Комплексы для магнитной рудоразборки крупнокусковой магнетитовой руды

В.О. Красногоров — зам. начальника лаборатории НПО «ЭРГА».
С.В. Котунов — к.т.н., ген. директор НПО «ЭРГА».
Ю.Г. Путилов — зам. директора по науке НПО «ЭРГА».
Д.Ю. Тупиков — зам. директора по магнитному обогащению НПО «ЭРГА».

Минеральное сырье относится к невосполнимым природным ресурсам и требует рациональной технологии добычи и переработки рудного материала. С ростом потребления и цен на металлы, обогащение бедных и забалансовых руд становится экономически целесообразным. Одним из перспективных направлений в переработке таких руд является предварительное обогащение (сортировка) крупнокускового материала. Используемые радиометрические, фотометрические, гравитационные (обогащение в тяжелых суспензиях) методы позволяют извлекать кондиционный материал непосредственно после крупного дробления, что дает возможность уже на ранней стадии исключить отвальные хвосты из последующего технологического передела. Массовое развитие производства постоянных редкоземельных магнитов и систем на их основе создало условие применения магнитных методов для разделения крупнокускового магнетитового материала по магнитным свойствам с выделением пустой породы с минимальным содержанием железа магнетитового и извлечением крупнокусковой магнитной фракции из рудных минералов.

Такие комплексы магнитной рудоразборки и сепарации целесообразно применять для предварительного обогащения бедных магнетитовых руд, добытых в зонах контакта рудного тела и пустой породы. Обогатительные фабрики могут увеличить производительность по исходной руде, перерабатывая бедные и забалансовые руды, которые без магнитной рудоразборки не были бы вовлечены в эксплуатацию.

Опираясь на многолетний опыт проектирования и изготовления магнитных сепараторов на основе редкоземельных магнитов собственного производства, специалисты НПО «ЭРГА» создали стенд для проведения полупромышленных испытаний по магнитной рудоразборке магнетитовых руд.

Разработанный стенд имеет ряд особенностей, заслуживающих отдельного внимания:

• высокие характеристики и дальность действия магнитного поля. На рабочей поверхности сепаратора, учитывая воздушный зазор, толщину ленты и обечайки барабана, магнитная индукция составляет более 400 мТл, а на расстоянии 100 мм от рабочей поверхности — 80–100 мТл. Данная магнитная система открытого типа, позволяет уверенно удерживать рудные куски до 400–450 мм на рабочей поверхности сепаратора;
• промышленные габариты стенда позволяют проводить полупромышленные испытания с использованием представительных проб крупнодробленой руды массой более 2–3 тонн;
• применение конвейерной ленты в качестве транспортирующего элемента сепаратора обеспечивает защиту магнитного барабана и равномерное распределение питания сепаратора.

Принцип работы стенда для магнитной рудоразборки представлен на рисунке 1.

Линия магнитной рудоразборки снабжена приемным бункером (1) с шиберной заслонкой и виброподачей (2) для равномерного распределения материала на транспортерной ленте (3). Положение приемных бункеров (5, 6) регулируется под разделенный продукт.

Рис. 1. Схема стенда магнитной рудоразборки: 1 — приемный бункер; 2 — виброподача; 3 — транспортерная лента; 4 — магнитный барабан; 5 — бункер для пустой породы; 6 — бункер для магнитной фракции; 7 — натяжной барабан.

Ниже представлены результаты испытаний рудной пробы массой более 2 тонн, крупностью -350+0 мм, предоставленной ОАО «Олкон» Комсомольского карьера.

Исследование рудной пробы производилось в несколько этапов.

На первом этапе, после проведения предварительного испытания, с целью определения оптимальных настроек работы сепаратора (скорость конвейерной ленты, положение ярма магнитной системы и приемных бункеров), исходный материал был подвергнут магнитной рудоразборке. Хорошее разделение на магнитную и немагнитную часть, наблюдавшееся во время испытания крупнокусковой руды, подтвердили работоспособность и правильность настроек сепаратора.

Второй этап исследования проходил с продуктами магнитной рудоразборки. Гранулометрический анализ полученной магнитной фракции показал высокое содержание фракции -20+0 мм с преобладанием бедной рудной мелочи класса -5мм. Данный класс снижает селективность разделения и содержание железа в магнитном продукте на 6%. Анализ подтвердил целесообразность комплексной переработки исходного сырья с применением магнитной рудоразборки крупнокускового материала и сухой магнитной сепарации первичной мелочи. Для обогащения класса -20+0 мм был выбран магнитный сепаратор типа ПБС-Ц, работающий в быстроходном режиме. Эффект интенсивнго магнитного перемешивания, за счет частой смены полярности полюсов, и высокая частота вращения барабана способствовали разрушению возникающих при сепарации агрегативных частиц, которые состоят из сильномагнитного и немагнитного мелкозернистого материала. Высокий выход отвальных хвостов (57% от поступающего на сепарацию материала) и низкое содержание в них магнетитового железа свидетельствуют об эффективном применении данного сепаратора.

Следующий этап исследований — дробление и магнитная сепарация крупнокускового материала крупностью -350+20 мм магнитной фракции рудоразборки. Целью этих испытаний являлось определение возможности раскрытия рудной текстуры после последующего дробления и вывода забалансовых кусков руды. Данный материал дробился до классов -200 мм, -100 мм, -50 мм и подвергался сухой магнитной сепарации после каждой стадии дробления. При этом было выявлено, что только при сепарации дробленой руды до крупности -50+0 мм в немагнитную часть стендового барабанного сепаратора извлекались куски с забалансовым содержанием железа общего и магнитного. Выход немагнитной фракции составил 0,92% от исходной руды. Таким образом, использование сухой магнитной сепарации для магнитной фракции рудоразборки целесообразно только после проведения операций мелкого дробления, когда большей частью происходит раскрытие текстуры и возможно выделение забалансовой руды.

Рис. 2. Схема сепарации пробы руды ОАО «Олкон».

Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение магнитной рудоразборки дает возможность выделить немагнитный продукт с 45% выходом (от исходной пробы), состоящий из малорудной породы с минимальным содержанием железа магнетитового (0,76%). И как следствие этого сократить объем руды, подвергаемый дальнейшим операциям измельчения и обогащения. Последующая классификация магнитной фракции рудоразборки и сухая магнитная сепарация класса -20+0 на барабанноцентробежном сепараторе обеспечили дополнительное извлечение 15% отвальных хвостов.

На сегодняшний день НПО «Эрга» разрабатывает и производит комплексные решения задач магнитной сепарации и обогащения рудных и нерудных материалов с подбором необходимого оборудования, оптимальных магнитных характеристик, режимов сепарации, гарантирующих получение результатов с высокой экономической эффективностью.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (15)/февраль 2012 г.