8. Магнитные методы обогащения твердых отходов
Магнитное обогащение используют для отделения парамагнитных (слабомагнитных) и ферромагнитных (сильномагнитных) компонентов (веществ с удельной магнитной восприимчивостью χ выше 10-7 м3/кг) смесей твердых материалов от их диамагнитных (немагнитных) составляющих. Сильномагнитными свойствами обладают магнетит (FеО•Fе2О3), маггелит (Fе2О3), пирротин (Fеn-1Sn), титаномагнетит, ферросилиций, франклинит, сидерит, слабомагнитные оксиды железа после их обжига и некоторые другие вещества. Ряд оксидов, гидроксидов и карбонатов железа, марганца, хрома и редких металлов относится к материалам со слабомагнитными свойствами. Различные породообразующие минералы (кварц, полевые шпаты, кальцит и т. п.) относятся к немагнитным материалам.
Подлежащие магнитной сепарации материалы, как правило, подвергают предварительной обработке (дробление, измельчение, грохочение, обесшламливание, магнетизирующий обжиг и др.).
Машины, на которых осуществляется обогащение материалов в магнитном поле, называются магнитными сепараторами.
Любой магнитный сепаратор состоит из следующих основных узлов: магнитной системы, питателя для подачи материала в рабочую зону сепаратора, устройства для транспортирования магнитного продукта из зоны действия магнитных сил, привода и кожуха или ванны.
В зависимости от назначения сепаратора и напряженности магнитного поля все магнитные сепараторы подразделяются на сепараторы со слабым и сильным магнитным полем. Первые применяются для обогащения сильномагнитных минералов, вторые - для слабомагнитных минералов (при обезжелезивании каолиновых, тальковых, графитовых в др. материалов).
В зависимости от типа устройства для транспортирования магнитного продукта из зоны действия магнитной силы различают барабанные, валковые, роликовые, дисковые, ленточные, шкивные и другие сепараторы.
Различают сепараторы с верхней и нижней подачей обогащаемого материала.
Барабанные, валковые, шкивные и ленточные сепараторы предусмотрены для обогащения сильномагнитных материалов. Роликовые, валковые и дисковые – для слабомагнитных.
Мокрые барабанные сепараторы в зависимости от направления движения потока пульпы в ванне сепаратора и вращения барабана бывают прямоточные, противоточные и полупротивоточные.
В зависимости от способа создания и xapaктера магнитного поля сепараторы подразделяются на cenaраторы с постоянными магнитами и с электромагнитами, с открытой и с замкнутой магнитной системой, с постоянной и с чередующейся полярностью магнитного поля, с бегущим и с полиградиентным магнитным полем.
Для сухого обогащения мелкозернистых продуктов применяются сепараторы типа ПБСЦ (быстроходные). Крупность исходного питания не более 3 мм. За счет интенсивного магнитного перемешивания материала и большой центробежной силы удается выделять чистые магнитные продукты, отвальные хвосты и промпродукт, направляемый на доработку.
Для мокрого обогащения мелкозернистых материалов применяются барабанные сепараторы типа ПБМ с нижним питанием и магнитным перемешиванием. Для разных по крупности продуктов они изготовляются с различными (рис. 5.4) типами ванн: с прямоточной ванной для материала крупностью 6 мм, с противоточной ванной для материала крупностью 0,5-1,0 мм, с полупротивоточной для материала крупностью 0,15-0,30 мм.
Рис. 5.4. Схемы магнитных барабанных сепараторов для мокрого обогащения со слабым полем с различными типами ванн:
а – прямоточная; б и в – противоточные; г – полупротивоточная