальная величина) достигает 100 % при массовой доле магнитных минералов в исходном продукте 100 % только при производительности сепаратора, при которой магнитные минералы закрепляются на зубцах валка в один слой.
В реальных условиях, при удельной производительности сепаратора 1 т/(чм) и более и при высокой массовой доле магнитных минералов в исходном продукте (более 50 %), валок сепаратора не успевает выносить все магнитные минералы в магнитный продует. Поэтому выход магаит-ного продукта не достигает 100 %, даже если исходный продукт представлен одними магнитными минералами.
Выход магнитного продукта при ь-тором режиме сепарации (шибер в нижнем положении) выше, чем при первом режиме (шибер в аерхнем положении), что объясняется положением разделительного шибера.
Влияние массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на извлечение магнитных минералов в магнитный продукт (рис. 1, в).
Зависимость извлечения магнитных минералов в магнитный продукт от массовой доли магнитных минералов в исходном продукте для обоих режимов сепарации носит экстремальный характер. Теоретически эта зависимость должна изменяться от 0 (массовая доля магнитных минералов в исходном продукте равна 0 %, изменение равно 0 %) до величины, равной максимальному выходу магнитного продукта при массовой доле магнитных минералов в исходном продукте равной 100%.
Первый режим сепарации характеризуется ростом извлечения до уровня 59 % при увеличении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 0 до 10 %. При дальнейшем увеличении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 10 до 73 % происходит постепенное снижение извлечения магнитных минералов в магнитный продует.
Второй режим сепарации характеризуется ростом извлечения до уровня 87 % при увеличении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 0 до 10 %. Возрастание массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 10 до 45 % практически не сказывается на извлечении, которое остается на уровне 87 %. При дальнейшем увеличении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 45 до 73 % происходит постепенное снижение извле-
99
чсния магнитных минералов в магнии ый продуют до 82 %. Второй режим сепарации обеспечивает более высокое извлечение магнитных минералов в магнитный продукт по сравнению с первым режимом сепарации.
Таким образом, максимальное извлечение магнитных минералов в магнитный продукт достигается при массовой доле магнитных минералов в исходном продукте 10 - 45 %. Эта величина может изменяться в ту или другую сторону при изменении конструкции сепаратора и его производительности.
Влияние массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на эффективность обогащения (рис. 1, г).
Зависимость эффективности обогащения от массовой доли магнитных минералов в исходном продукте для обоих режимов сепарации носит экстремальный характер. Теоретически эта зависимость должна изменяться от 0 % при массовой доле магнитных минералов в исходном продукте, равной 0 % (извлечение и выхол магнитного продукта равны 0 %), до 0 % при массовой доле магнитных минералов в исходном продукте равной, 100 % (извлечение и выход магнитного продукта равны между собой). Второй режим сепарации обеспечивает более высокую эффективность обогащения по сравнению с первым режимом сепарации.
Максимального значения (82,1 % для второго режима и 58 % для первого режима) эффективность обогащения достигает при массовой доле магнитных минералов в исходном продукте 10 %. При снижении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 10 до 1,5 % эффективность обогащения снижается до 73,8 % для второго режима сепарации и до 44,3 % для первого режима сепарации. При увеличении массовой доли магнитных минералов в исходном продукте от 10 до 73 % эффективность обогащения снижается до 54,5 % для второго режима сепарации и до 32,1 % для первого режима сепарации.
В работе [Деркач В. Г.'] выполнена оценка влияния массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на показатели обогащения в роликовом сепараторе с нижней подачей материала. В этой работе отмечается, что эффективность обогащения максимальна при массовой доле магнитного компонента в исходном продукте 20 %. Эти данные получены на сепараторе другой конструкции с электромагнитной системой.
Исследования влияния массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на эффективность обогащения в роликовом (валковом) сепараторе с нижней подачей материала, приведенные в настоящей статье и в работе Деркача В. Г. показывают, что эффективность обогащения максимальна при массовой доле магнитных минералов в исходном приду к 1е, равной 10-20 %. Эха величина может изменяться в ту или другую сторону при изменении конструкции сепаратора и его производительности.
Снизить влияние массовой доли магнитных минералов в исходном продукте на технологические показатели обогащения позволяют схемы с использованием контрольных и перечистных операций. Поэтому для каждого исходного продукта разрабатывается своя схема обогащения, в которой сепараторы могут работать в различных режимах, которые определятся не только положением шибера, но и напряжённостью магнитного поля и удельной производительностью (нагрузкой на валок).
' Деркач В. Г. Магнитное обогащение слабомагнитных руд. М.: Металлургиздат, 1954. 2% с. 100
