Повышение эффективности обогащения магнетитовых кварцитов на основе применения сепараторов с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией магнитного поля

Синельникова, Наталья Григорьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Повышение эффективности обогащения магнетитовых кварцитов на основе применения сепараторов с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией магнитного поля
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности обогащения магнетитовых кварцитов на основе применения сепараторов с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией магнитного поля"

На правах рукописи

СИНЕЛЬНИКОВА НАТАЛЬЯ ГРИГОРЬЕВНА

УДК 622.778

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ МАГНЕТИТОВЫХ

КВАРЦИТОВ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ СЕПАРАТОРОВ С КОМБИНИРОВАННОЙ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Специальность 25.00.13 - "Обогащение полезных ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ОсЗ 1ZB

Москва 2008

003461129

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

(МГГУ)

Научный руководитель

доктор технических наук,

профессор Кармазин Виктор Витальевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук

Ведущая организация - ОАО «Рудпром»

Морозов Валерий Валентинович Ковалев Роман Владимирович

Защита диссертации состоится « 24 » февраля 2009г. в 15 час 00 мин

на заседании диссертационного совета Д 212.128.08 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан » января 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

Шек Валерий Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время Россия является пятым по величине производителем железорудного сырья (ЖРС) в мире и наряду с Бразилией лидером по количеству железа в разведанных запасах руды. Государственным балансом в России учтено 172 месторождения железных руд, 53 из которых находятся в стадии разработки. Прогнозные ресурсы оцениваются в 150,3 млрд. т. Таким образом, ресурсная база Российской Федерации позволяет не только обеспечить потребности страны, но и активно участвовать в экспорте железорудного сырья, а также продуктов его переработки на длительную перспективу.

В целом российская руда средняя по качеству (35-40% Ре), хотя на разрабатываемых месторождениях Курской магнитной аномалии (КМА) содержание железа колеблется в пределах 40-60%.

Качество концентратов для различных месторождений регламентируется соответствующими стандартами и техническими условиями. Так, для месторождений КМА технические условия на магнетитовый концентрат предусматривают: крупность - 0,1-0 мм; влажность - 10,5%; содержание железа - не менее 64%. В ряде концентратов регламентируется содержание вредных примесей: фосфора - не более 0,08%; серы - не более 0,06%; кремнезема - не более 2%. Рынок диктует свои условия, и качество концентратов на ГОКах, как правило, выше этих стандартов.

Превышение объемов производимого железорудного сырья в России по сравнению с действующими мощностями доменного передела и высокая доля затрат на транспортировку (35%-70%) при поставке железорудного сырья на экспорт требует от горнорудных предприятий развития производства продукции более высокого передела, имеющего большую металлургическую ценность и, соответственно, большую стоимость единицы продукции.

При этом затраты на добычу и подготовку металлургического сырья на отечественных месторождениях, в силу природных условий, в 1,5 - 2 раза больше по сравнению с ведущими рудодобывающими странами, формирующими цены мирового рынка - Австралией, Бразилией, США и Канадой.

Традиционные пути повышения качества магнетитовых концентратов -это применение более развитых схем магнитной сепарации в каждой стадии для лучшего выведения пустой породы из магнитного продукта, что неизбежно приводит к увеличению числа аппаратов, задействованных в процессе обогащения. Все это в конечном счете приводит к увеличению затрат на переработку руды и повышению себестоимости 1т концентрата.

Поэтому в современных условиях повышение качества магнетитовых концентратов при снижении затрат для их получения является весьма актуальной задачей.

Цель , работы. Создание новой технологии магнитного обогащения с полным стадиальным выделением конечных продуктов на основе использования магнитных сепараторов с разделением минералов в бегущем магнитном поле.

Идея работы. Поиск новых силовых режимов разделения минералов во вращающемся магнитном поле с модуляцией его напряженности по частоте и амплитуде для повышения селективности мокрой магнитной сепарации, что позволит создать и внедрить на железорудных ГОКах новую технику и технологию магнитного обогащения с полным стадиальным выделением конечных продуктов.

Объектами исследования являлись: исходная руда - магнетитовые кварциты ОФ ОАО «Лебединский ГОК», параметры их раскрытия и магнитной сепарации, высокоселективный сепаратор, конструктивно-технологические параметры которого соответствуют требованиям стадиального выделения

концентрата в технологической схеме ОФ ЛГОКа, и новая технология стадиального выделения конечных продуктов.

Методы исследований: магнитно-радиометрические, химические методы анализа исходных материалов и продуктов разделения, моделирование процесса высокоселективной мокрой магнитной сепарации в лабораторных и промышленных условиях, получение и исследование математических моделей высокоселективной мокрой магнитной сепарации, аналитические и экспериментальные методы для исследования силовых характеристик магнитного поля и разделяющих сил в рабочей зоне сепаратора, статистический анализ результатов, полученных в ходе полупромышленных испытаний.

Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

- установлены принципы гидромеханики магнетитовых суспензий и кинетики флокуляции в магнитных сепараторах центробежного типа;

- установлены закономерности влияния комбинированной амплитудно-частотной модуляции магнитного поля сепаратора на эффективность разделения минералов за счет управления процессом магнитной флокуляции;

- установлено влияние структурно-агрегатного состояния исходного питания на эффективность сепарации и предложены способы его нейтрализации путем механического разрушения флокул;

- впервые разработана математическая модель процесса высокоселективной магнитной сепарации, учитывающая закономерности влияния его основных параметров на эффективность сепарации и качество получаемого концентрата, которая применена для автоматического управления работой сепаратора;

- предложена новая технология обогащения магнетитовых кварцитов с выделением раскрытых зерен магнетита в конечный концентрат после первой и второй стадий мокрой магнитной сепарации. Она позволит существенно снизить капитальные и эксплуатационные затраты на тонну магнетитовых концентратов, окатышей, брикетов и любого сырья для бездоменной металлургии.

Достоверность научных положений и выводов Научные положения, выводы и рекомендации подтверждаются удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчетов с данными, полученными опытным путем, соответствием результатов лабораторных и полупромышленных испытаний. Оценка адекватности модели выполнена с доверительной вероятностью 0,85.

Научное значение работы заключается в установлении механизма магнитной флокуляции и разрушения флокул в бегущих магнитных полях с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности; в создании математической модели процесса высокоселективной магнитной сепарации, связывающей показатели обогащения с конструктивно-технологическими параметрами высокоселективного центробежного магнитного сепаратора, в доказательстве принципиальной возможности полного стадиального обогащения магаетитовых кварцитов с выделением конечных продуктов по всей технологической схеме обогащения и в промышленной проверке этой возможности на основе применения высокоселективного сепаратора ВСПБМ 32,5/20-М.

Практическое значение работы заключается в создании новой технологии полного стадиального обогащения, позволяющей выделить готовый концентрат после первой и второй стадий измельчения и магнитной сепарации, что было проверено экспериментально в промышленных условиях и подтверждено актами промышленных испытаний.

Реализация результатов работы. По результатам испытаний высокоселективного мокрого магнитного сепаратора ВСПБМ-32,5/20 выдано техническое задание ОАО «Рудгормаш» (г. Воронеж) на изготовление полупромышленного сепаратора ВСПБМ-90/100. Экономический эффект, рассчитанный для условий ОФ-3 Лебединского ГОКа, при использовании новой технологии полного стадиального выделения конечных продуктов разделения с применением высокоселекгивного мокрого магнитного сепаратора ВСПБМ-32,5/20 составит 139,5 млн. руб. /год.

Апробация работы. Основные выводы и результаты работы докладывались и получили одобрение на симпозиумах «Неделя горняка» Московского государственного горного университета (г. Москва, январь 20062008гг.), на V Конгрессе обогатителей стран СНГ (г. Москва, МИСиС, март 2007г.), на V Международном симпозиуме «Качество 2008» (п.г.т. Партенит, Крым, Украина, сентябрь 2008г.), на научных семинарах и заседаниях кафедры обогащения полезных ископаемых Московского государственного горного университета (г. Москва, 2006-2007гг.) и др.

Публикации. По результатам выполненного исследования опубликовано 4 научных работы, в т.ч. 3 статьи в журналах по перечню ВАК Минобрнауки России.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, . заключения, библиографического списка использованной литературы из 121 наименования и 9 приложений, содержит 41 иллюстрацию и 12 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Важным направлением повышения рентабельности действующих горнообогатительных предприятий, связанным со значительным снижением затрат на электроэнергию (рис. 1), является повышение эффективности работы узла измельчения и классификации, что позволит уменьшить расход электроэнергии, мелющих тел и оборотной воды.

В то же время существует огромный резерв по повышению качества конечного концентрата при одновременном снижении капитальных и эксплуатационных затрат, которому в настоящее время уделяется недостаточно внимания.

Анализ вещественного состава измельченной руды показал, что значительная часть зерен магнетита раскрыта уже после первой стадии измельчения.

Это готовый продукт, который необходимо извлекать из процесса обогащения, а не направлять далее по схеме (рис.2), где раскрытые зерна магнетита переизмельчаются и ошламовываются, теряя часть своих магнитных свойств, что в конечном итоге приводит к засорению конечного концентрата

шламами и потере полезного компонента в хвостах.

Выделять же магнетит постадиально в настоящее время невозможно, так как селективность существующих сепараторов недостаточна, а жесткая магнитная флокуляция частиц магнетита вызывает захват бедных сростков и частиц пустой породы в магнитный продукт сепараторов.

Наиболее перспективным решением проблемы повышения качества железорудных концентратов при одновременном снижении себестоимости передела является технология полного стадиального выделения конечных продуктов разделения на основе применения создаваемых магнитных сепараторов с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля.

Методологической основой решения задачи повышения качества железорудных концентратов в бегущих магнитных полях являются результаты исследований по магнитной сепарации железных руд, а также результаты исследований по магнитной сепарации в направлении конструирования аппаратов и повышения эффективности их работы для обогащения сильномагнитных руд, значительный вклад в развитие которых внесли ведущие ученые Т.Е. Владимиров, В.Т. Деркач, B.C. Замыцкий, В.В. Кармазин, В.И.

1- Костомткшскпй ГОК 2 - Михлпловскпй ГОК

3 - Стойл ей CKiiii ГОК

4 - Лебединский ГОК

5 - Качканарскип ГОК

) ) горнотранспортный

дробление руды m измельчение и обогащение руды —_ складирование хвостов и вод.

Рис. 1. Расход электроэнергии по переделам (кВт* ч/т концентрата)

Кармазин, JT.А. Ломовцев, П.Е. Остапенко, И.Н. Плаксин, а также зарубежные исследователи Jan Svoboda, Fujita, Da-He X., E. Laurilla, U. Runollina и многие другие.

Распределение по стадиям измельчения

а - концентрат в цепом, б - класс -44мш. в- класс -71+44мкы. г -класс+71 мкм

ц - свободный магнетит: щ - богатые сростки. r~j - бедные сростки.

б)

Распределение по стадиям измельчения

а ■ кок-т е цело*1.6 - класс -44 мкм; в - класс -71+44 мкм: г ■ класс + 71 ыш

| ■ свободный нагнети- Ц • богатые сроти:Г1 бедные сростка.

Рис. 2. Вещественный состав измельченной руды ЛГОКа (а) и МГОКа (б)

На основании вышеизложенного сформулированы следующие задачи исследований:

выполнить теоретический анализ возможностей повышения эффективности процесса мокрой сепарации в магнитных полях с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией магнитного поля;

- проверить экспериментально влияние основных конструктивно-технологических параметров магнитного сепаратора с амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля в рабочей зоне на эффективность процесса разделения минералов и на технологические показатели обогащения для совершенствования конструкции сепаратора;

- произвести промышленные испытания экспериментального образца нового высокоселективного сепаратора и средств автоматического управления его режимом для поддержания максимальной эффективности сепарации;

- разработать технологию обогащения магнетитовых кварцитов со стадиальным выделением конечных продуктов;

- проверить полученные технико-экономические показатели обогащения в условиях реального производства.

Изучение известных конструкций мокрых магнитных сепараторов с частотными и бегущими магнитными полями показало, что недостатками их являются высокая энерго- и металлоемкость, низкие производительность и надежность. В настоящее время ни один из них не используется для промышленного производства железорудных концентратов.

Магнитную флокуляцию условно можно рассматривать как взаимодействие магнитных масс частиц (собственных или наведенных внешним полем) на основе магнитного закона Кулона. Полное выражение силы притяжения двух диполей имеет вид:

Е- 1-Щ + Щ-Щ о щ-щ СП

I1 (/ + 2а)2 (1 + аУ ()

где: тъ т2 — магнитные массы взаимодействующих частиц или флокул; 1 -расстояние между диполями, а - длина продольной оси диполя.

Для диполей, длина которых а существенна, первый член значительно превышает сумму второго и третьего, поэтому последними можно пренебречь.

В случае наведенных масс силу этого взаимодействия можно выразить следующим образом:

(2)

где: г — расстояние между условными точками сосредоточения магнитных масс взаимодействующих частиц (флокул); ц0— магнитная проницаемость среды (в системе СГСМ для пустоты, воздуха и воды /г0~1); а - угол между вектором напряженности магнитного поля и линией взаимодействия частиц или флокул.

Степень флокуляции обычно определяют как отношение сфлокулированных

частиц к общему содержанию твердого в суспензии

Чг = туф1уо6щ. (3)

В зависимости от магнитных свойств частиц критическое расстояние сближения гс, при котором частицы образуют кластер, а затем и флокулу, колеблется от 2 до 5 диаметров часпщ. В турбулентном потоке жидкости перенос вещества большей частью осуществляется за счет крупномасштабной турбуленции, которая характеризуется средним размером элементов турбулентности - а,- (соответствующим равновесию сил трения и инерции в потоке), путем смещения этих элементов - / и пульсационной составляющей скорости движения жидкости - и. В связи с тем, что турбулентные пульсации (ТП) в потоке изотропны (равновероятны по любому направлению), турбулентный массоперенос можно сравнить с диффузионным и учитывать его в соответствующем, не зависящем от градиента концентрации коэффициенте турбулентной диффузии £)„ природа которого хорошо изучена.

Как известно, в процессе магнитной сепарации в рабочей зоне двигаются большие, плотные массопотоки частиц (около 30% твердого), взаимодействующих друг с другом, так что в каждый данный момент движение отдельной частицы вызвано случайными причинами. Сближение частиц на расстояние 2-5 их диаметра, вызванное турбулентными пульсациями, приводит к их магнитному притяжению и столкновению с образованием микрофлокул из 2-3 частиц магнетита или богатых сростков (центры флокуляции или «кристаллизации»). После этого расстояния между микрофлокулами (/ > 2-3с!ч) значительно увеличиваются и укрупнение флокул прекращается до увеличения напряженности внешнего поля, т.е. магнитных сил. Случайные воздействия на частицу минерала, взвешенную в турбулизованной вязкой среде, обусловлены разрушением ТП в окрестности частиц, но в силу вязкостных свойств среды время разрушения ТП намного меньше времени релаксации, возникающего при

этом в системе среда + частица возмущения.

С увеличением напряженности магнитного поля в суспензии возникают силы притяжения между микрофлокулами, вызывающие в соответствии с теоремой Ирншоу (о невозможности устойчивой системы зарядов при их взаимодействии по закону Кулона, т. е. обратно пропорционально квадрату расстояния между ними) сжатие, или «свертывание ферромагнитного объема» суспензии в макрофлокулы. Образование последних сопровождается захватом сростков магнетита с кварцем и даже механическим захватом частиц кварца и является главной причиной снижения качества концентрата. Такие большие флокулы образуются в слабых полях магшпно-гидродинамичесих сепараторов «бочек Зеленова», но там они перечищаются восходящими потоками воды.

С использованием различных методик экспериментально изучалась зависимость степени флокуляции суспензии у/ от напряженности намагничивающего поля Не (рис.3).

На участке I, который соответствует равновесной части процесса, степень флокуляции пропорциональна Ямех - равнодействующей магнитных и гидромеханических сил, действующих на флокулу. В этой зоне ^ < Ямех= Рц + Ргм, что обусловливает равновесный характер процесса. Здесь Рч -центробежная сила, вызванная вращением флокулы магнитным полем, а Ргм -гидромеханическая сила сопротивления поступательному движению микрофлокул навстречу друг другу. Так как Ри пропорциональна Н2, то ¥]=Ш2.

Этот участок является главным при формировании качества магнитного продукта, причем он определяет и дальнейший ход кривой ¥=/(Н), поэтому он заслуживает повышенного внимания.

Р» < рч + РгМ=ига2 Я + Я-V2 А, (4)

где: т - масса частицы магнетита; ■т=2пу - угловая скорость вращения частицы, равная угловой частоте вращения магнитного поля; с! — диаметр частицы; X — коэффициент сопротивления среды движению частиц; V - скорость движения частицы; & - плотность среды, в которой движутся частицы.

напряженности поля (а—быстрое намагничивание, б—намагничивание в бегущих магнитных полях, в - намагничивание в магншткпсотсачгши^д!к)-частоттк1ймодушщиейнапря>1^ Модулируя частоту вращения магнитного поля, можно уменьшать магнитную силу, вызывающую флокуляцию, в соответствии с установленной зависимостью;

^ = к—^—Н2 , (5)

где к - эмпирически устанавливаемый коэффициент.

Чистота флокул - селективность флокуляции р = 1/(1+Ске)- У, - где СКв-доля кварца во флокуле. Чистоту флокулы можно определить по формуле:

Р = Кр^о , (6)

где кпр ~ коэффициент пропорциональности; со0~ а>6+сои - относительная угловая частота вращения барабана и магнитной системы навстречу друг другу.

При дальнейшем увеличении напряженности она достигает значения Нкр (участок П), при котором Рм становится значительно больше Ямех, устойчивость суспензии теряется и происходит свертывание инфлюэнтных объемов суспензии вокруг микрофлокул (центров флокуляции). Однако после резкого

увеличения Уна величину ¿¡¥процесс флокулообразования снова замедляется. Это вызвано значительным снижением концентрации ферромагнитной фазы в пульпе, что увеличивает расстояние между частицами (Я >RKp). После этого этапа в пульпе остаются флокулы, размер которых соответствует объему ферромагнитной фазы в инфлюэнтной зоне, и несфлокулированные частицы ферромагнитной фазы, оказавшиеся за пределами ифлюэнтных зон - «сработавших» центров флокуляции. В процессе магнитной сепарации образовавшиеся флокулы притягиваются к барабану или оседают в процессе флокуляции, но так или иначе уходят из суспензии.

Однако, если первый участок будет «растянут» благодаря модуляции частоты и амплитуды напряженности магнитного поля, как это показано на рисЗ, то участок II может быть пропущен вообще, так как основная масса частиц магнетита перейдет в чистые флокулы с минимальной долей примесей.

В суспензии остаются только несфлокулировавшиеся частицы, концентрация которых настолько мала, что флокуляция при Я = const практически приостанавливается,т. е. di///dt = o.

Далее, с ростом Н (участок Ш) процесс флокуляции подчиняется закону «сложных процентов», т. е. масса сфлокулированного при данной напряженности материала пропорциональна массе его в этот момент в пульпе (у) и коэффициенту к, зависящему от магнитных свойств, крупности, физико-химических свойств поверхности и др.: -dy/dH = kf, откуда Inу--кН + С, следовательно, у = егкн С

Значение С находим из начальных условий: Н-0, у = у0. С = у0/е° = у0. Существенного влияния на флокуляцию и магнитную сепарацию участок Ш не оказывает.

Магнитное поле стремится повернуть флокулу продольной осью а по направлению вектора напряженности поля. Это означает, что на флокулу в магнитном поле действует пара сил, пропорциональная синусу угла а и

удлиненности флокулы Я = — . При небольших значениях а, когда sin а —»а,

эху пару можно записать так.

Р^-Н^.-ХьУпъссъУ-НИх.-х^а, (7)

где Ха, Хь — магнитные восприимчивости по соответствующим осям флокул (приа> Ь,Ха>Хь)-

Эта пара сил даже при малых отклонениях приобретает существенные значения. Для магаетитовой флокулы уже при Х= а/Ъ = 2 в поле Н = 1000 Э она превышает 1000 дин/град. Так как это единственная пара сил, действующая на флокулу в однородном поле, то а 0, a cosa 1.

Если у сепаратора магнитная система имеет чередующуюся полярность полюсов, то ее уравнение в параметрической форме имеет вид:

H,=H,cosx^-, Hr = H„ sin»£ (8)

и о

При этом вектор напряженности поля в любой точке над поверхностью барабана совершает вращательное движение навстречу магнитной системе с угловой частотой со (¡p-cot).

Когда сила динамического сопротивления среды превышает сумму сил, двигающих флокулу вместе с барабаном, флокула начинает отставать от точки на поверхности барабана, при этом угол отставания продольной оси флокулы от вектора поля (а) увеличивается (рис.4). Когда угол а составит 180флокула, имеющая определенную остаточную намагниченность, вытолкнется магнитным полем за зону удерживания и будет унесена центробежной силой в хвосты.

Установленные выше закономерности позволяют управлять процессом магаитной флокуляции, добиваясь максимальной чистоты флокул за счет подбора оптимальных значений частоты вращения барабана, частоты вращения и амплитуды вектора напряженности магнитного поля и специальной конструкции питающего устройства, плавно повышающего уровень напряженности (рис. 5).

Рис. 4,Отставание продольной оси флокулы от вектора напряженности магнитного поля

Из аналитических зависимостей следует: чем больше скорость вращения магнитного поля, тем лучше.

При сухой магнитной сепарации скорости достигаются вращением барабана. При мокрой магнитной сепарации невозможно значительно увеличить скорость вращения барабана из-за сопротивления среды, поэтому частота вращения магнитного поля определяется преимущественно частотой вращения магнитной системы.

Рис. 5. Конструкция питающего устройства, плавно повышающего уровень напряженности магнитного поля (а) и зависимость напряженности магнитного поля от расстояния до магнитной системы (б)

НТЦ МГГУ успешно реализован такой механизм сепарации в новом экспериментальном высокоселективном мокром магнитном сепараторе-

ВСПБМ-32,5/20 (рис.6).

Сепаратор ВСПБМ-32,5/20 состоит из барабана (4), установленного в корпусе (7), круговой магнитной системы (1) с постоянными магнитами чередующейся полярности, установленной внутри барабана, индукционной щетки (3) с брызгалами (5) для съема концентрата с поверхности барабана,

загрузочного и разгрузочных устройств. Магнитная система и барабан имеют частотный регулятор числа оборотов и вращаются навстречу друг другу. Для повышения эффективности магнитной сепарации, кроме модуляции частоты магнитного поля, впервые была применена модуляция амплитуды (напряженности) магнитного поля за счет применения в магнитной системе полюсов разной высоты.

При проведении промышленных испытаний сепаратор

слив

Хвосты Концентрат

Рис. 6. Осет экспериментального

высокоселекшЕного магнишош сепаратора ВСПБМ-32,5/20 был установлен в ВСПБМ-32,5/20

1 - магнитная система; 2 - лоток для съема непосредственной близости от

концентрата 3 - шздукционный съемник _ Т1Т,, ,

к ^ . сепараторов ПЪМ, магнитным

концентрата типа «беличье колесо»; 4 - г г

барабан с ребордами; 5 - брызгало; 6 - продукт которых являлся исходным брызгало для перечистки концентрата; 7 -

ванна сепаратора. питанием для нового сепаратора. Это

связано с компоновкой оборудования на ОФ. Концентрат 1 стадии ММС представляет собой сильносфло-кулированную пульпу с большим содержанием твердого (60-70%), что существенно затрудняло эффективное отделение магнетита от немагнитных частиц. Для дефлокуляции пульпу перед подачей в сепаратор разбавляли водой до содержания в ней твердого ~ 25-35% и разрушали флокулы посредством

механического перемешивания. Для этих целей между сепаратором ПБМ 3 приема 1 стадии ММС и сепаратором ВСПБМ установили насос. Таким образом, концентрат 1 стадии ММС вместе с дополнительной технической водой подавался в зумпф насоса, где размешивался до однородного состояния, при этом флокулы разрушались механически. После этого подготовленная пульпа подавалась на питание сепаратора ВСПБМ.

Эффект селективной флокуляции в сепараторе достигается при постоянном росте и разрушении флокул магнитно-механическими воздействиями на их структуру в условиях магнитного поля с амплитудно-частотной модуляцией напряженности. При этом в ядро флокул попадают только чистые магаетитовые зерна и такие богатые флокулы переходят затем в концентрат в процессе сепарации.

На сепараторе выполнена большая программа стендовых и промышленных испытаний на ЛГОКе. При проведении опытов были испытаны магнитные системы с магнитами различной высоты. Наилучшим является соотношение высоты полюсов магнитной системы 1-3-1 (рис.7). При этом напряженность магнитного поля менялась от 600 до 1000Э.

63 - .

I Г

, I I I I

J—1_' ^ • ■_1_¿.

45 30 15 зо зв *о «в в»

Рис. 7. Зависимость содержания железа общего в концентрате от частоты вращения магнитной системы. 1 - соотношение полюсов 1-3-1; 2 - соотношение полюсов 2-3-2; 3 - соотношение

полюсов 2-2-2 (модуляция по амплитуде отсутствует)

Результаты испытаний представлены на рис.8, где видна четкая зависимость содержания железа общего в концентрате от частоты вращения барабана и магнитной системы.

15 20 25 30 35 40 45 50

Частота вращения магнитной системы, Гц

Рис. 8. Зависимость содержания железа общего в концентрате от частоты вращения барабана и частоты вращения магнитной системы при плотности

питания 1200-1300г/л

На основании теоретических исследований и анализа при планировании

экспериментов получена математическая модель.

Р=66,7-1,67х6 +6,24уж +9,3бр +2,28,0Ы -0,9х26+1,3^ж+1,15р2+0,78ри2 , (9)

где /? — содержание железа общего в концентрате, %; частота вращения барабана, Гц; частота вращения магнитной системы, Гц; р - плотность исходного питания, г/л;

ри - содержание железа общего в магнитном продукте ММС 1 ст., %;

Сепаратор необходимо оборудовать средствами, автоматически поддерживающими важнейшие параметры на оптимальном уровне в зависимости от условий работы сепаратора и качественно-количественных

характеристик исходного питания. Основой для автоматики является полученная математическая модель.

По результатам проведенных экспериментов с помощью программы «Статистика» получена гистограмма (рис.9). Превышение содержания железа общего в концентрате над содержанием железа общего в исходном питании в среднем составило более 10%. Есть ряд опытов, в которых превышение более 15%. Т.е. из концентрата I стадии ММС (содержание железа общего 56-58%) можно получить товарный концентрат. Оценка экономической эффективности применения новой техники и технологии проведена на базе существующей аппаратурно-технологической схемы обогащения на ОФ-3.

Varl-содержание железа в исходном питании, %. Уаг2-содержание железа в концентрате, %. Рис. 9.Гистограмма содержания железа в исходном питании и концентрате сепаратора (плотность питания 1200-1300г/л)

На основании полученных данных по магнитной сепарации разработана новая технологическая схема магнетитовых кварцитов со стадиальным

выделением конечных продуктов (рис. 10). За основу была принята технологическая схема обогащения железистых кварцитов на ОФ ЛГОК.

По новой технологической схеме питанием сепаратора ВСПБМ является магнитный продукт мокрой магнитной сепарации (ММС). Таким образом, обогащение производится стадиально в следующем порядке: измельчение железосодержащей руды, мокрая магнитная сепарация измельченной руды с выделением раскрытых зерен пустой породы в хвосты, высокоселективная магнитная сепарация магнитного продукта ММС с выделением раскрытых зерен магнетита в конечный продукт, а оставшуюся часть продукта, содержащую в основном сростки, направляют на вторую стадию измельчения, после которой из доизмельченной руды выделяют хвосты и конечный концентрат по схеме, описанной выше.

На 1 стадии сепарации получают конечный концентрат с содержанием железа общего 68,5% и массовой долей класса -0,045мм 54%, на 2 стадии сепарации - конечный концентрат с содержанием железа общего 68,83% и массовой долей класса -0,045мм 91%. По предложенной технологии обогащения получают суммарный конечный концентрат с выходом 38,2% и содержанием железа общего 68,7%, извлечение железа в концентрат 79,41%. Реализация предложенной технологии позволит по сравнению с действующей схемой обогащения на ОФ ЛГОК увеличить извлечение железа общего в концентрат на 1% без снижения качества за счет стадиального выделения раскрытых зерен магнетита без их переизмельчения, одновременно при этом уменьшить количество стадий измельчения с трех до двух, стадий магнитного обогащения с пяти до трех, что позволяет значительно сократить капитальные затраты, сократить удельную норму расхода электроэнергии на 20-25% и технической воды на 25% на производство 1т концентрата.

По новой технологии полного стадиального выделения подана заявка на патент № 2008 114625/03 от 17.04.08г.

ИСХОДНАЯ РУДА

Рис. 10. Предлагаемая технологическая схема обогащения магнетитовых руд

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи повышения эффективности обогащения магнетитовых кварцитов на основе исследования гидромеханики магнетитовых суспензий в магнитных полях с амплитудно-частотной модуляцией напряженности и установления закономерностей разделения минералов.

Основные научные и практические выводы и рекомендации, полученные лично автором:

1 .Выполнен теоретический анализ возможностей повышения эффективности процесса мокрой сепарации в бегущих магнитных полях за счет применения амплитудно-частотной модуляции напряженности мапштного поля.

2 ¡Впервые применена комбинированная амплитудно-частотная модуляция напряженности магнитного поля высокоселективного сепаратора для управления структурно-агрегатным состоянием сепарируемого материала при мокрой магнитной сепарации. Показано, что наиболее оптимальным является соотношение высоты полюсов магнитной системы 1-3-1. При этом напряженность магнитного поля менялась от 600 до 1000 Э.

3.Установлены оптимальные параметры магнитного разделения в сепараторе с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля: частота вращения барабана - 15-17,5 Гц, частота вращения магнитной системы - 25-30 Гц, плотность исходного питания - 1250-1300 г/л, при этом содержание железа общего в концентрате составило -68,5% и более, превышение содержания железа общего в концентрате над содержанием железа общего в исходном питании по операции составило более 12%.

4.Получена математическая модель процесса высокоселективной мокрой магнитной сепарации, учитывающая закономерности влияния основных параметров на его эффективность и качество получаемого концентрата.

5.Произведены промышленные испытания экспериментального образца нового сепаратора и средств автоматического управления его режимом для поддержания максимальной эффективности сепарации.

6.Предложена новая технология обогащения магнетитовых кварцитов с выделением раскрытых зерен магнетита в конечный концентрат после первой и второй стадий мокрой магнитной сепарации (заявка на патент РФ №2008 114625/03 от 17.04.08r). По предложенной технологии обогащения получают суммарный конечный концентрат с выходом 38,2% и содержанием железа общего 68,7%, извлечение железа в концентрат 79,41%, при одновременном уменьшении капитальных затрат, сокращении удельной нормы расхода электроэнергии на 20-25% и технической воды на 25% на производство 1т концентрата.

7.Экономический эффект при использовании в новой технологии сепараторов ВСПБМ, рассчитанный для условий ОФ-3 Лебединского ГОКа, составит 139,5 млн. руб./год в ценах 2008 г.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Синельникова Н.Г. Исследование принципов гидромеханики магнетитовых суспензий в бегущих полях магнитных сепараторов центробежного типа. Деп. рук. №672/01-09 от 12.11.2008г. - М.: МГТУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009 - №1.

2. Кармазин В.В., Синельникова Н.Г., Логинова Л.А., Епутаев Г.А., Данилова М.Г. Расчет картины поля магнитной системы сепаратора типа ПБМ

с клиновыми магнитными вставками. - М.: МГГУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007 -№11.- С.339-341.

3. Кармазин В.В., Синельникова Н.Г., Логинова Л.А., Епутаев Г.А., Данилова М.Г. Исследование стадиального процесса сепарации в сепараторах с магнитной системой, имеющей магниты разной высоты. - М.: МГГУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007 - №9. - С.310-312.

4. Кармазин В.В., Татауров С.Б., Синельникова Н.Г., Гзогян Т.Н.,Жилин С.Н., Логинова Л.А. Теоретические и экспериментальные исследования путей снижения серы и кремнезема в высококачественных концентратах ОФ ЛГОКа -сырья для бездоменного производства стали. - М.: МГГУ, Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007 - №10. - С.271-274.

Подписано в печать__ 01,2009г. Формат 90x60/1 б.

Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ

Отдел печати МГГУ, Москва, Ленинский пр-т, 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Синельникова, Наталья Григорьевна

Введение.

Глава 1. Анализ современного состояния проблемы и постановка задачи исследований.

1.1. Обзор практики обогащения железных руд за рубежом.

1.2. Обзор практики обогащения железных руд в России и странах

1.3. Исследование технологии обогащения железистых кварцитов

1.4. Постановка задачи исследований.

Выводы.

Глава 2. Исследование минералогической характеристики исходного сырья и технологических возможностей эффективного магнитного обогащения магнетитовых кварцитов.

2.1. Характеристика вещественного состава исходного сырья.

2.2. Обзор практики обогащения сильномагнитных руд в частотных магнитных полях.

2.3. Исследование потенциальных направлений повышения селективности мокрой магнитной сепарации сильномагнитных материалов.

Выводы.

Глава 3. Исследование принципов гидромеханики магнетитовых суспензий в магнитных полях магнитных сепараторов.

3.1. Исследование принципов магнитной флокуляции дисперсных сильномагнитных материалов и ее влияние на процессы магнитного обогащения.

3.2. Исследование кинетики магнитной флокуляции в неоднородных полях.

3.3. Исследование кинетики магнитной флокуляции во вращающемся магнитном поле.

3.4. Исследование механизма разрушения флокул вращающимся магнитным полем.

3.5. Исследование влияния амплитудно-частотной модуляции на степень чистоты флокул.

Выводы.

Глава 4. Экспериментальное определение оптимальных технологических показателей магнитной сепарации.

4.1 .Экспериментальный высокоселективный сепараторВСПБМ-32,5/

4.2. Определение процентного содержания магнетита в концентрате на базе сепаратора ВСПБМ -32.5/20 методом планируемого эксперимента.

4.3. Зависимость содержания железа общего в концентрате от частоты вращения барабана и магнитной системы сепаратора.

4.4. Зависимость содержания железа общего в концентрате от плотности исходного питания.

4.5. Определение зависимости эффективности сепарации от совокупности различных факторов.

Выводы.

Глава 5. Разработка усовершенствованной технологической схемы обогащения железных руд и оценка технико-экономической эффективности применения высокоселективной магнитной сепарации в технологической схеме ЛГОКа.

5.1 Технологическая схема обогащения железных руд с применением стадиального выделения конечного концентрата.

5.2. Оценка технико-экономической эффективности применения новой технологической схемы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение эффективности обогащения магнетитовых кварцитов на основе применения сепараторов с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией магнитного поля"

Актуальность проблемы. В настоящее время Россия является пятым по величине производителем железорудного сырья (ЖРС) в мире, и наряду с Бразилией, лидером по количеству железа в разведанных запасах руды. Государственным балансом в России учтено 172 месторождения железных руд, 53 из которых находятся в стадии разработки. Прогнозные ресурсы оцениваются в 150,3 млрд. т. Таким образом, ресурсная база Российской Федерации позволяет не только обеспечить потребности страны, но и активно участвовать в экспорте железорудного сырья, а также продуктов его переработки на длительную перспективу.

В целом российская руда средняя по качеству (35-40% Fe), хотя на разрабатываемых месторождениях Курской магнитной аномалии (КМА) содержание железа колеблется в пределах 40-60%.

Качество концентратов для различных месторождений регламентируется соответствующими стандартами и техническими условиями. Так, для месторождений КМА технические условия на магнетитовый концентрат предусматривают: крупность - 0,1-0 мм; влажность - 10,5%; содержание железа - не менее 64%. В ряде концентратов регламентируется содержание вредных примесей: фосфора - не более 0,08%; серы - не более 0,06%; кремнезема — не более 2%. На самом деле рынок диктует свои условия и качество концентратов на ГОКах, как правило, выше этих условий.

Конкурентоспособность металлопродукции на внутреннем и внешнем рынках во многом определяется показателями работы горнорудных предприятий. Их мощности постоянно выбывают по мере отработки запасов руды. Взамен выбывающих необходим ввод новых мощностей, но из-за недостатка средств, систематически сдерживаются вскрытие запасов руд и проведение горноподготовительных работ. Затраты на добычу и подготовку металлургического сырья на отечественных месторождениях, в силу природных условий, в 1,5 - 2 раза больше по сравнению с ведущими рудодобывающими странами, формирующими цены мирового рынка - Австралией, Бразилией, США и Канадой, где коэффициент вскрыши ниже в 4 раза, а содержание железа в 1,7 раза выше, чем в России.

По мере истощения запасов, ухудшения горно-геологических условий добычи резко снижается эффективность эксплуатации месторождений, что приводит к постоянному росту затрат на производство металлопродукции.

Рассматривая современные тенденции в развитии технологий добычи и переработки полезных ископаемых, можно говорить о многоуровневом подходе к проектированию и реализации технических нововведений. Одними из основных требований к этому является как высокая производительность аппаратов, так и высокое качество получаемых концентратов, сравнительно низкая стоимость производства, энергоемкость, надежность. Это означает, что инвестиции следует вкладывать не в расширение производства, а в новые технологии переработки, потребления и снижения самих потребностей общества в минеральном сырье. Такое направление, помимо прямой прибыли (эффективное использование сырья при его рациональной переработке, комплексное использование месторождений, использование замкнутого цикла), дает экологический эффект, позволяя более разумно распорядиться ограниченными природными ресурсами. Кроме того, цены на товарные руды и концентраты стали на порядки выше цены сырой руды (особенно при высоких затратах на транспорт), а цены на готовую продукцию стали для многих видов сырья, например — для алмазного, на порядки выше стоимости, концентратов или «сырых» минералов. Основой для цены на руды и концентраты стала их металлургическая ценность, зависящая от содержания полезного компонента и примесей.

Кроме того, превышение объемов производимого железорудного сырья в России по сравнению с действующими мощностями доменного передела и высокая доля затрат на транспортировку (35%-70%) при поставке железорудного сырья на экспорт, требует от горнорудных предприятий развития производства продукции более высокого передела, имеющего большую металлургическую ценность и, соответственно, большую стоимость единицы продукции.

Традиционные пути повышения качества магнетитовых концентратов - это применение более развитых схем магнитной сепарации в каждой стадии для лучшего выведения пустой породы из магнитного продукта, что неизбежно приводит к увеличению числа аппаратов, задействованных в процессе обогащения. Все это, в конечном счете, приводит к увеличению затрат на переработку руды и повышению себестоимости 1т концентрата.

Применение высокоселективной магнитной сепарации с технологической точки зрения является более прогрессивным методом, позволяющим кардинально решить проблему производства высококачественных железных концентратов, позволив одновременно значительно снизить их себестоимость. Поэтому исследования в этой области являются весьма актуальными.

Цель работы. Создание новой технологии магнитного обогащения с полным стадиальным выделением конечных продуктов на основе использования магнитных сепараторов с разделением минералов в бегущем магнитном поле.

Идея работы. Поиск новых силовых режимов разделения минералов во вращающемся магнитном поле с модуляцией его напряженности по частоте и амплитуде для повышения селективности мокрой магнитной сепарации, что позволит создать и внедрить на железорудных ГОКах новую технику и технологию магнитного обогащения с полным • стадиальным выделением конечных продуктов.

Задачи исследований:

1.Выполнить теоретический анализ возможностей повышения эффективности процесса мокрой сепарации в магнитных полях с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля.

2.Проверить экспериментально влияние основных конструктивно- технологических параметров высокоселективного магнитного сепаратора с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля в рабочей зоне на эффективность процесса разделения минералов и на технологические показатели обогащения для совершенствования конструкции сепаратора.

3.Произвести промышленные испытания экспериментального образца нового сепаратора и средств автоматического управления его режимом для поддержания максимальной эффективности сепарации.

4.Разработать технологию обогащения железистых кварцитов со стадиальным выделением конечных продуктов.

5.Проверить полученные технико-экономические показатели обогащения в условиях реального производства.

Объектами исследования являлись: исходная руда — магнетитовые кварциты ОФ ОАО «Лебединский ГОК», параметры их раскрытия и магнитной сепарации, высокоселективный сепаратор, конструктивно-технологические параметры которого соответствуют требованиям стадиального выделения концентрата в технологической схеме ОФ ЛГОКа, и новая технология стадиального выделения конечных продуктов.

Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна: установлены принципы гидромеханики магнетитовых суспензий и кинетики флокуляции в магнитных сепараторах центробежного типа; установлены закономерности влияния комбинированной амплитудно-частотной модуляции магнитного поля сепаратора на эффективность разделения минералов за счет управления процессом магнитной флокуляции;

- установлено влияние структурно-агрегатного состояния исходного питания иа эффективность сепарации и предложены способы его нейтрализации путем механического разрушения флокул; впервые разработана математическая модель процесса высокоселективной магнитной сепарации, учитывающая закономерности влияния его основных параметров на эффективность сепарации и качество получаемого концентрата, которая применена для автоматического управления работой сепаратора;

Достоверность научных положений и выводов. Научные положения, выводы и рекомендации подтверждаются удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчетов с данными, полученными опытным путем, соответствием результатов лабораторных и полупромышленных испытаний. Оценка адекватности модели выполнена с доверительной вероятностью 0,85.

Научное значение работы заключается в установлении механизма магнитной флокуляции и разрушения флокул в бегущих магнитных полях с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности; в создании математической модели процесса высокоселективной магнитной сепарации, связывающей показатели обогащения с конструктивно-технологическими параметрами высокоселективного центробежного магнитного сепаратора, в доказательстве принципиальной возможности полного стадиального обогащения магнетитовых кварцитов с выделением конечных продуктов по всей технологической схеме обогащения и в промышленной проверке этой возможности на основе применения высокоселективного сепаратора ВСПБМ 32,5/20-М.

Практическое значение работы заключается в создании новой технологии полного стадиального обогащения, позволяющей выделить готовый концентрат' после первой pi второй стадий измельчения и магнитной сепарации, что было проверено экспериментально в промышленных условиях и подтверждено актами промышленных испытаний.

Реализация результатов работы. По результатам испытаний высокоселективного мокрого магнитного сепаратора ВСПБМ-32,5/20 выдано техническое задание ОАО «Рудгормаш» (г. Воронеж) на изготовление полупромышленного сепаратора ВСПБМ-90/100. Экономический эффект, рассчитанный для условий ОФ-3 Лебединского ГОКа, при использовании новой технологии полного стадиального выделения конечных продуктов разделения с применением высокоселективного мокрого магнитного сепаратора ВСПБМ-32,5/20 составит 139,5 млн. руб. /год.

Апробация работы. Основные выводы и результаты работы докладывались и получили одобрение на симпозиумах «Неделя горняка» Московского государственного горного университета (г. Москва, январь 2006-2008гг.), на V Конгрессе обогатителей стран СНГ (г. Москва, МИСиС, март 2007г.), на V Международном симпозиуме «Качество 2008» (п.г.т. Партенит, Крым, Украина, сентябрь 2008г.), на научных семинарах и заседаниях кафедры обогащения полезных ископаемых Московского государственного горного университета (г. Москва, 2006-2007гг.) и др.

Публикации. Основные положения проведенных исследований опытно-промышленных и проектно-конструкторских работ опубликованы в 4 печатных трудах, 2 заявках на патент, в сборнике докладов конгресса обогатителей стран СНГ (г. Москва, МИСиС, март, 2007г.), в трудах V Международного симпозиума «Качество 2008» (п.г.т. Партенит, Крым, Украина, сентябрь, 2008г), научного симпозиума «Неделя горняка-2006, 2008гг.», г. Москва и др.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка использованной литературы из 121 наименований и 9 приложений, содержит 41 иллюстрацию и 12 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Синельникова, Наталья Григорьевна

Выводы

Испытания экспериментального сепаратора ВСПБМ-32,5/20 в лаборатории и условиях реального производства на ОФ ЛГОК показали, что сепаратор данной конструкции обеспечивает возможность стадиального выделения раскрытых зерен магнетита в конечный концентрат, начиная уже с первых стадий ММС.

Рассматривая практическую сторону вопроса, для снижения энергозатрат и потерь Fe06m при существующей технологии наибольший интерес представляет выделение в концентрат свободных зерен магнетита из концентратов именно I и III стадий магнитной сепарации (рис. 1). Это стабильные продукты обогащения, магнитные свойства которых мало испорчены совместным измельчением магнетита с кварцем.

Установлены оптимальные параметры магнитного разделения в сепараторе с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля: частота вращения барабана - 15-17,5 Гц, частота вращения магнитной системы - 25-30 Гц, плотность исходного питания - 1250-1300 г/л, при этом содержание железа общего в концентрате составило - 68,5% и более, превышение содержания железа общего в концентрате над содержанием железа общего в исходном питании по операции составило более 12%.

5.1. Технологическая схема обогащения железных руд с применением стадиального выделения конечного концентрата

Анализируя практику обогащения магнетитовых кварцитов [68], можно видеть, что результаты магнитного разделения измельченных руд традиционным способом не всегда могут быть признаны удовлетворительными. Особенно низкая селективность разделения имеет место в первых стадиях обогащения. Традиционные пути повышения качества магнетитовых концентратов - это применение более развитых схем магнитной сепарации в каждой стадии для лучшего выведения пустой породы из магнитного продукта, что неизбежно приводит к увеличению числа аппаратов, задействованных в процессе обогащения. Все это, в конечном счете, приводит к увеличению затрат на переработку руды и повышению себестоимости 1т концентрата (рис.5.1).

Кроме того снижение размеров зерен до 30 мкм и ниже отрицательно сказывается на процессе магнитной сепарации не только потому, что может вызывать потери тонких фракций магнитных минералов вследствие уменьшения магнитной восприимчивости, но и по причине резкого увеличения удельной поверхности и как следствие - коэрцитивной силы Нс и остаточной индукции Вг соответственно с (0,4-0,8) кА/м и 85 Вб/м" до (10-15) кА/м и 150 Вб/м2. Рост остаточной индукции нежелателен, так как вызывает большое загрязнение флокул случайными частицами и нежелательное увеличение активной силы сцепления - F*м, действующей на сростки магнетита с кварцем. Другими словами, до тех пор, пока снижение крупности

Рисунок - 5.1. Существующая технологическая схема обогащения магнетитовых руд на ЛГОК происходит в основном за счет разрушения сростков, а не измельчения мономинеральных зерен, удельная остаточная индукция уменьшается. Лишь при переизмельчении мономинеральных частиц остаточная индукция начинает снова резко возрастать, причем тем больше, чем труднее обогатима РУДа.

Исходя из выше сказанного и опираясь на данные по раскрытию измельченной руды на ОФ ЛГОКа по стадиям (Приложение № 4) можно предложить более совершенную технологию обогащения железных руд.

Применение высокоселективного магнитного сепаратора ВСПБМ-32,5/20М для стадиального выделения раскрытых зерен магнетита в конечный концентрат из магнитного продукта позволяет реализовать предложенную технологическую схему обогащения железных руд. При разработке схемы за основу была принята технологическая схема обогащения железистых кварцитов на ОФ ЛГОК.

Питанием сепаратора ВСПБМ является магнитный продукт мокрой магнитной сепарации (ММС). Таким образом обогащение производится стадиально в следующем порядке: измельчение железосодержащей руды, мокрая магнитная сепарация измельченной руды с выделением раскрытых зерен пустой породы в хвосты, высокоселективная магнитная сепарация магнитного продукта ММС с выделением раскрытых зерен магнетита в конечный продукт, а оставшуюся часть продукта, содержащую в основном сростки, направляют на вторую стадию измельчения, после которой из доизмельченной руды выделяют хвосты и конечный концентрат по схеме, описанной выше.

Конкретно по предложенной схеме обогащение железистых кварцитов происходит следующим образом (Рис. 5.2): исходную руду с массовой долей железа общего 33,05% измельчают в первом мелющем контуре, состоящем из мельницы мокрого самоизмельчения ММС-90х30А, работающей в замкнутом цикле с классификатором 2КСНТ-3,0х17,2 до крупности 50,7% класса -0,045мм и подают на магнитные сепараторы ПБМ-ПП- 120x300 первой стадии магнитной сепарации, состоящей из трех приемов, получая при этом хвосты с содержанием железа общего 10,08% и магнитный продукт крупностью 46% класса -0,045мм, с содержанием железа общего 58,4% и с объемным содержанием раскрытых рудных зерен 57,6%. Далее магнитный продукт направляют на сепаратор ВСПБМ с получением конечного концентрата с содержанием железа общего 68,5% и массовой долей класса -0,045мм 54%, а также магнитного продукта с содержанием железа общего 53,28% (рис.5.3). Затем этот магнитный продукт подвергают классификации в гидроциклонах ГЦ-500 с получением слива, а также песков с содержанием железа общего 57,86%). Пески подают на доизмельчение во второй мелющий контур, состоящий из мельницы МРГ-55х75, работающей в замкнутом цикле с классификатором 1КСНТ-3,0х17,2, после чего их направляют на магнитные сепараторы ПБМ-ПП- 120x300 второй стадии магнитной сепарации. В результате обогащения песков на второй стадии магнитной сепарации получают хвосты с содержанием железа общего 14,86% и магнитный продукт крупностью 96% класса -0,045мм, с содержанием железа общего 60,13% и с объемным содержанием раскрытых рудных зерен 73,5%. Из полученного магнитного продукта второй стадии магнитной сепарации выделяют раскрытые зерна магнетита посредством магнитного сепаратора ВСПБМ в конечный концентрат с содержанием железа общего 68,83% и массовой долей класса -0,045мм 91%, а также магнитного продукта с содержанием железа общего 52,35%, который возвращают на классификацию в гидроциклоны. Тонкий слив классификации с массовой долей класса -0,045мм 81% и содержанием железа общего 47,27%, обесшламливают посредством дешламатора МД-9 и направляют на третью стадию магнитной сепарации, осуществляемой посредством мокрых магнитных сепараторов ПБМ-ПП- 120x300. После магнитной сепарации тонкого слива получают хвосты с содержанием железа общего 13,86% и магнитный продукт с содержанием железа общего 56,28%. Магнитный продукт, содержащий сростки, подают на доизмельчение во второй мелющий контур. исходная руда

13808,66м1

На 1т руды -7.064м1 На 1i хонц-та - 16.5и!

Рисунок - 5.2. Предлагаемая технологическая схема обогащения магнетитовых руд ill

Все хвосты магнитных сепараций и операции обесшламливания направляют в отвальные хвосты. Полный расчет качественно-количественной и водно-шламовой схем представлен в Приложении 8,9.

Кроме того, концентрат 1 стадии ММС как питание сепаратора ВСПБМ без подготовки подавать нельзя. Концентрат 1 стадии ММС представляет собой сильносфлокулированную пульпу с большим содержанием твердого (60-70%). Пульпу перед подачей в сепаратор необходимо разбавлять водой до содержания в ней твердого ~ 25-35% и также необходимо разрушать сильномагнитные флокулы. Для этих целей между сепаратором ПБМ 3 приема 1 стадии ММС и сепаратором ВСПБМ был установлен насос. Таким образом, концентрат 1 стадии ММС вместе с дополнительной технической водой подавался в зумпф насоса, где размешивался до однородного состояния, при этом флокулы разрушались. После этого подготовленная пульпа подавалась на питание сепаратора ВСПБМ.

По предложенному способу обогащения железосодержащих руд получают суммарный конечный концентрат с выходом 38,2% и содержанием железа общего 68,7%, извлечение железа в концентрат 79,41%, а также отвальные хвосты с выходом 61,8% и содержанием железа общего 11,01%, извлечение железа в хвосты 20,59%).

5.2. Оценка технико-экономической эффективности применения новой технологической схемы

Реализация предложенного способа позволяет по сравнению с действующей схемой обогащения на ОФ ЛГОК повысить выход концентрата на 0,8%), содержание железа общего в концентрате на 0,2%, увеличить извлечение железа общего в концентрат на 1% за счет стадиального выделения раскрытых зерен магнетита без их переизмельчения, одновременно при этом сократить количество стадий измельчения с трех до двух, стадий магнитного обогащения с пяти до трех, что позволяет значительно сократить капитальные затраты, сократить удельную норму расхода электроэнергии и технической воды на производство 1т концентрата.

Оценка экономической эффективности применения новой техники и технологии проведена на базе существующей аппаратурно-технологической схемы обогащения на ОФ-3 и для неё, т.к. технологические схемы обогащения на двух других фабриках ЛГОКа существенно отличаются.

Поскольку предполагается внедрение операций стадиальной магнитной сепарации на действующем предприятии, причём оборудование размещается в корпусе обогащения, то дополнительных затрат на строительство нового корпуса не требуется.

Объем инвестируемого в проект капитала включает в себя стоимость приобретаемого оборудования, транспортные затраты на его доставку к месту установки, стоимость хранения и монтажа оборудования. Перечень требуемого для реализации проекта оборудования представлен в табл. 5.1.

Заключение

Основные научные и практические выводы и рекомендации, полученные лично автором:

1.Выполнен теоретический анализ возможностей повышения эффективности процесса мокрой сепарации в бегущих магнитных полях за счет применения амплитудно-частотной модуляции напряженности магнитного поля.

2.Впервые применена комбинированная амплитудно-частотная модуляция напряженности магнитного поля высокоселективного сепаратора для управления структурно-агрегатным состоянием сепарируемого материала при мокрой магнитной сепарации. Показано, что наиболее оптимальным является соотношение высоты полюсов магнитной системы 13-1. При этом напряженность магнитного поля менялась от 600 до 1000 Э.

3.Установлены оптимальные параметры магнитного разделения в сепараторе с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией напряженности магнитного поля: частота вращения барабана - 15-17,5 Гц, частота вращения магнитной системы - 25-30 Гц, плотность исходного питания - 1250-1300 г/л, при этом содержание железа общего в концентрате составило - 68,5% и более, превышение содержания железа общего в концентрате над содержанием железа общего в исходном питании по операции составило более 12%.

6.Предложена новая технология обогащения магнетитовых кварцитов с выделением раскрытых зерен магнетита в конечный концентрат после первой и второй стадий мокрой магнитной сепарации (заявка на патент РФ №2008 114625/03 от 17.04.08г). По предложенной технологии обогащения получают суммарный конечный концентрат с выходом 38,2% и содержанием железа общего 68,7%, извлечение железа в концентрат 79,41%, при одновременном уменьшении капитальных затрат, сокращении удельной нормы расхода электроэнергии на 20-25% и технической воды на 25% на производство 1т концентрата.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Синельникова, Наталья Григорьевна, Москва

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1976г.

2. Вайнштейн Э.Г, Толмачев СТ. Теоретические основы расчета магнитных сепараторов. В кн.: Совершенствование техники и технологии горного производства М., Недра, 1974.

3. Верховский И.М. Основы проектирования и оценки процессов обогащения полезных ископаемых. М., Углетехиздат, 1949г.

4. Владимиров Т. Е. Исследование процессов мокрой магнитной сепарации в бегущих полях электромагнитных систем. Докторская диссертация, КузПИ, 1978 г.

5. Гахов Ф. Д. Краевые задачи. М.: Физматгиз, 1963

6. Гзогян Т.Н. и др. Интенсификация процессов рудоподготовки и обогащения железистых кварцитов на Михайловском ГОКе, ГИАБ МГГУ, №8, 2003 г.

7. Гзогян Т.Н., Макуха Л.П. Технологическая оценка рудного сырья на Михайловском ГОКе.Горный журнал.2002.-№7. -С.73-76.

8. Гидравлика и гидропривод / Под ред. И.Л. Пастоева. М.: МГУ, 1999. - 519 с.

9. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1977. -479 с.

10. Губаревич В.Н., Гарпи Ю.М, Смолкин РД. и др. Разработка конструкции ФГС-сепараторов и технологические исследования. /Обогащение руд. 1981 № 5. с. 17-22 .

11. Губаревич В.Н. Исследование и создание феррогидростатических сепараторов для обогащения полезных ископаемых в ферромагнитной жидкости: Автореф. дис. кан. техн. наук. Люберцы, 1982. -22 с.

12. Деркач В.Г. Магнитное обогащение слабомагнитных руд. — М.: Металлургиздат, 1954г.

13. Дремин А.И., Курочкин А.Н. О комплексном освоении Михайловского месторождения.Горный журнал. 1983.-№3. -С.7-9.

14. Дунаев В.А. Минерально-сырьевые ресурсы бассейна КМА. Горный журнал. 2004.-№1. -С.9-12.

15. Епутаев Г. А. Основы аналитической теории взаимодействия минералов с полем сепараторов на постоянных магнитах. Владикавказ, Изд-во РИА, 1999. 320 с.

16. Железорудная база России / Под ред. Орлова, М., Геоинформарк. 1998г.

17. Замыцкий В. С., Великий М. И. Эксплуатация и ремонт магнитных сепараторов. М., Недра, 1977. -120 с.

18. Зарубежные железорудные обогатительные и окомковательные фабрики: Технико-экономический обзор / Т.Т. Бердышева, Н.И. Мещерякова, Л.А. Рейтаровская и др. М.: Черметинформация, 1982.— 45 с.

19. Измалков В.А. Обоснование рациональных параметров рабочей зоны шлюза с магнитной постелью для повышения извлечения золота. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. МГГУ, Москва 2003.

20. КамкеЭ.Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям.-М.:Наука,1978-576с.

21. Кармазин В.В. Современные тенденции в использовании минерального сырья. Сб. «Устойчивое развитие горнодобывающей промышленности», Кривой Рог, КГТУ, 2004 г.

22. Кармазин В. В., Кармазин В. И., Бинкевич В. А. Магнитная регенерация и сепарация при обогащении руд и углей. М., Недра. 1968. С. 172-193.

23. Кармазин В. В., Кармазин В. И., Усачев П. А. и др. Новые процессы сепарации в магнитных полях. Апатиты, Кольский филиал АН СССР, 1982. -С. 34-51.

24. Кармазин В. И. Обогащение руд черных металлов. М., Недра, 1982. -С. 172-178.

25. Кармазин В. И. Современные методы магнитного обогащения руд черных металлов. М., Госгортехиздат, 1962.-С. 151-174.

26. Кармазин В.И., Кармазин В.В. Магнитные методы обогащения(учебник)М.,Недра. 978. -473 с.

27. Кармазин В. И., Кармазин В. В. Магнитные методы обогащения. М. Недра, 1984. -490 с.

28. Кармазин В. И., Серго Е. Е., Жендринскпй А. П. и др.Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых М., Недра.1974.-С. 44-62.

29. Кармазин В.В. Совершенствование технологии обогащения магнетитовых кварцитов на основе сепараторов с бегущим магнитным полем. Горный журнал. 2006.-№6.-С. 108-112.

30. Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных. Том I, Москва, Издательство МГГУ. 2005 г.

31. Кармазин В.В., Ковалев Р.В., Епутаев Г.А "Закономерности вращательного движения частиц железосодержащих руд во вращающемся поле барабанного сепаратора на постоянных магнитах" Горный информационно-аналитический бюллетень №1, М. 2007.

32. Кармазин В.В., Пилов П.И. Принципы сепарационного массопереноса в турбулентных потоках пульп, содержащих полиднсперсные и гетерогенную твердую фазу. М., МГГУ ГИАБ №4, 2001г.-С. 148-160.

33. Кармазин В.И., Кармазин В.В., Усачев П.А. и др. Новые процессы сепарации в магнитных полях. Апатиты, изд. Кольского филиала АН СССР, 1982.

34. Кармазин В.В., Синельникова Н.Г. Разработка технологии стадиального выделения магнетитовых концентратов на основе применения высокоселективных магнитных сепараторов. М.,МГГУ ГИАБ №5, 2006г.

35. Кармазин В.В., Синельникова И.Г., Логинова Л.А., Епутаев Г.А., Данилова М.Г. Расчет картины поля магнитной системы сепаратора типа ПБМ с клиновыми магнитными вставками. М., МГГУ ГИАБ № 7, 2007г.

36. Кармазин В.В., Синельникова Н.Г., Логинова Л.А., Епутаев Г.А., Данилова М.Г. Исследование стадиального процесса сепарации в сепараторах с магнитной системой, имеющей магииты разной высоты. М., МГГУ ГИАБ №9, 2007г.

37. Квасков А. П. и др. Магнитные поля кусков магнетитовой руды. VIII Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых, т. 1. Л., Изд.-во «Механобр», 1969. -С. 6265.

38. Кисилев П.Г. Гидравлика, основы механики жидкости. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 424 с.

39. Клюшпн В.А., Остапенко А.В. Совершенствование технологии обогащения // Горный журнал. 1996. - № 3. - С.27-32.

40. Кожиев Х.Х., Ломоносов Г.Г. Рудничные системы управления качеством минерального сырья.-М. :МГГУ, 2005

41. Коллатц Л. Численные методы решения дифференциальных уравнений. М.: ИЛ, 1953.

42. Кретов СИ., Губин С Л., Потапов С.Л. Совершенствование технологии переработки руд Михайловского месторождения. Горный журнал.2006.-№7.-С. 71-75.

43. Кретов СИ., Серебренников В.А. Природоохранная деятельность на Михайловском ГОКе. Горный журнал.2006.-Ж7.-С.91 -94.

44. Крючков А.В. Совершенствование технологии обогащения железистых кварцитов // Горный журнал. 2001. - № 6. - С. 49 - 52.

45. Лаврентьев М. А., Шабат Б. В. Методы теории функций комплексного переменного: М.: Наука, 1987.

46. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М. Наука, 1957.

47. Ландау Я П., Лифшиц ЕМ. Теоретическая физика, т. 2 Теория поля. М.: Наука, 1986.

48. Лищинский B.C., Попов В.П., Остапенко А.В. Основные направления подготовки к производству концентрата для металлизованных брикетов//Горный журнал.-1997-№5-6.~ С.57-60.

49. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. - 847 с.

50. Ломовцев Л. А., Нестерова Н. А., Дробченко Л. А. Магнитное обогащение сильномагнитных руд. М., Недра, 1979. -С. 67-70.

51. Ломовцев Л.А., Ганжа Р.П. Перспективные направления совершенствования технологии обогащения бедных магнетитовых кварцитов. Горный журнал. 1998. №1. -С. 24-26.

52. Лященко П.А. Гравитационные методы обогащения. М.-Л.:ГОНТИ, 1935г.

53. Максвелл Дж. К. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. М.: Гостехиздат, 1954.

54. Малютин И.Е., Чайкин СИ. Железорудная база КМА и перспективы её расширения. Горный журнал. 1982.-№10.-С.15-19

55. Нагата Такэзи. Магнетизм горных пород. М., Недра, 1965.-С. 101-108.

56. Нестеров Г.С.Технологическая оптимизация обогатительных фабрик.М.,Недра,1976.-С.104-109.

57. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация поцессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М., Машиностроение, 1980г.

58. О промышленном использовании окисленных железистых кварцитов Михайловского месторождения КМА./ Н.Т. Цаиков, М.А. Пономарёв, В.Н. Гусельников и др.//Горный журнал.-1983.-№7.-С.37-39.

59. Обогащение железных руд и производство окатышей в Австралии / Л.А. Рейтаровская, Н.И. Мещерякова, О.Ф. Корякова, К.Т. Чешихина // Обзорная информация. Сер. Обогащение руд. М.:ЦНИИТЭИЧМ, 1981,- Вып. 1. - 37 с.

60. Обогащение руд черных металлов. Справочник. М., Недра, 1980. -650 с.

61. Овчинников И.К. Теория поля. М.: Недра, 1979. - 352 с.

62. Остапенко П. Е. Основы компьютерной оценки обогатимости минерального сырья. Горный журнал. 1997. - № 32 - 35.

63. Прогрессивные технологии комплексной переработки минерального сырья / Под ред. В.А. Чантурия. М.,Руда и Металлы, 2008г.

64. Остапенко П. Е. Обогащение железных руд. М., Недра, 1985.

65. Пирогов Б.И. Геолого-минералогические факторы, определяющие обогатимость железистых кварцитов. М.: Недра, 1969.-240 с.

66. Плаксин И.Н., Кармазин В.И., Олофинский Н.Ф., Норкни В.В., Кармазин В.В. Новые направления глубокого обогащения тонковкрапленных железных руд.М.:Наука.1964. -С. 4751.

67. Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. М., Недра. 1970г.

68. РевзинаН.С., Мещерякова Н.И. Обогащение железных руд и окомкование железорудных концентратов в Канаде // Обзорная информация. Сер. Обогащение руд. М.:ЦНИИТЭИЧМ, 1982.-Вып. 1.-56 с.

69. Савицкий Е.М., Кармазин В.В., Барон В.В. и др. Сепарация полезных ископаемых с применением сверхпроводящих магнитных систем. «Обогащение и брикетирование углей», N2., 1973.-С. 154-158.

70. Сентемова В.А., Смирнова JI.B. Мухтаров А.Б. Совершенствование технологии обогащения на АзГОКесприменениемсепараторов2ГТБС-90/250.0богащение руд.Ленинград. 1986.ЖЗ.-С.11-13.

71. Синельникова Ы.Г. Технология обогащения магнетитовых кварцитов ОАО «Лебединский ГОК» с применением высокоселективного мокрого магнитного сепаратора ВСПБМ-32,5/20. М., МГГУ ГИАБ № 6, 2008г.

72. Смайт У. Р. Электростатика и электродинамика. М.: ИЛ, 1954.

73. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Г. Ш. М. Наука, 1974,

74. Солоденко А.Б. Научные основы создания техники п технологии для обогащения минерального сырья в ферромагнитных коллоидах . М.; Док. дне. МИСиС, 1992, 391 с.

75. Сочнев А.Я. Новый метод теоретического исследования магшппого поля электромагнитов. -ДАН СССР 1941,т. 33 № 1,с. 25 28.

76. Справочник по обогащению руд Основные процессы. / Под ред. О.С. Богданова, 2 изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983. с. 141

77. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы / Под ред. 0:С. Богданова. — М.: Недра, 1982.-366 с.

78. Сухорученков А.И., Стаханов В.В, Зайцев Г.В. Тонкое грохочение высоко-эффективный метод повышения технико-экономических показателей обогащения тонковкрапленных магнетитовых руд // Горный журнал - 2001. - № 4. - С.48-50.

79. Тихонов О.Н. Введение в динамику массопереноса процессов обогатительной технологии. — Л.: Недра; 1980г.

80. Усачев П. А., Опалев А. С. Магнитно-гравитационное обогащение руд. РАН, Кольский НЦ, Горный институт, Апатиты, 1993.

81. Флетчер К. Численные методы на основе метода Галеркина, Пер. с англ. -М.: Мир, 1988.

82. Хек К. Магнитные материалы и их техническое применение. М. Энергия, 1973.

83. Чурилов Н. Г., Беленко В. И. Прогнозирование показателей обогащения рудного сырья.2001 .-№6.-С.52-53.

84. Шамони К. Теоретическая электротехника: пер. с нем. М. Мир, 1964.

85. Шохин В.II., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения. М.: Недра, 1980. - 400 с.

86. Allard М., Roux J. Operations minieres et concentracion du mineral du Lak Fire de Sidbec-Normines // Canadian Mining and Metallurgical Bulletion. 1979. - Vol.72, №3. - P. 361 - 377.

87. Allen N.R. Low intensity rotating magnetic field separation. In: Proc. Int. Con. Min Proc. Extr. Metal. MINPREX 2000, Melbourne, Australia.-2000.- P: 303.

88. Allen N.R. Mineral particle rotation measurements for magnetic rotation separation. Magn. Electr. -Sep. 11.-2002.-P. 155.

89. Allen N.R. The rotating magnetic field separation of minerals. Ph. D. Thesis, Universiti of Tasmania, Hobart. 1999. -P. 319.

90. Augusto, P.A., and Martins, J.P., Innovation features of a new magnetic separator and classifier. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, Vol. 22, Nos. 1-3 (2001).-P. 155.

91. Clemmow P. C. An introduction to electromagnetic theory. Cambridge: University Press, 1973.

92. Cranndell S.H. Engineering analysis, New-York: McGraw-Hill, 1956.

93. Davies J. B. Radley D.E. Electromagnetic theory. Edinburg,Oliver & Boyd, 1969.

94. Erasmus D.E. Dry magnetic and electronic benefication of a Gavelotte mavy mineral spiral concentrate. In: Proc. Heavy Minerals Conference. Johannesburg, South Afrika. 1997. -P. 145.

95. Ferrari R.L. An introduction to electromagnetic fields. New-York: Van Nostrand Reinhold, 1975

96. Ferraro V. С A. Electromagnetic theory. London: Anhlone Press, 1954.

97. Foster K.,Anderson,R.Electromagnetics theory;problems and solution.New-York:St.MartinsPress,1970

98. Hallen E. G. Electromagnetic theory. Translated from. Swedish by Runar Gusstrom. New-York, Wiley, 1962.

99. Heaviside O. Electromagnetic theory. New-York, Dover Publication, 1950.

100. Hopstock D.M. Fundamental aspects of design and performance of lowintensity dry magnetic separators. Trans. AIME/SME 258. - 1975, -222 p.

101. Karmazin V. V., Bikbov M.A., Bikbov A.A. The Energy Saving Technology of benefication of Iron Ore // MES. 2002. - V. - 11. - N.4.

102. Karmazin V.I., Karmazin V.V., Bardovskiy V.A., Zamytskiy O.V. Development of a continuous chamber high-gradient magnetic separator with a strong filds. MES, V.6, OPA, 2001. -P. 418-420.

103. Karmazin V.V, Theoretical Assessment of Technological Potential of Magnetic and Electrical Separation, MES,V.8, 1997, OPA. -P. 392-394.

104. Karmazin V.V. , S.I.Kretov Development of the magnetite-hematite quartzites benefication on the basis of new technologies, XXIIIIMPC -2006 Istanbul vol. 1

105. Karmazin V.V. Bikbov M.A., Bikbov A.A., An approach to energy saving technology of beneficiation of iron ore. MES, V.3, OPA, 2002. -P. 257-260.

106. Karmazin V.V. Theoretical Assessment of Technological Potential of Magnetic and Electrical Separation // MES. V. 8. - 1997, OPA.

107. Karmazin V.V., Bikbov M. A., Bikbov A. A. The Energy Saving Technology of Beneficiation of Iron Ore. Magnetic and Electrical Separation, Vol.11 No.4, 2002. -P. 354-357.

108. Karmazin V.I., Karmazin V.V., Bardovskiy V.A., Zamytskiy O.V. Development of a continuous chamber high-gradient magnetic separator with a strong filds. MES, V.6, OPA, 2001. -P. 418-420.

109. Laurila E.A. Magnetic flocculation and demagnetization. In: SME Mineral Processing Handbook, SME, New York (USA), 1985. P. 6-43.

110. Nusbaum A.Electromagnetic theory for engineer and scientist End lewood chiffs,N.J.Prentic-Hall,1995.

111. Silvester P.P. Modern electromagnetic fields. Englewood cliffs, N. J., Prentice-Hall, 1986.

112. Stratton J, A. Electromagnetic theory. New-York, London, Mc Craw -Hill book company, inc., 1941 „

113. Svoboda Jan. A theoretical approach to the magnetic floceulation of weakly magnetic minerals Jnt. J. Miner. Process. 8, 1981. 377 p.

114. Nusbaum A.Electromagnetic theory for engineer and scientist End lewood chiffs,N.J.Prentic-H all,1995.

115. Karmazin V.V, Theoretical Assessment of Technological Potential of Magnetic and Electrical Separation, MES,V.8, 1997, OPA. -P. 392-394.

116. Svoboda Jan. A theoretical approach to the magnetic flocculation of magnetic minerals Jnt. J/ Miner/ Process. 8, 1981.

117. Svoboda Jan. Magnetic methods for treatment of minerals. Elsevier, 1987. 131 p.

118. Svoboda Jan. Magnetic Techniques for the Treatment of material. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht/Boston/London. 2004. -641 p.

119. Walsh J. B, Electromagnetic theory and engineering application. New York, Roland Press Co. 1960.

120. Weber E.Electromagnetics theory;static fields and their mapping,New-York,Dover Publications, 1965.

121. Главный инженер ОАО «Лебединский ГОК1»1. НИ. Лринов » :оо?г1еголика проведения пол? промышленных испытаний сепаратора ВС ПБМ 32,5/20.1. ВВЕДЕНИЕ.

122. Рис. I Принципиальная схема ВСПБМ-32,5,20 I барабан: 2 магнитная система, 3 - щетка. 4 - реборда. 5 брызгало: ft - гидрострунный уплотнитель; 7 брызгало,1 ехняческая характеристика сепаратора ВСПБМ 32.5/20.

123. Произво иггелыюсть( по твердому >, кг/ч 50-75*

124. Крупность материала, мм 0- 0.5

125. Плотность питания (содержание твердого». % 30 40*4. Диаметр барабана, мм 325

126. Длина барабана (активной зоны), мм 200(145)

127. Угол охвата магнитной системы," 360

128. Мощность двиглеля природа С>;.р;мана н щетки. кВт

129. Мощность днштпеля пршиу,- \;апш;:нЛ| системы,15. кВ г Габаритные размеры: .иниа (м-.:) ширина(мм) oycoia (мм)1. Масса, кг1. J6.- 40,0. ** 0,18 0,12 700 (>70 715 ~ 120

130. Параметры уточняются при шхнолоииеских испытаниях. ** Значения неличин и ишраш1 :х скобках -- максимальные, при частотном регулировании обо;\> он дишаюлеи2. ЦЕЛЬ РАЬО 1 Ы.

131. АЛГОРИТМ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ ПО РЕАЛИИЦИП РАБОТ, ПРЕДУСМОТРЕННЫХ ПРОГРАММОЙ ИСПЫТАНИИ.

132. Яь. реализации испытаний днух первых шраме! ров необходимы часютные реп я юры оборота двигателей приводов барабана и магнитной системы, (•^ильные параметры регудмрукнея епшларшыми технологическими прие-"и'п' I задвижки, брызгала и т.д.)

133. П'кле т. стройки работ la аппарата в каждом режиме приводятся испытания л и определения гехноло| ических иаказиелеН сепарация.

134. ОТБОР ПРОБ, ТОЧКИ ОТБОРА НРОЬ, ПЕРИОДИЧНОСТЬ ОТПОРА ПРОБ.

135. Производя г отбор проб слел^.юшнч !.-<,л\> sob:- исходное питание сепаратора,- концентрат сепаратора.- промпродукт.- хвосты сепаратора.

136. Периодичность отбора проб каждые 2 часа.

137. Pjcmoi показлелей обогащения иротводик* „о о-лиенринншм 4ч>р-мулам-«^lOfPi ; агде у и t шлчод .магии того проду кга и .ивлечение лелета в мапшпши продукт, " ор, V содержание железа ачн "лег >лшо в исходном матер/ыле. концентрате н сливе.

138. Определение производи.ельности сшыр.порл производится при помощи .мерных емкостей, установленных в цепи подачи шплшш.

139. Производигедыгость сепаратора определяется по фопчу ч ••1. Г ; l—d,-r iгде: Q , нрои.ьоднтелыгоеть по жидкому, м'.ч;и об ье- ч;. алы в мерной емкости, м';t iifVM^ 'ечн, мення vxpnoft емкое г и, сек,

140. Т кс> s-i <> iь^рд«1 о ь единице объема пульпы, т/м' (ki/,tmj);dp удельный пес руды, i/cm1 (кг/ч');d(( плошоеи, пульпы, г/см\кг/,м^

141. О, протводитеш.ность потв^глло

142. УдельныГг вес р> ды принимается по <ллг «-сскн твесшоЯ величине зависимости от содержания в ней желе и

143. Расход воды определяется гп р.ишша между объемом исходною ни-1 I ия и суммарным объемом продукты-, обогащения.

144. ТРЕБОВАНИЯ ТСХНШчИ 1П.ШЛАСИОСТИ.

145. Сепаратор дот,л^ч >1i <„ с кшоклен в уюбшщ для проведения иепша-нни месте.

146. И'»-! шлшк Техническою упранления j , < , v /' IO.II. Сфре.моа/1L ч . 1',чнк ОФ Ю.А. 11отрясаеп1. Главны!! технолог ^ 'начальник Технолсч ическо!о у правления — АЛ; О^. nui о1. St L11дчадьник I pi i Ц Jt^ В И 1 роянопf1. МГГУ:

147. Шучч,,!,' р , о, о дпель. д.г.н. В.В. Карма шн1. V ' г-(ап Лабораторией ^ > " JUL Ьреминш1. HP4.II Г/1. Н Г.Гпнслынжоь 11. I нсрждак»:

148. Главный инженер ОАО «Лу&увдаам) ГОК»1. Ш1 Дранок 2007г.1. ПРОГРАММАiio.mipiiMi.mt.ieinibiv исиытаинй чш шиною сепаратора ВС'ПВМ 32.5'20. ралраВоишного I ГГЦ MfTN .

149. Основание д.ш проведения работы:

150. ГУтацЛ'а 2 noroi.npa № 07(М86/ОШГ 10-1 oi 0!.02.:00''г, IJc,tr, ртпчны:

151. Puuoia upouo л (сн н ЦО-3 на IS" ге.хнодотическои секции.

152. Исходным питанием сепаратора является концентрат 1 стадии машитнои сепарации с массовой юден Fe общ от 5^,091инш выполнения программ ,! t иеиыхашш

153. Подготовка : сепаратора к , неш.чаяням.

154. Метлика проч.- юния ясны umifi1. Срок til, оолншия

155. Но ретульгатам опробований ряссчииаияюпся: ! млчод и ипвдечение продуктов обо), щешш;- нро)ПВОдшел!»нос1!. >-e«ajjaioga.ilioir^cacn Ю.Аi!a4.L)i>4iiK 0<i>. Преде i а ,итеди1. ПЩ Ml 1 Уг'очь 2007г

156. ВЛI. Гроянои -I на'гспмшк ЦТП, j 11реде:лниге:ш | 1Г1ЦМ1 1 У i1. О Г и ГВ при | проведениииспытанииj Исполкома гь инсф>киии 1>ТИ 0 01,06; 1ГП1 Ы.СШЯ- I!а вей.

157. БПИ 79.01.07; Скшдарш предприятий С П1 00 . 8680 V нериол100.2006; СШ 0(Н,ЯШЗ-102-2Ш); ПХЧ 1М>54-8(', испышшй I 17495-80.1. B.I I, 'Троп но в lOTU.IWIHK 11ТП,1.ipe;icrafUi?<i;iif HIiIMF ГУ6.

158. Составление снчеш. • Coaawweie" оичег с содержанием рекомендации ! В течение !5 j ceriipaiupj к исполыошншю в гехшмогаческой пени ; шей послеаппаратов ОФ.1. Получения pejy.u,ruu>:i

159. К), Д. 1 {сггряслев -начальник<)Ф

160. Л,В, Оешиеико главный техншю*• хям, агытаэол i Представ I гели I ! ! ГГЦ МП" У1. ОАО <с1ео<?дииск:ий ГОК»;

161. Зам, главного iif<"KCUop;i но (}ы6ричп>му комплексу1. Н&чпшшс (УФ

162. Начальник зе.чкиъе«и«о управления11ячашлшк технологического управления главный технолог Нач.лмшк Аналитическою} правления /У

163. Чам начальника .лнолептесчого) правления, ьачалььик Ц1П Научно-технический центр МП У

164. Научный руковолтп ель, л.т.н. Зав,лаборагорней1. Асннракгf*1. А { Ч ЮЛ. Пофяеаев|

165. Ю.и, I брем.ч-Л.В, Осмпеико К.Н. Шир«а,П!1С! !СН H.I f ТрояковС

166. B.P Кармачин JJ Н. Ерсмтин1. П Г,Сит лышхояа/Л

167. УТВЕРЖДАЮ Главный ^инженер

168. Ч<Дебединский ГОК» .Н. Дронов 2007г1. АКТ

169. Полупромышленных испытаний по отработке технологи селективного выделения конечного концентрата после 1 стадии Ml ОАО «Лебединский ГОК» на экспериментальном сепараторе1. ВСПБМ-32,5/20-М.1. Введение

170. Постадиально выделять магнетит на современных серийных сепараторах типа ПБМ 120/300 практически невозможно.

171. Сепаратор ВСПБМ 32,5/20-М был установлен на 18 технологической секции ЦО-3 после 3 приема 1 стадии ММС. Исходным питанием сепаратора являлся концентрат 1 стадии ММС.

172. Всего было проведено 67 опытов. При содержании железа общего i исходном от 50,8 до 60,0%, был получен концентрат с содержанием железа общего от 59,0 до 68,5%.1. Выводы.

173. Снижение напряженности магнитного поля привело к снижению выхода концентрата, но, одновременно это привело и к снижению содержания железа в концентрате, т.е. сепаратор с магнитной системой 3-1 более эффективен, чем сепаратор с магнитной системой 2-2-2.

174. Главный технолог-начальник технологического управления1. И.о. начальника ТУ

175. Зам. главного технолога-начальник ЦТИ

176. Ведущий специалист по обогащению ТУ

Информация о работе

Синельникова, Наталья Григорьевна
кандидата технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.13

Диссертация

Повышение эффективности обогащения магнетитовых кварцитов на основе применения сепараторов с комбинированной амплитудно-частотной модуляцией магнитного поля - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы