Залізні руди нашої країни багаті на запаси та різновиди, але є багато мізерних руд, мало багатих руд та дрібнозернистих. Існує мало руд, які можна безпосередньо використовувати. Велика кількість руд потребує переробки перед використанням. Протягом тривалого часу збагачення відібраних руд ставало дедалі складнішим, коефіцієнт збагачення ставав дедалі більшим, процес та обладнання ставали дедалі складнішими, особливо вартість подрібнення демонструвала тенденцію до зростання. Наразі збагачувальні заводи зазвичай вживають таких заходів, як більше дроблення та менше подрібнення, а також попередній відбір та утилізація відходів перед подрібненням, що дало чудові результати.
Загалом кажучи, сухе кидання bперед шліфуванням є більш вигідним у наступних ситуаціяхна:
(1) УрайониТам, де водні ресурси обмежені, вода для розвитку гірничодобувних підприємств не може бути гарантована, що робить доцільність мокрого розділення мінералів невисокою. Тому в цих районах спочатку будуть розглянуті методи сухого попереднього відбору.
(2) Необхідно зменшити об’єм хвостосховища та знизити тиск у хвостосховищі. Пріоритет буде надано сухому попередньому відбору та утилізації відходів.
(3) Сухе розкидання великочастинкової руди є більш доцільним, ніж відділення водою.
(4) Сухе метання зазвичай поділяється на кілька етапів:
Сухе розкидання грубо подрібнених продуктів з максимальним розміром частинок 400～125 мм, Сухе полірування продуктів середнього подрібнення з максимальним розміром частинок 100-50 мм, Дрібне подрібнення та сухе полірування з максимальним розміром частинок 25～5 мм,Окрім сухого полірування подрібнених продуктів за допомогою вальцьових млинів високого тиску, які зараз широко використовуються, структура обраного обладнання відрізняється.
Обладнання для сухого розділення матеріалів з максимальним розміром частинок 20 мм або більше
Для сухого полірування руди з максимальним розміром частинок 20 мм або більше наразі найбільш широко використовується магнітний сепаратор сухого подрібнення на постійних магнітах серії CTDG.
Магнітні сепаратори на основі постійних магнітів для сухого розпилення широко використовуються на металургійних шахтах та в інших галузях промисловості для задоволення потреб великих, середніх та малих шахт. Вони використовуються для попереднього відбору матеріалів з максимальним розміром частинок не більше 500 мм після подрібнення на магнітній сепараційній установці. Відновлення геологічного стану пустої породи дозволяє заощадити енергію та зменшити її споживання, а також збільшити переробну потужність збагачувальної фабрики. Вони використовуються в очисному вибої для вилучення магнетитової руди з пустої породи для покращення коефіцієнта використання рудних ресурсів; вони використовуються для вилучення металевого заліза зі сталевого шлаку; вони використовуються для сортування корисних металів у сміттєпереробних установках.
Магнітний сепаратор сухого насипу на основі постійних магнітів в основному використовує магнітну силу для розділення. Руда рівномірно подається на стрічку та транспортується до зони сортування у верхній частині магнітного барабана з постійною швидкістю. Під дією магнітної сили сильні магнітні мінерали адсорбуються на поверхні стрічки магнітного барабана, рухаються до нижньої частини барабана, відриваються від магнітного поля та падають у резервуар для концентрату під дією сили тяжіння. Пуста порода та слабомагнітна руда не можуть притягуватися магнітною силою та зберігати свою інерцію. Вона потрапляє плазом перед перегородкою та падає у хвостосховищний жолоб.
З конструктивної точки зору, магнітний сепаратор для сухих сипучих матеріалів на постійних магнітах в основному включає приводний двигун, пружну штифтову муфту, приводний редуктор, поперечну ковзну муфту, магнітний барабанний вузол та магнітний регулювальний редуктор.
Структурно-технічні моменти
(1) Для сухого розкидання грубо подрібнених продуктів з максимальним розміром частинок 400-125 мм. Через великий розмір руди стрічка транспортує велику кількість після грубого дроблення, а верхня частина стрічкового конвеєра потрапляє в зону сортування барабана. Для досягнення розумного ефекту утилізації відходів та зменшення вмісту магнітного заліза в хвостах, магнітний барабан на цьому етапі повинен мати більшу глибину магнітного проникнення, щоб можна було захопити великі частинки руди. Основні технічні моменти структури продукту на цьому етапі: ①Чим більший діаметр ролика, тим краще, зазвичай до 1400 мм або 1500 мм. ②Ширина стрічки якомога ширша. Максимальна конструктивна ширина обраної наразі стрічки становить 3000 мм; стрічка якомога довша на прямій ділянці біля верхньої частини барабана, щоб шар матеріалу, що потрапляє в зону сортування, був тоншим. ③Більша глибина магнітного проникнення. Візьмемо, наприклад, сортування частинок руди з максимальним розміром частинок 300-400 мм. Як правило, напруженість магнітного поля на відстані 150-200 мм від поверхні барабана, від зони всмоктування барабана до поверхні барабана, перевищує 64 кА/м, як показано на рисунку 1. 1.④Зазор між розділювальною пластиною та барабаном перевищує 400 мм і регулюється. ⑤Робоча швидкість барабана регулюється, а регулювання кута магнітного схилення та регулювання розподільчого пристрою забезпечують оптимальний індекс сортування.
Рисунок 1. Карта хмар магнітного поля
Таблиця 1 Напруженість магнітного поля на певній відстані від магнітного столу, кА/м
З таблиці 1 видно, що напруженість магнітного поля на відстані 200 мм від поверхні магнітної системи становить 81,2 кА/м, а напруженість магнітного поля на відстані 400 мм від поверхні магнітної системи становить 21,3 кА/м.
(2) Для сухого полірування середньоподрібнених продуктів з максимальним розміром частинок 100-50 мм, завдяки дрібнішому розміру частинок і тоншому шару матеріалу, параметри конструкції та вибір сухого методу грубого подрібнення можна відповідно скоригувати:①Діаметр барабана зазвичай становить 1000, 1200, 1400 мм.②Звичайна ширина стрічки становить 1400, 1600, 1800, 2000 мм; стрічка максимально довга на прямій ділянці біля верхньої частини барабана, щоб шар матеріалу, що надходить у зону сортування, був тоншим.③Більша глибина магнітного проникнення, наприклад, сортування частинок руди з максимальним розміром частинок 100 мм, зазвичай напруженість магнітного поля на відстані 100-50 мм від поверхні барабана, від зони всмоктування барабана до поверхні барабана, перевищує 64 кА/м, як показано на рисунку 2 та в таблиці 2.④Зазор між розділювальною пластиною та барабаном перевищує 100 мм і регулюється.⑤Робоча швидкість барабана регулюється, а регулювання кута магнітного схилення та регулювання розподільчого пристрою роблять індекс сортування оптимальним.
Рисунок 2. Карта хмар магнітного поля
Таблиця 2 Напруженість магнітного поля на певній відстані від магнітного столу, кА/м
З таблиці 2 видно, що напруженість магнітного поля на відстані 100 мм від поверхні магнітної системи становить 105 кА/м, а напруженість магнітного поля на відстані 200 мм від поверхні магнітної системи становить 30,1 кА/м.
(3) Для сухого полірування дрібнодисперсних продуктів з максимальним розміром частинок 25-5 мм, при проектуванні та виборі можна обрати менший діаметр барабана та меншу глибину магнітного проникнення, що тут не обговорюватиметься.
Сушильне обладнання для матеріалів з максимальним розміром частинок менше 20 мм.
- Пульсуючий сухий магнітний сепаратор серії MCTF
Пульсуючий магнітний сепаратор сухого типу серії MCTF – це обладнання для магнітного розділення середньої напруженості поля. Він підходить для м’яких руд, таких як піщана руда, піщана руда, річковий пісок, морський пісок тощо, або подрібненої порошкоподібної збідненої руди з розміром частинок 20.～0 мм. Концентрація магнітних мінералів та сухий попередній відбір дрібно подрібнених магнетитових продуктів.
1.2 Принцип роботи
Принцип роботи пульсуючого магнітного сепаратора сухого типу серії MCTF показано на рисунку 3.
Рисунок 3. Принципова схема роботи пульсуючого магнітного сепаратора сухого типу MCTF
Використовуючи принцип, що магнітні матеріали можуть притягуватися постійними магнітами, всередині барабана, через який протікають матеріали, встановлена напівкругла магнітна система з більшим магнітним полем. Коли матеріал протікає через магнітне поле, магнітні мінеральні частинки захоплюються сильною магнітною силою та адсорбуються на поверхні напівкруглої магнітної системи. Коли магнітні мінеральні частинки переносяться обертовим барабаном у нижню немагнітну область, вони падають до виходу концентрату та вивантажуються під дією сили тяжіння. Немагнітна руда або руда з нижчим вмістом заліза може вільно протікати через магнітне поле до виходу хвостів під дією сили тяжіння та відцентрової сили.
З конструктивної точки зору, пульсуючий сухий магнітний сепаратор типу MCTF в основному включає пристрій регулювання магнітної системи, барабанний вузол, верхню оболонку, пилозахисну кришку, раму, передавальний пристрій та розподільний пристрій.
Структурно-технічні моменти
Основні технічні моменти конструкції включають: ①Звичайно використовувані діаметри роликів становлять 800, 1000 та 1200 мм; конструкція дотримується принципу, що чим дрібніший розмір частинок, тим менший діаметр, а чим грубіший розмір частинок, тим більший діаметр барабана. ②Довжина барабана зазвичай контролюється в межах 3000 мм. Якщо барабан занадто довгий, тканина не буде рівномірною по довжині, що вплине на ефект сортування. ③Зі зменшенням розміру частинок матеріалу глибина магнітного проникнення барабана зменшується; кількість магнітних полюсів збільшується, що сприяє багаторазовому обертанню матеріалу та забезпечує відділення очищених залишків матеріалу; Коли товщина шару матеріалу становить 30 мм, відстань від поверхні барабана становить 30. Напруженість магнітного поля в мм становить 64 кА/м, див. Рисунок 4 та Таблицю 3.④Зазор між розділювальною пластиною та барабаном перевищує 20 мм і регулюється. ⑤Для забезпечення рівномірного розподілу по довжині барабана обладнання повинно бути оснащене допоміжним обладнанням, таким як жолоб, вібраційний живильник, спіральний розподільник або зіркоподібний розподільник.⑥Для стабільного індексу сортування його можна оснастити дозатором подачі для реалізації кількісного подачі. ⑦Робоча швидкість барабана регулюється, а регулювання кута магнітного схилення та регулювання розподільного пристрою матеріалу роблять індекс сортування оптимальним. Місце застосування пульсуючого сухого магнітного сепаратора MCTF з вібраційним живильником показано на Рисунку 5.
Рисунок 4. Карта хмар магнітного поля
Таблиця 3 Напруженість магнітного поля на певній відстані від магнітного столу, кА/м
З таблиці 3 видно, що напруженість магнітного поля на відстані 30 мм від поверхні магнітної системи становить 139 кА/м, а напруженість магнітного поля на відстані 100 мм від поверхні магнітної системи становить 13,8 кА/м.
Рисунок 5. Місце застосування пульсуючого сухого магнітного сепаратора MCTF з вібраційним живильником
2. Двобарабанний пульсуючий сухий магнітний сепаратор серії MCTF
2.1 Принцип роботи грубої підгортки
Обладнання потрапляє в руду через живильний пристрій. Після того, як руда відсортована першим барабаном, спочатку виводиться частина концентрату. Хвости з першого барабана потрапляють до другого барабана для очищення, де очищений концентрат та перший концентрат змішуються, утворюючи кінцевий концентрат. Очищені хвости є кінцевими хвостами. Принцип роботи одного грубого очищення показано на рисунку 6.
2.2 Принцип роботи одного чорнового та одного тонкого
Обладнання потрапляє в руду через живильний пристрій. Після того, як руда відсортована першим барабаном, частина хвостів спочатку викидається. Концентрат з першого барабана потрапляє на другий барабан для відбору, а концентрат сортування другого барабана є кінцевим концентратом. Хвости другого збагачення об'єднуються з кінцевими хвостами. Принцип роботи одного чорнового та одного дрібного барабанів показано на рисунку 7.
Рис. 7 Ілюстрація принципу роботи чорнового та тонкого оброблення
Структурно-технічні моменти
Технічні характеристики пульсуючого сухого магнітного сепаратора серії 2MCTF з подвійним барабаном:①Основний принцип конструкції такий самий, як і у пульсуючого сухого магнітного сепаратора серії MCTF.②Напруженість магнітного поля другої трубки більша, ніж у першої трубки, коли перша трубка груба, а перша прохідна; напруженість магнітного поля другої трубки нижча, ніж у першої трубки, коли перша трубка груба, а інша дрібна. Місце застосування пульсуючого сухого магнітного сепаратора з подвійним барабаном 2MCTF, оснащеного зіркоподібним живильним пристроєм та автоматичним дозуючим пристроєм, показано на рисунку 8.
Рисунок 8. Місце застосування пульсуючого сухого магнітного сепаратора 2MCTF з подвійним барабаном, оснащеного зіркоподібним живильним пристроєм та автоматичним дозуючим пристроєм.
Трибарабанний пульсуючий сухий магнітний сепаратор серії 3.3MCTF
3.1 Принцип роботи одного грубого та двох підмітання
Обладнання надходить до руди через живильний пристрій, руда сортується першим барабаном, і частина концентрату спочатку виводиться. Хвости з першого барабана надходять до другого барабана для очищення, з другого барабана - до третього барабана для очищення, а з третього барабана - до третього. Для остаточних хвостів концентрати з першого, другого та третього барабанів об'єднуються в остаточний концентрат. Принцип роботи одного чорнового та двох барабанів показано на рисунку 9.
Рисунок 9. Принципова схема роботи одного грубого та двох розгорток
Обладнання потрапляє в руду через живильний пристрій. Після сортування руди першим барабаном концентрат потрапляє до другого барабана для подальшого розділення, концентрат з другого барабана потрапляє до третього барабана для сортування, а концентрат з третього барабана є кінцевим концентратом. Хвости другого та третього барабанів об'єднуються у кінцеві хвости. Принцип роботи одного чорнового та двох дрібних барабанів показано на рисунку 10.
Рисунок 10. Принципова схема роботи одного чорнового та двох тонких
Структурно-технічні моменти
Технічні характеристики трибарабанного пульсуючого сухого магнітного сепаратора серії 3MCTF: ①Основний принцип конструкції такий самий, як і у пульсуючого сухого магнітного сепаратора серії MCTF. ②Напруженість магнітного поля другої та третьої трубок збільшується в порядку одного грубого та двох розмахів; напруженість магнітного поля другої та третьої трубок зменшується в порядку одного грубого та двох тонких розмахів. Місце застосування трибарабанного пульсуючого сухого магнітного сепаратора серії 3MCTF показано на рисунку 11.
Рисунок 11. Місце застосування трибарабанного пульсуючого сухого магнітного сепаратора 3MCTF
4. Сухий магнітний сепаратор з обертовим магнітним полем серії CTGY
Принцип роботи сухого магнітного сепаратора з обертовим магнітним полем на постійних магнітах серії CTGY показано на рисунку 12.
Рисунок 12. Принцип роботи постійного магнітного обертового магнітного поля сухого магнітного сепаратора серії CTGY.
Попередній селектор обертового магнітного поля на постійних магнітах серії CTGY [3] використовує композитну магнітну систему, яка за допомогою двох наборів механічних передавальних механізмів реалізує зворотне обертання магнітної системи та барабана, забезпечуючи швидку зміну полярності, що дозволяє розділяти магнітний матеріал на великій відстані. Середовище повністю відділяється від немагнітних та слабкомагнітних матеріалів.
Матеріал падає на конвеєрну стрічку через отвір для подачі над пристроєм подачі, і конвеєрна стрічка рухається під дією розділювального двигуна, а обертове магнітне поле обертається в протилежному напрямку під дією двигуна (відносно стрічки). Після того, як матеріал подається в магнітне поле конвеєрною стрічкою, магнітний матеріал щільно адсорбується на стрічці та піддається сильному магнітному перемішуванню, що призводить до поворотів та стрибків, а також до «видавлювання» немагнітного матеріалу до верхнього шару матеріалу під дією сили тяжіння та відцентрової сили. Швидко потрапляє в немагнітну коробку. Магнітна речовина адсорбується на стрічці та продовжує рухатися під барабаном. Коли вона залишає магнітне поле, вона потрапляє в магнітну коробку під дією сили тяжіння та відцентрової сили, що забезпечує ефективне розділення магнітної та немагнітної речовин.
Структурно-технічні моменти
Основна структура постійного магнітного обертового магнітного сепаратора сухого магнітного поля серії CTGY включає раму, подавальну камеру, барабан, камеру для хвостів, камеру для концентрату, систему магнітної передачі, систему барабанної передачі тощо.
Технічні характеристики магнітного сепаратора сухого типу з постійним магнітом та обертовим магнітним полем серії CTGY:①Конструкція магнітної системи використовує концентричну обертову магнітну систему, кут магнітного обгортання становить 360°, напрямок по колу чергується відповідно до полярності NSN, а також використовується унікальна технологія магнітної концентрації. Клинові магнітні блокові групи NdFeB додані між магнітними групами, що робить барабан міцнішим. Міцність збільшується більш ніж у 1,5 раза, а кількість магнітних полюсів одночасно подвоюється, що збільшує кількість перекидань під час процесу сортування матеріалу та дозволяє ефективно видаляти слабкі магнітні речовини та змішані пусті частинки з мінералів. Як джерело магніту використовується високопродуктивний, висококоерцитивний, високотемпературний та стійкий до високих температур рідкоземельний неодимовий залізобор, а магнітні полюсні пластини виготовлені з високопроникного матеріалу DT3 - електротехнічного чистого заліза, що значно покращує проникність. Серцевина вала мінімізує втрати магнітного поля, а напруженість магнітного поля на поверхні магнітного циліндра ефективно покращується, що підвищує швидкість відновлення феромагнітних матеріалів.②Магнітна система барабана має окремо перетворювач частоти та регулювання швидкості. Для керування швидкістю барабана та обертанням магнітної системи відповідно вибрано два редукторні двигуни, які відповідно керуються двома інверторами. Швидкість двигуна можна змінювати, регулюючи частоту двигуна за бажанням. Змінюючи швидкість обертання барабана та швидкість обертання магнітної системи, контролюється кількість перекидань мінеральних частинок.③Цилиндр ролика з постійним магнітом виготовлений зі склопластику, армованого епоксидною смолою, що запобігає нагріванню ролика та збільшує потужність двигуна завдяки впливу вихрових струмів.
5. Підвісний магнітний сепаратор серії CXFG
5.1 Основна структура та принцип роботи
Підвісний магнітний сепаратор серії CXFG складається в основному з подавальної коробки, розподільчого пристрою з контрроликами, головного стрічкового конвеєра, допоміжного стрічкового конвеєра, магнітної системи, розподільчого пристрою, стопорного пристрою, контейнера для концентрату, контейнера для хвостів, рами та системи передачі.
Принцип сортування підвісного магнітного сепаратора серії CXFG полягає у використанні роликового механізму для рівномірної подачі матеріалу на поверхню конвеєрної стрічки допоміжного стрічкового конвеєра. Магнітна система на головному стрічковому конвеєрі розташована у верхній частині матеріалу для відділення сильних магнітних мінералів. Вони підхоплюються та надсилаються до контейнера для концентрату. Коли слабомагнітні матеріали проходять через головку допоміжного стрічкового конвеєра, вони поглинаються поверхнею барабана магнітною системою в барабані та падають у контейнер для концентрату після відділення від магнітного поля під час обертання барабана. Немагнітні мінерали під дією сили інерції руху та сили тяжіння викидаються у контейнер для хвостів, щоб досягти мети сортування. Принцип роботи підвісного магнітного сепаратора серії CXFG показано на рисунку 13.
Рисунок 13. Принцип роботи суспензійного магнітного сепаратора серії CXFG
Структурно-технічні моменти
Технічні характеристики підвісного магнітного сепаратора серії CXFG:①Використання тканини типу зустрічного ролика не тільки забезпечує рівномірність переробної потужності та шару матеріалу, але й може перехоплювати та сприяти подрібненню великозернистої руди. Між двома парами роликів є певний зазор. Пара шестерень, що переплітаються, обертається синхронно та зворотно за допомогою двигуна з постійною частотою. Користувач може регулювати швидкість пари роликів відповідно до продуктивності, щоб відрегулювати кількість руди.②Головний розділювальний стрічковий конвеєр використовує відкриту планарну магнітну систему з кількома магнітними полюсами, розташованими по черзі. Планарна магнітна система має довгу зону розділення та тривалий час намагнічування, що створює більше можливостей для адсорбції магнітної руди. А оскільки магнітна система знаходиться у верхній частині руди, магнітне залізо в зоні сортування знаходиться у зваженому та пухкому стані, мономер адсорбується, немає явища включення, а ефективність покращення якості набагато вища, ніж у криволінійної магнітної системи. Магнітні мінерали рухаються вздовж магнітних полюсів та проходять через плоску магнітну систему. Магнітні мінерали автоматично перевертаються багато разів. Частота перевертання велика, а час тривалий, що сприяє покращенню якості магнітних мінералів. У планарній магнітній системі конструкція має розумну та розумну магнітну різницю, і мінерали завжди перебувають під дією багатополярних магнітних полюсів, що ефективно розділяє пусту породу та немагнітні мінерали, тим самим забезпечуючи повне вилучення, покращуючи якість концентрату та зменшуючи хвостовий бігун.③Допоміжний стрічковий конвеєр в основному використовується для транспортування мінералів, а головка має структуру магнітного барабана для відділення дрібних частинок. Ролик має канавчасту структуру для запобігання відхиленню стрічки.
Вищезгадана серія продуктів, що виробляються компанією Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd., підходить для розділення мінералів різного розміру частинок. Вони мають власний акцент на проектуванні структури продукту для задоволення вимог різних індексів сортування та успішно застосовуються. На багатьох гірничодобувних підприємствах це відіграло позитивну роль у економії енергії, зменшенні споживання та підвищенні ефективності.
Гірничодобувні підприємства повинні вибирати обладнання для магнітної сепарації, що підходить для їхніх власних умов бізнесу, відповідно до характеру руди та технологічних умов, щоб підвищити ефективність виробництва.
Виробники обладнання повинні постійно вдосконалювати та покращувати характеристики своєї продукції відповідно до виробничих вимог гірничодобувних підприємств, вирішувати деякі проблеми практичного використання, виробляти продукцію, більш придатну для промислового застосування, та сприяти технологічному розвитку обладнання для магнітної сепарації.
Час публікації: 17 березня 2021 р.