Способ магнитно-гравитационной сепарации

 

Изобретение может использоваться для обогащения полезных ископаемых, содержащих минералы, например, магнетитовых или титанмагнетитовых руд. Способ магнитно-гравитационной сепарации содержит разделение магнетитсодержащих минеральных комплексов в восходящих водных потоках при воздействии на ферросуспензию переменным магнитным полем с частотой 2-20 Гц и напряженностью 4-16 кА/м, причем частоту и напряженность магнитного поля понижают с увеличением крупности разделяемого материала, а скорость восходящего водного потока повышают. Изобретение повышает качество железного концентрата. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к первичной переработке руд, содержащих сильномагнитные минералы, например, магнетитовых, титаномагнетитовых.

При магнитной сепарации сильномагнитных руд используют постоянные, бегущие, переменные, пульсирующие, импульсно-пульсирующие магнитные поля, создаваемые постоянными магнитами, электромагнитными системами и их комбинациями [1-5].

Известен способ стадиальной магнитной сепарации, по которому первую стадию сепарации проводят при напряженности переменного магнитного поля (МП) 80-135 кА/м и частоте 4-7 Гц, а вторую и последующие стадии при напряженности 20-60 кА/м и частоте 8-14 Гц [1].

Данный способ осуществляют на барабанных магнитных сепараторах, сила магнитного притяжения частиц магнетита в которых значительно превышает суммарно гравитационную силу частиц и гидродинамическую силу водного потока.

Снижение же на этих сепараторах напряженности МП менее 80 кА/м даже при низкой его частоте (≤14 Гц) хотя и приводит к повышению качества магнетитового концентрата за счет перевода в немагнитный продукт сростков магнетита, но при этом резко увеличиваются потери с немагнитным продуктом тонких частиц магнетита (<30 мкм) из-за близости их магнитных свойств с удаляемыми сростками магнетита.

Известен способ мокрого разделения магнетитсодержащих минеральных комплексов по магнитно-гравитационному принципу в желобе при одновременном воздействии переменным магнитным полем для дефлокуляции магнетита [2].

Недостатком способа является попадание в слив грубозернистых сростков магнетика, отсутствие регулирования параметров МГ сепарации.

И этот способ не позволяет выделять из магнетитового концентрата сростковую фракцию с содержанием более 20-25% магнетита.

Известен также способ магнитно-гравитационной сепарации (МГ-сепарация), осуществляемый в пульсирующих восходящих водных потоках частотой 5-20 Гц и амплитудой 5-15 мм при воздействии на ферросуспензию постоянным электромагнитным полем напряженностью до 10 кА/м [4] (прототип).

Данный способ хотя и позволяет повысить селективность разделения за счет частичного механического деструктурирования ферросуспензии, но пульсирующие водные потоки не позволяют выделять из концентрата грубозернистые сростки магнетита. С другой стороны реализация этого способа связана с усложнением конструкции и обслуживания магнитно-гравитационных сепараторов.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи повышения качества железного концентрата за счет селективного разделения свободных частиц магнетита от его сростков.

Поставленная задача достигается тем, что в способе магнитно-гравитационной сепарации, включающем разделение магнетитсодержащих минеральных комплексов в восходящих водных потоках при воздействии на ферросуспензию магнитным полем, согласно изобретению на ферросуспензию воздействуют переменным магнитным полем с частотой 2-20 Гц и напряженностью 4-16 кА/м, причем частоту и напряженность магнитного поля понижают с увеличением крупности разделяемого материала, а скорость восходящего водного потока повышают.

Так как магнетит обладает магнитной анизотропией, то его частицы в переменном магнитном поле приобретают вращательное или колебательное движение. При этом магнитное взаимодействие частиц резко уменьшается по сравнению с постоянным магнитным полем, т.е. происходит деструктурирование ферросуспензии.

Траектория и скорость движения ферромагнитных частиц зависит от напряженности и частоты переменного магнитного поля, магнитной массы, коэрцитивной силы, крупности частиц и содержания в них магнетита, а также от гидродинамической характеристики суспензии. При воздействии на суспензию восходящими водными потоками из нее в слив легко выносятся не только немагнитные частицы и шламы, но и грубозернистые сростки, содержащие до 30-50% магнетита.

Основными параметрами управления МГ-сепарацией являются напряженность и частота переменного магнитного поля, скорость восходящего водного потока. Причем частоту переменного магнитного поля изменяют прямо пропорционально его напряженности (чертеж). С увеличением крупности разделяемого материала напряженность и частоту переменного магнитного поля понижают, а скорость восходящего водного потока повышают.

Оценка эффективности предлагаемого способа по сравнению с прототипом проводилась на примере дообогащения магнетитового концентрата ОАО "Олкон", содержащего 65,6% Fe и представленного крупностью 76,5% класса - 50 мкм и 9,4% класса +71 мкм. Класс +71 мкм содержал 34,9% Fе, которое в основном представлено сростками магнетита с породообразующими минералами.

Пример 1. МГ-сепарация в переменном магнитном поле при напряженности 6,4 кА/м и частоте 2 Гц по сравнению с МГ-сепарацией в постоянном поле той же напряженности повышает содержание железа в концентрате с 67,4% до 69,3% и эффективность сепарации на 0,2% (табл. 1, oп.1 и 2).

Пример 2. МГ-сепарация в переменном магнитном поле при напряженности 9,6 кА/м и частоте 6 Гц по сравнению с МГ-сепарацией в постоянном поле той же напряженности повышает содержание железа в концентрате с 67,2% до 69% и эффективность сепарации на 0,9% (табл. 1, oп.3, 4).

Пример 3. МГ-сепарация в переменном магнитном поле при напряженности 12,8 кА/м и частоте 12 Гц по сравнению с МГ-сепарацией в постоянном поле той же напряженности повышает содержание железа в концентрате с 66,7% до 69,3% и эффективность сепарации на 1,3% (табл. 1, oп.5 и 6).

Пример 4. МГ-сепарация в переменном магнитном поле при напряженности 16 кА/м и частоте 20 Гц по сравнению с МГ-сепарацией в постоянном поле той же напряженности повышает содержание железа в концентрате с 66,0% до 69% и эффективность сепарации на 2,1% (табл. 1, oп.7, 8).

Основной эффект при МГ-сепарации в переменных магнитных полях достигается за счет более полного удаления в слив как грубозернистых (>71 мкм) сростков, так и шламовых частиц, представленных в классе <50 мкм (табл. 2).

Из приведенных данных (табл. 1 и 2) следует, что замена постоянного магнитного поля на переменное с частотой 2-20 Гц обеспечивает при прочих равных условиях повышение эффективности МГ-сепарации магнетитсодержащих продуктов на 0,2-2,1%.

Источники 1. А. c. 1660744 A1, В 03 С 1/00. Способ обогащения магнетитовых руд. Опубл. 07.07.91. Б.и. 25.

2. А.c. 1042805, В 03 С 1/02. Магнитный сепаратор. Опубл. 23.09.82, Б.и. 35.

3. Алейников М. А. , Усачев П.А., Зеленев П.И. Структурирование ферромагнитных суспензий. Л., Наука, 1974, - 119 с.

4. А. c. 1166827 А, В 03 С 1/14. Электромагнитный сепаратор. Опубл. 15.07.85. Б.и. 26.

5. Усачев П. А. , Опалев А. С. Магнитно-гравитационное обогащение руд. Апатиты, изд. Кольского научного центра РАН, 1993, - 92 с.

Формула изобретения

Способ магнитно-гравитационной сепарации, включающий разделение магнетитсодержащих минеральных комплексов в восходящих водных потоках при воздействии на ферросуспензию магнитным полем, отличающийся тем, что на ферросуспензию воздействуют переменным магнитным полем, частотой 2-20 Гц и напряженностью 4-16 кА/м, причем частоту и напряженность магнитного поля понижают с увеличением крупности разделяемого материала, а скорость восходящего водного потока - повышают.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3