Weakly magnetic minerals processing in roller separators with a system of permanent magnets

Authors: Pelevin A.E.

The use of roll-type magnetic separators with a system with permanent magnets made of Nd-Fe-B for the mineral dressing of weakly magnetic minerals is considered. Rolltype magnetic separators with bottom feed of material for dry and wet dressing were tested. The best results were obtained when using a magnetic system with alternating poles along the perimeter of the roll. The results of mineral dressing of gravitational titanium-containing middling product, manganese concentrate and flotation feldspar concentrate are presented. The size of the feed affects to the yield of the magnetic product. It is better to use a separate magnetic separation for large and small classes. The using of dry mineral dressing in roll-type magnetic separators with a bottom feed for a large size classes allows receive the greater yield of the magnetic product. The height of the working separation zone must be changed depending on the size of the feed. With wet mineral dressing in roll-type magnetic separators with a bottom feed, the output of the magnetic product is greater for small size classes. The developed roll-type magnetic separators with a system of permanent magnets and an induction of 0.9 T make it possible to enrich a product with a particle size of less than 3 mm, containing weakly magnetic minerals (ilmenite, almandine, psilomelane, brownite) with a specific magnetic susceptibility of the order of 5·10−7 m3/ kg or more. Separators can be used for iron removal of non-metallic minerals. For the recovery of weakly magnetic minerals with specific magnetic susceptibility less than 5·10−7 m3/kg (pyrolusite, stavrolite), the developed separators are not suitable.

Keywords: roll magnetic separator, permanent high-intensity magnets, particle size, concentrate yield, mass fraction of manganese, specific magnetic susceptibility, ilmenite, psilomelane, brownite, pyrolusite.
For citation:

Pelevin A. E. Weakly magnetic minerals processing in roller separators with a system of permanent magnets. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022;(11-1):155—168. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_111_0_155.

Acknowledgements:
Issue number: 11
Year: 2022
Page number: 155-168
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.778
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_111_0_155
Article receipt date: 16.06.2022
Date of review receipt: 14.09.2022
Date of the editorial board′s decision on the article′s publishing: 10.10.2022
About authors:

Pelevin A. E., Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Department of Mineral Processing at the Ural State Mining University, ORCID iD https://orcid.org/0000-00016063-3932, a-pelevin@yandex.ru, Ural State Mining University, 620144, 30, Kuibyshev st., Ekaterinburg, Russia.

For contacts:
Bibliography:

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.

Our partners

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.