Россия занимает первое место (в пересчете на содержание железа) в мире по количеству запасов железной руды. В нашей стране преимущественно добываются и перерабатываются сравнительно легкообогатимые неокисленные железистые кварциты. Но как показывает мировая  практика запасы легкообогатимых руд  не безграничны и поэтому необходимо изучать возможности вовлечения в переработку окисленные железистые руды, которые сотнями миллионов тонн накоплены в рудных отвалах на железнорудных предприятиях России.

При изучении мировой практики переработки окисленных железистых руд можно видеть сложные технологические схемы обогащения, которые включают в себя операции магнитного, гравитационного и флотационного обогащения. Магнитное обогащение в данных технологических схемах в основном представлено высокоградиентными магнитными сепараторами, которые используют электромагнитную систему для создания магнитного поля в зоне разделения. Выбор матрицы для данных магнитных сепараторов является важной задачей, т.к. от этого зависит общий расход энергозатрат на данный передел и качество полученного конечного концентрата, что прямым образом влияет на дальнейший металлургический передел.

На большинстве обогатительных фабрик в мире получили широкое распространение следующие типы высокоградиентных магнитных сепараторов:

·   Jones (мокрый высокоградиентый магнитный сепаратор)(WHIMS)[1];

· Slon (Вертикальный пульсирующий магнитный сепаратор (VPHGMS)[2].

Важным элементом высокоградиентных магнитных сепараторов (WHIMS,VPHGMS)является матрица сепарации. Роль матрицы и требования к ней должны включать:

· концентрацию магнитного поля в зоне сепарации;

· образование градиента магнитного поля;

· прохождение немагнитных частиц через элементы матрицы;

· аккумуляцию парамагнитных частиц на элементах матрицы;

·   очищение элементов матрицы от парамагнитных частиц вне зоны магнитного поля. Широкое применение нашли матрицы зубчатого и стержневого типа.

Изучение зубчатых плиточных матриц.

Матрицы этого типа впервые были предложены корпорацией HumboldtWedag [3] (в настоящее время MBE coal and minerals technology GMBH) для их высокоградиентных сепараторов типа Jones (Рисунок 1б). Заявлено, что более 300 сепараторов подобной конструкции были произведены и внедрены на сегодняшний день. Существуют текущие стандартные типоразмеры однороторных сепараторов от лабораторной модели JonesР-40 производительностью не более 0,5 т/ч, до промышленных двухроторных сепараторовJonesDP-317 с производительностью 120 т/ч и выше. Плиточные зубчатые матрицы типа 4R и 8R (4 и 8 зубцов на дюйм ширины соответственно) используются для данных сепараторов. Типичная матрица с волнистыми плитами показана на Рисунке 1а.

Стержневые матрицы.

Стержневые матрицы (Рисунок 2а) эффективно применяются в пульсирующих высокоградиентных магнитных сепараторах (VPHGMS) для обогащения окисленных железных руд.

Стержни в матрице располагаются в шахматном порядке и могут иметь диаметр от 1 до 6 мм. На сегодняшний день основным производителем высокоградиентных магнитных сепараторов с данным видом матриц является китайская компания SLONпри взаимодействии с компанией Outotec (Финляндия) [4]. Производительность данных сепараторов может достигать 450 т/ч.

Для сравнения матриц высокоградиентных магнитных сепараторов было проведено исследование на окисленной железной руде представленной основным минералом в виде гидрогѐтита плотностью 2,9 г/см3, с исходным содержанием Feобщ.= 35,5%. Руда перед высокоградиентной магнитной сепарацией была измельчена до крупности P80   = 11,5 мкм в мельнице для тонкого измельчения   ISAMILL типоразмер M4 компании XstrataTechnology (Австралия) [5]. Опыты обогащения проводились по схемам, включающим операции измельчения и одностадиальную высокоградиентную магнитную сепарацию. Магнитное обогащение было проведено в высокоградиентных магнитных сепараторах двух типов установленных на кафедре обогащения полезных ископаемых Горного университета:

1.   Лабораторная установка для мокрой магнитной сепарации высокой интенсивности Jones P40 компании MBE CoalandMineralTechnologies GMBH (Германия);

2.      Лабораторный пульсирующий высокоградиентный магнитный сепаратор  SLon - 100 компании «Outotec»(Финляндия).

Таблица 1 

Результаты магнитного обогащения

Наименование продукта	Выход продукта, %	Содержание в продукте, %	Извлечение в продукт, %
		Feобщ.	Feобщ.
Тонкое измельчение на мельнице ISAMILL M4 P80 = 11,5 мкм
Магнитное обогащение на высокоградиентном магнитном сепараторе Jones P40
Индукция магнитного поля 2,0 Тл, зазор между пластинами 0,8 мм
Черновой концентрат	63,6 9,3 27,1 100,0	38,2 31,8 31,4 35,76	67,9 8,3 23,8 100,0
Промпродукт
Немагнитный
Исходный
Магнитное обогащение на высокоградиентном магнитном сепараторе Slon 100
Индукция магнитного поля 1,2 Тл, пульсация 200 об/мин, матрица 1 мм
Черновой концентрат	60,7 39,3 100,0	41,3 26,5 35,48	70,6 29,4 100,0
Немагнитный
Исходный
Индукция магнитного поля 1,2 Тл, пульсация 250 об/мин, матрица 1 мм
Черновой концентрат	57,5 42,5 100,0	46,3 21,5 35,76	74,4 25,6 100,0
Немагнитный
Исходный

Выводы.

Из Табл.1 можно сделать заключение, что выбор матрицы для высокоградиентного магнитного сепаратора может улучшить технологические показатели магнитного обогащения окисленных железистых руд, что даст положительный эффект при дальнейшей металлургической переработке. При магнитном обогащении в высокоградиентных магнитных сепараторах выбор матрицы сепарации является важной технической задачей которая позволяет снизить энергозатраты для создания магнитного поля.

 

Список литературы

1.     Wet High-Intensity Magnetic Separator. URL:http://www.mbe-cmt.com/en/products/jones%C2%AE- whims/specifications (Дата обращения 30.12.2014)

2.     The SLon® vertically pulsating high-gradient magnetic separator. Copyright © 2013 OutotecOyj. All rights reserved.

3.     В.В. Кармазин, В.И. Кармазин. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых: Учебник для вузов. В 2Т. - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - Т 1: Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых. - 669 с.

4.     Dobbins M. and Hearn S. SLon® magnetic separator: A new approach for recovering and concentrating iron ore fines, Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum Conference and Exhibition, April 29–May 2, Montreal, Canada 2007.

5.     Anderson, G S and Burford, B D. IsaMill-The Crossover from Ultrafine to Coarse Grinding, Metallurgical Plant Design and Operating Strategies (Metplant 2006), 18 to 19 September 2006, Perth, Western Australia.