Обогащение продуктов переработки магнетитовых кварцитов с помощью нового магнитного гидроциклона

Для повышения эффективности магнитного обогащения продуктов переработки магнетитовых кварцитов предложен новый вариант магнитного гидроциклона. Целью исследования является изучение возможности применения нового устройства для получения магнетитовых концентратов повышенного качества из рядовых железорудных концентратов за одну стадию сепарации, а также для доизвлечения магнитного продукта из хвостов обогащения. Его отличием является конструкция магнитной системы, представляющая собой электромагнит с чашеобразным магнитопроводом, обладающим минимальным рассеянием магнитного поля. Магнитная система концентрирует магнитное поле в области соединения цилиндрической и конической частей корпуса. Разгрузка магнитной фракции осуществляется через слив с потоком очищенной воды. Показаны результаты опытов, полученные на модели магнитного гидроциклона диаметром 30 мм и углом конусности 20°, с песковой насадкой диаметром 5 мм. Максимальная магнитная индукция в рабочей зоне магнитного гидроциклона составляет 0,2 Тл. Выявлено повышение качества продукта более чем на 2%, с извлечением железа в концентрат 85–88% при его содержании в исходном продукте 65%. Проверена возможность доизвлечения магнетита из хвостов обогащения железорудной фабрики. С помощью многостадиальной перечистки получены продукты с содержанием железа до 55%. Преимуществами магнитного гидроциклона являются высокая удельная производительность, простота конструкции и низкое энергопотребление. Устройство рекомендуется для применения в схемах обогащения железистых кварцитов и других руд, обладающих выраженными магнитными свойствами и малой крупностью ценного компонента, а также для решения задач, не реализуемых при помощи барабанных сепараторов. 

Лавриненко А. А., Сыса П. А. Обогащение продуктов переработки магнетитовых кварцитов с помощью нового магнитного гидроциклона // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12-2. – С. 125–136. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_122_0_125.

Лавриненко Анатолий Афанасьевич¹ — д-р техн. наук, главный научный сотрудник, зав. лабораторией, e-mail: lavrin_a@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-7955-5273,
Сыса Павел Анатольевич¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: pavel_syssa@mail.ru, ORCID ID: 0009-0007-9883-8360,
¹ Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова РАН.

Лавриненко А.А., e-mail: lavrin_a@mail.ru.

1. Люнген Х. Б., Нолдин Х., Шмёле П. Тенденции развития технологических процессов выплавки чугуна и оценка ресурсов железной руды и угля // Черные металлы. — 2016. — № 6. — С. 17—24.

2. Терехин Е. П., Чуева Е. А., Хворостянова В. И. Совершенствование технологии дообогащения для повышения качества железорудного концентрата // Техника и технология горного дела. — 2023. — № 3 (22). — C. 82—92. DOI: 10.26730/2618-7434-2023-3-82-93.

3. Пелевин А. Е. Технологии обогащения железных руд России и пути повышения их эффективности // Записки Горного Института. — 2022. — Т. 256. — С. 589—592. DOI: 10.31897/PMI.2022.61.

4. Пелевин А. Е. Пути повышения эффективности технологии обогащения железорудного сырья // Черная металлургия. бюллетень научно-технической и экономической информации. — 2019. — Т. 75. — № 2. — С. 137—146.

5. Александрова Т. Н., Чантурия А. В., Кузнецов В. В. Минералого-технологические особенности и закономерности селективного разрушения железистых кварцитов Михайловского месторождения // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 517—256. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_2_0_76.

6. Якубайлик Э. К., Ганженко И. М., Бутов П. Ю., Килин В. И. Снижение потерь железа при мокрой сепарации в высоких полях // Журнал СФУ. Техника и технологии. — 2016. — № 8. — С. 1302—1310. DOI: 10.17516/1999-494X-2016-9-8-1302-1310.

7. Hikmet Sisa, Tekin Karaağaça, Mustafa Birincia, Tufan Kıyaka Enrichment of low-grade magnetite ore by magnetic and gravity Separations: effect of particle size // Madencilik. 2021, vol. 60, no. 1, pp. 31—39. DOI: 10.30797/madencilik.796806.

8. Rodriguez V. A., Barrios G. K. P., Bueno G., Tavares L. M. Investigation of lateral confinement, roller aspect ratio and wear condition on HPGR performance using DEM-MBD-PRM simulations // Minerals. 2021, vol. 11, no. 8, article 801. DOI: 10.3390/min11080801.

9. Исмагилов Р. И., Козуб А. В., Гридасов И. Н., Шелепов Э. В. Современные направления повышения эффективности переработки железистых кварцитов на примере АО «Михайловский ГОК им. А.В. Варичева» // Горная промышленность. — 2020. — № 4. — С. 98—103. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-4-98-103.

10. Qian Wang, Dong Wang, Quanxiang Yan Mechanism of a combined depressant of Fe³ and cornstarch on the flotation separation of magnetite and quartz // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2025, vol. 61, no. 5. http://www.journalssystem.com/ppmp.

11. Zhang X., Gu X., Han Y., Parra-Álvarez N., Claremboux V., Kawatra S. K. Flotation of iron ores: A review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2021, vol. 42, no. 3, pр. 184—212. DOI: 10.1080/08827508.2019.1689494.

12. Опалев А. С., Черезов А. А. Опыт освоения магнитно-гравитационной сепарации на предприятиях России и стран СНГ для повышения качества железорудного сырья // Горная промышленность. — 2023. — № 3. — С. 122—128. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-3-122-128. 

13. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Сравнение использования гидроциклонов и грохотов в замкнутом цикле измельчения титаномагнетитовой руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5. — С. 154—166. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_5_0_154. 

14. Gazaleeva G. I., Mushketov A. Al., Vlasov I. A., Mushketov A. An., Sopina N. A. Development of magnetic processing circuit for oxidized iron ore after magnetic roasting mineral dressing // Journal of Mining Science. 2019, vol. 55, pp. 142—148. DOI: 10.1134/S1062739119015395.

15. Birinci M. Enrichment of apatite-bearing iron ore by magnetic separation and flotation // European Journal of Technique. 2021, vol. 11, no. 1.

16. Behnamfard A., Khaphaje E. Beneficiation of a low-grade iron ore by combination of wet low-intensity magnetic separation and reverse flotation methods // Journal of Mining and Environment. 2019, vol. 10, no. 1, pp. 197—212. DOI: 10.22044/jme.2018.7392.1595. 

17. Гриненко В. И., Опалев А. С., Маевский П. В., Карпов И. В. Повышение качества железорудного концентрата на АО «ССГПО» методом магнитно-гравитационной сепарации // Горный журнал. — 2021. — № 10. — С. 23—27. DOI: 10.17580/gzh.2021.10.10.

18. Опалев А. С. Повышение качества магнетитовых концентратов на основе магнитно-гравитационной сепарации // Горный журнал. — 2020. — № 9. — С. 72—77.

19. Сыса П. А., Лавриненко А. А., Агарков И. И. Патент РФ № 2748911. Способ извлечения магнитной фракции из потока суспензии и устройство для его осуществления. 2021. Бюл. № 16. 

20. Лавриненко А. А., Сыса П. А. Прогноз результатов процесса магнитного гидроциклонирования суспензий обогащаемых материалов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2023. — № 4. — С. 142—150. DOI: 10.15372/FTPRPI20230415.