Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние теории, техники и технологии сухой магнитной сепарации 11
1.1. Магнитная подготовка сильномагнитных руд и материалов 11
1.2. Подготовка магнетитовой руды по крупности перед сухой магнитной сепарацией 15
1.3. Способы подачи руды в рабочую зону сепаратора 18
1.4. Конструкции намагничивающих устройств и сепараторов 24
1.5. Технология сухой магнитной сепарации дробленых магнетитових руд 28
1.6. Задачи исследований 32
2. Влияние магнитной подготовки на магнитные свойства сильномагнитных руд и материалов 36
2.1. Зависимость удельной магнитной восприимчивости сростков от содержания в них магнетита 36
2.2. Зависимость удельной магнитной восприимчивости магнетита и сростков от напряженности магнитного поля 40
2.3. Влияние магнитной подготовки, на магнитные свойства магнетитовой руды 41
2.4. Экспериментальное исследование извлечения порошковых частиц кусками магнетитовой руды 52
2.4.1. Влияние крупности порошка и содержания в нем магнетита. 54
2.4.2. Влияние содержания магнетита в куске 55
2.4.3. Влияние формы и крупности куска 55
2.4.4. Влияние напряженности намагничивающего поля 56
2.4.5. Влияние коэрцитивной силы 56
2.4.6. Влияние сбрасывания кусков 57
3. Исследование процессов подготовки дробленых материалов к обогащению и способа их подачи в рабочую зону сепаратора. 62
3.1. Исследование процесса магнитной подготовки 62
3.1.1. Намагничивание в плотной насыпке 62
3.1.2. Намагничивание во взвешенном состоянии 66
3.2. Исследование подготовки руды по крупности путем предварительной классификации 71
3.2.1. Определение поправочного коэффициента к формуле расчета магнитной, силы 71
3.2.2. Выбор допустимой разности диаметров частиц 73
3.2.3. Методика расчета допустимой разности диаметров частиц
3.3. Исследование способов подачи руды в рабочую зону сепаратора.
3.3.1. Движение частиц при боковой подаче питания 85
3.3.2. Движение частиц при нижней подаче питания и продольном расположении рабочего органа 100
3.4. Влияние предварительной подготовки руды и способа ее подачи в сепаратор на показатели обогащения 103
3.4.1. Методика экспериментов 103
3.4.2. Влияние магнитной подготовки 105
3.4.3. Влияние предварительной классификации руды по крупности. 108
3.4.4. Влияние способа подачи руды 109
4. Разработка и внедрение усовершенствованной технологии и аппаратуры для обогащения дробленых магнетитовых руд 113
4.1. Методика промышленных испытаний . ИЗ
4.2. Магнитная подготовка . 114
4.2.1. Разработка конструкций устройств для-магнитной подготовки 114
4.2.2. Промышленные испытания устройств для магнитной подготовки 117
4.3. Промышленные испытания бесклассификационной схемы обогащения 117
4.4. Способы подачи руды в рабочую зону сепаратора 119
4.4.1. Разработка конструкций сепараторов с боковой и нижней подачей питания 119
4.4.2. Промышленные испытания сепараторов 127
4.5. Разработка технологических схем с применением нового оборудования г 128
4.6. Экономическая эффективность совершенствования техники и технологии сухой магнитной сепарации. 134
4.6.1. Эффективность технологии магнитной подготовки дробленых магнетитовых руд. 134
4.6.2. Эффективность технологии сухой магнитной сепарации неклассифицированной руды 136
4.6.3. Эффективность применения сепараторов с нижней подачей питания 136
4.6.4. Эффективность применения сепараторов с боковой подачей питания 138
4.6.5. Общая эффективность 140
Общие выводы и рекомендации 143
Литература 147
- Магнитная подготовка сильномагнитных руд и материалов
- Зависимость удельной магнитной восприимчивости сростков от содержания в них магнетита
- Намагничивание в плотной насыпке
- Разработка конструкций устройств для-магнитной подготовки
Магнитная подготовка сильномагнитных руд и материалов
Магнитная обработка с целью воздействия на последующий процесс сухой магнитной сепарации сильномагнитных руд и материалов известна сравнительно недавно. Значительно раньше появились сведения о положительном воздействии магнитной подготовки слабомагнитных руд на процесс их обогащения f 87 ] .
Технология магнитной подготовки состоит в воздействии в - течение какого-то времени магнитного поля на рудный материал, вследствие чего улучшаются магнитные свойства обрабатываемых материалов.
Исследования по намагничиванию мелкодробленой ]дгды перед сухой магнитной сепарацией, с целью повышения ее эффективности, были проведены впервые в института "Уралмеханобр" в 1967 году [57,58,73,74,75,76,77] . В дальнейшем эти исследования с участием автора настоящей работы получили свое продолжение и развитие на дробильно-обогатительных фабриках производственного объединения "Сибруда" Г 12,13,14J .Тем не менее, распространение технологии магнитной подготовки еще не достаточно из-за низкого уровня развития необходимой техники для намагничивания руд и методов контроля этого процесса. Дальнейшего развития требуют исследования процессов намагничивания дробленой руды.
Известно, что улучшение магнитных свойств предварительно намагниченного ферромагнитного материала достигается за счет аккомодации намагниченности вещества и изменения формы и количества частиц вследствие образования агрегатов.Дяя раз х Здесь и в дальнейшем под термином сильномагнитные руды понимаются материалы,содержащие железо с преобладанием в виде ферромагнитной фазы Г) .
Личных условий намагничивания преимущественное значение может иметь любой из этих факторов: аккомодация или агрегатирование. К условиям намагничивания относится характеристика магнитного поля, крупность обрабатываемого материала,концентрация и природа ферромагнитной фазы в виде магнетита.С этих позиций глубокое изучение явлений магнитной флокулящш и аг-, регатирования, приобретает определенное научное и практическое значение.
Физическая сущность намагничивания частиц объясняется теорией ферромагнетизма.
Характерной особенностью ферромагнитных материалов является изменение их магнитных свойств (намагниченности,остаточной намагниченности, магнитной восприимчивости и коэрцитивной силы) от продолжительности пребывания материала в магнитном поле и после его отключения. При малой продолжительности пребывания в магнитном поле частица может, не приобретя максимального значения своей магнитной восприимчивости, быть потерянной с хвостами в последующем процесое магнитного обогащения Г90 3 .
Зависимость удельной магнитной восприимчивости сростков от содержания в них магнетита
Удельная магнитная восприимчивость магнетитовой руды зависит от крупности частиц, напряженности поля,{ : содержания магнетита и типа текстурно-структурных обособлений магнетита Г18 ].
Однако, в расчетах пондеромотор -ной силы по (1.6.) эти зависимости учитываются приблизкенно, либо совсем не учитываются, что приводит к значительным ошибкам при расчётах рабочих параметров магнитных систем сепараторов Г 997
Различные исследователи в зависимости от типа изучавшихся ими руд или материалов предлагали и различные формулы для выражения изменения магнитной восприимчивости сростков с изменением в нем содержания магнетита. Приводим некоторые предложенные для использования зависимости:
Для расчетов магнитной восприимчивости наиболее сложной из приведенных зависимостей является формула (2.7), наиболее простыми (2.2) и (2.3).
По-Вешеву если ферромагнитный компонент является цементирующей средой, то магнитная восприимчивость смеси, включающей 10% (объемных) ферромагнетика, составляет 2,21 10 ,,мЗ/кг Эта же величина магнитной восприимчивости достигается при объемном содержашш ферромагнетика 25%, если он присутствует в форме включений. Эти примеры показывают влияние структурно--текстурных особенностей материала на магнитную восприимчивость. Еще больше это влияние при содержании ферромагнетика менее Ш [18] . Именно этим объясняется наибольшее различие между расчетным и фактическим значениями магнитной восприимчивости при низком уровне содержания ферромагнитного компонента и в этом случае целесообразно применять в расчетах формулу (2.7.).
Намагничивание в плотной насыпке
При намагничивании руды в плотной насыпке рудные частицы расположены неподвижно по отношению к поверхности, под которой находится магнитный индуктор. В нижнем слое рудных кусков создается зона повышенной магнитной индукции, но давление верхних слоев создает механическую силу,препятствующую ориентации частиц осями легкого намагничивания в направлении силовых линий внешнего магнитного поля fl03 ]
Длительность воздействия її магнитного поля зависит от активной длины рабочей магнитной зоны ti и скорости перемещения частиц іУ ,т.е.
Рассмотрим условия намагничивания частицы, находящейся в точке Bj на высоте й от поверхности ленты (рис.3.1), когда намагничивающий барабан диаметром 2) имеет магнитную систему с известным углом охвата р и находится под конвейерной лентой толщиной р . Частица из точки Bj должна пройти путь равный BjBg, на протяжении которого на нее воздействет магнитное поле системы. Горизонтальное перемещение частицы в зоне намагничивания связано с постепенным повышением напряженности магнитного поля до максимальной в точке "К", а затем с постепенным уменьшением до нуля.
Разработка конструкций устройств для-магнитной подготовки
Промышленные испытания обогащения с магнитной подготовкой проведены на дробильно-обогатительных фабриках Казского,Ташта-гальского, Абаканского, Тейского и Темиртауского рудоуправлений. Для подмагничивания руды устанавливались два магнитных барабана от сепаратора 167-СЭ. Намагниченная руда далее поступала на сепараторы типа: 168-СЭ на Казской, АМ-65с и 132-СЭ на Таштаголь-ской, 132-СЭ на Абаканской, 189-СЭ на Тейской и П-СЭ на Темир--Тауской фабриках. Период магнитной обработки продолжался 2 часа, затем магнитная система поворачивалась на 180 и в течение 2 часов магнитная подготовка не проводилась. Отбор частных проб осуществлялся через 20 минут. Высота насыпки и производительность была различной (показана в результатах). Тейские руды намагничивались как в плотной насыпке, так и во взвешенном состоянии. Число опытов варьировало в пределах 20-258.
Опыты по влиянию предварительной классификации: проводили на сепараторе 132-СЭ с использованием казной и шалымской руды (напряженность магнитного поля 66 кА/м, частота вращения барабана 0,42 об/с). Промышленные испытания проводили на Казской фабрике в течение 5 месяцев (пропущено 326 тыс.т руды)» Руда крупностью 25-0 мм подавалась на сепараторы 168-СЭ без грохочения.
Промышленные опыты с целью сравнения способов подачи-руды в рабочую зону сепаратора проводили на Тейской фабрике,всего проведено II опытов (смен) с отбором от каждого сепаратора частных проб руды, концентрата и хвостов через 20 минут в течение 4 насов. Сравнивали сепараторы 4ПБС-63/200 и ЭБС-80/170.
