Обогащение слабомагнитных минералов в валковых сепараторах с системой из постоянных магнитов

Рассмотрено применение валковых сепараторов с системой из постоянных магнитов из Nd-Fe-B для обогащения слабомагнитных минералов. Испытаны валковые сепараторы с нижней подачей материала для сухого и мокрого обогащения. Лучшие результаты получены при использовании магнитной системы с чередованием полюсов по периметру валка. Приведены результаты обогащения гравитационного титансодержащего промпродукта, марганцевого концентрата и флотационного полевошпатового концентрата. Крупность исходного продукта влияет на выход магнитного продукта. Лучше использовать отдельное магнитное обогащение для крупных и мелких классов. При сухом обогащении в валковых сепараторах с нижней подачей материала выход магнитного продукта больше для крупных классов крупности. Высоту рабочей зоны разделения необходимо изменять в зависимости от крупности исходного материала. При мокром обогащении в валковых сепараторах с нижней подачей материала выход магнитного продукта больше для мелких классов крупности. Разработанные валковые сепараторы с системой из постоянных магнитов и индукцией 0,9 Тл позволяют обогащать продукт крупностью менее 3 мм, содержащий слабомагнитные минералы (ильменит, альмандин, псиломелан, браунит) с удельной магнитной восприимчивостью порядка 5·10−7 м3/кг и более. Сепараторы можно применять для обезжелезивания неметаллических полезных ископаемых. Для извлечения слабомагнитных минералов с удельной магнитной восприимчивостью менее 5·10−7 м3/кг (пиролюзит, ставролит) разработанные сепараторы не пригодны.

Пелевин А. Е. Обогащение слабомагнитных минералов в валковых сепараторах с системой из постоянных магнитов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-1. — С. 155—168. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_111_0_155.

Пелевин Алексей Евгеньевич — докт. техн. наук, доцент, профессор кафедры Обогащения полезных ископаемых, ORCID iD https://orcid.org/0000-0001-6063-3932, Россия, ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» (Министерство науки и высшего образования Российской Федерации), г. Екатеринбург, 620144, ГСП, ул. Куйбышева, 30, кафедра Обогащения полезных ископаемых (ОПИ), е-mail: a-pelevin@yandex.ru.
Причины о наличии потенциальных для возникновения конфликта интересов отсутствуют.

1. Kuskov V. B., Lvov V. V., Yushina T. I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing // CIS Iron and Steel Review. — 2021. — Vol. 21. — no. 1. — pp. 4−8. DOI: 10.17580/cisisr.2021.01.01.

2. Ku J, Xia J., Li J, Peng X, Guo B, Ran H. Accurate calculation of major forces acting on magnetic particles in a high-gradient magnetic field: A 3D finite element analysis. Powder Technology, 2021, Vol. 394, рр. 767−774. DOI:10.1016/j.powtec.2021.08.052.

3. Wang Y, Xue Z, Zheng X, Lu D, Sun Z. Matching relation between matrix aspect ratio and applied magnetic induction for maximum particle capture in transversal high gradient magnetic separation. Minerals Engineering, 2020, Vol. 151, 106316. DOI: 10.1016/j. mineng.2020.106316.

4. Zheng X., Xue Z, Wang Y., Zhu G., Li X., Lu D. Modeling of particle capture in high gradient magnetic separation: A review. Powder Technology, 2019, Vol. 352, рр. 159−169. DOI: 10.1016/j.powtec.2019.04.048.

5. Тагунов Е. Я., Измалков В. А., Пучков В. А., Диев Д. Н. Особенности конструирования полиградиентных матриц для высокоградиентных сепараторов со сверхпроводящими магнитными системами // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 9. — С. 102–114. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09−0-102−114.

6. Liu J., Wang F., Chen J., Xu L., Cao Q. Insights into the effect of magnetic interactions on the magnetization process of matrices in high gradient magnetic separation. Minerals Engineering, 2021, Vol. 174, 107269. DOI: 10.1016/j.mineng.2021.107269.

7. Xue Z., Wang Y., Zheng X., Lu D., Sun Z., Hu Z. Simulation of particle accumulation in high gradient magnetic separation based on static buildup model (SBM), Minerals Engineering. 2022, Vol. 175, 107290. DOI: 10.1016/j.mineng.2021.107290.

8. Кармазин В. В., Кармазин В. И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. Т. 1. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых. — М.: Горная книга, 2012. — 672 с.

9. Сыров Е. В. Расчет картины магнитного поля в горизонтальном сечении рабочего зазора роликового магнитного сепаратора // Автоматизированные технологии и производства. — 2013. — № 5. — С. 16−20.

10. Азбель Ю. И., Дмитриев С. В., Мезенин А. О., Бухаров М. И. Разработка технологической схемы получения товарного ильменитового продукта из чернового концентрата Буткинского ГОКа // Обогащение руд. — 2015. — № 1. — С. 14−17.

11. Конев Н. Н. Магнитное обогащение кварцевых песков. Анализ работы сепараторов // Стекло и керамика. — 2010. — № 5. — С. 12–17.

12. Tripathy S. K., Singh V, Murthy Y. R., Banerjee P. K., Suresh N. Influence of process parameters of dry high intensity magnetic separators on separation of hematite. International Journal of Mineral Processing, 2017, Vol. 160, рр. 16−31. DOI:10.1016/j.minpro.2017.01.007.

13. Пелевин А. Е., Цыпин Е. Ф., Колтунов А. В., Комлев С. Г. Высокоинтенсивные магнитные сепараторы с постоянными магнитами // Известия вузов. Горный журнал. — 2001. — № 4–5. — С. 133–136.

14. Пелевин А. Е., Сытых Н. А., Черепанов Д. В. Влияние крупности частиц на эффективность сухой магнитной сепарации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11−1. — С. 293–305. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_ 111_0_293.

15. Shibaeva D. N., Kompanchenko A., Tereschenko S. V. Analysis of the Effect of Dry Magnetic Separation on the Process of Ferruginous Quartzites Disintegration. Minerals, 2021, Vol. 11, Is. 8, 797. DOI: 10.3390/min11080797.

16. Вайсберг Л. А., Дмитриев С. В., Мезенин А. О. Управляемые магнитные аномалии в технологиях переработки минерального сырья // Горный журнал. — 2017. — № 10. — С. 26–32. DOI: 10.17580/gzh.2017.10.06.

17. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Применение сепараторов с повышенной индукцией магнитного поля при обогащении титаномагнетовой руды // Обогащение руд. — 2020. — № 2. — С. 15–20. DOI: 10.17580/or.2020.02.03.

18. Якубайлик Э. К., Ганженко И. М., Бутов П. Ю., Килин В. И. Снижение потерь железа при мокрой сепарации в высоких полях // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. — 2016. — Т. 9. — № 8. — С. 1302–1310.

19. Пелевин А. Е. Повышение качества магнетитовых концентратов в переменном магнитном поле // Обогащение руд. — 2019. — № 6. — С. 19–24. DOI: 10.17580/ or.2019.06.04.

20. Прокопьев С. А., Прокопьев Е. С., Емельянова К. К., Напольских С. А. Получение высококачественного магнетит-гематитового железорудного концентрата методом винтовой сепарации // Горной журнал. — 2021. — № 6. — С. 54–60. DOI: 10.17580/ gzh.2021.06.07.

21. Nienaber E. C., Auret L. Experimental modelling and plant simulation of spiral concentrators: Comparing response surface methodology and extended Holland-Batt models. Minerals Engineering, 2019, Vol. 141, 105833. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.105833.

22. Пелевин А. Е. Влияние магнитной флокуляции на результаты обогащения железосодержащих руд // Обогащение руд. — 2021. — № 4. — С. 15–20. DOI: 10.17580/ or.2021.04.03.

23 Cai J., Deng J, Yang H., Tong L., Wu D., Wen S., Liu Z., Zhang Y. A novel activation for ilmenite using potassium permanganate and its effect on flotation response. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2020, Vol. 604, 125323. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2020.125323.

24. Shrimali K., Atluri V., Wang Y., Bacchuwar S., Miller J. D. The nature of hematite depression with corn starch in the reverse flotation of iron ore. Journal of Colloid and Interface Science, 2018, Vol. 524, рр. 337−349. DOI: 10.1016/j.jcis.2018.04.002.

25. Safari M., Hoseinian F. S., Deglon D., Leal Filho L. S., Souza Pinto T. C. Investigation of the reverse flotation of iron ore in three different flotation cells: Mechanical, oscillating grid and pneumatic. Minerals Engineering, 2020, Vol. 150, 106283. DOI: 10.1016/j. mineng.2020.106283.

26. Yan X., Wang H., Peng Z., Hao J., Zhang G., Xie W., He Y. Triboelectric properties of ilmenite and quartz minerals and investigation of triboelectric separation of ilmenite ore. International Journal of Mining Science and Technology, 2018, Vol. 28, Iss. 2, рр. 223−230. DOI: 10.1016/j.ijmst.2018.01.003.

27. Алексеев В. С., Банщикова Т. С., Серый Р. С. Обоснование применения магнитной сепарации при переработке исходных песков рудно-россыпного месторождения ручья Болотистый (Нижнее Приамурье) // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 8. — С. 190–197. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-08−0-190−197.

28. Tripathy S. K., Singh V. Influence of particle size on dry high-intensity magnetic separation of paramagnetic mineral. Advanced Powder Technology, 2017, Vol. 28, Iss. 3, рр. 1092−1102. DOI: 10.1016/j.apt.2017.01.018.

29. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Применение тонкого гидравлического грохочения для стадиального выделения концентрата // Обогащение руд. — 2021. — № 1. — С. 8–14. DOI: 10.17580/or.2021.01.02.

30. Вайсберг Л. А., Коровников А. Н., Трофимов В. А. Модернизация технологических циклов грохочения на основе инновационного оборудования (к 100-летию института «Механобр») // Горный журнал. — 2017. — № 1. — С. 11–17. DOI: 10.17580/ gzh.2017.01.02.

31. Пелевин А. Е. Получение гематитового концентрата из гематит-магнетитовых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3−1. — С. 422–430. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31−0-422−430.

32. Косой Г. М., Винников А. Я. Технологические испытания процесса тонкого гидравлического грохочения измельченных руд на многочастотном грохоте компании Kroosh Technologies // Цветные металлы. — 2021. — № 6. — С. 10–15. DOI: 10.17580/ tsm.2021.06.01.

33. Dündar H. Investigating the benefits of replacing hydrocyclones with high-frequency fine screens in closed grinding circuit by simulation. Minerals Engineering, 2020, Vol. 148, 106212. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106212.

34. Вайсберг Л. А., Кононов О. В., Устинов И. Д. Основы геометаллургии. — СанктПетербург: Русская коллекция, 2020. — 376 с.

35. Дорошенко М. В., Башлыкова Т. В. Технологические свойства минералов — М.: Теплоэнергетик, 2007. — 296 с.