Примітка.

1. Масова частка мінерала в продуктах сепарації:

у концентраті , %

у промпродукті , %

у хвостах , %

у вихідному , %

де - вихід концентрата, промпродукта, хвостів, відповідно, %

2. Вилучення мінерала в продуктах сепарації:

В концентрат

В промпродукт

В хвости

Обладнання, приладдя, матеріали.

1. Концентраційний стіл – 1шт

2. Терези – 1шт

3. Приймачі продуктів

4. Ручний магніт – 1шт

5. Мінеральна суміш (магнетит + кварц)

Крупністю -2,0+0,5мм – 2кг

Література

4. Бережний М.М.,Мовчан В.П., Збагачення та окускування сировини: Монографія.- Харків: 000 «Видавництво ІСП», - 2000.- 365 с.

5. Білецький В. С, Смирнов В.О. Переробка і якість корисних копалин: Посібник.- Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. - 324 с.

6. Бедрань Н.Г., Скоробогатова Л. М. Переработка и качество полених ископаемых: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1986.- 272 с.

Лабораторна робота №7

Тема: Вивчення процесу збагачення на магнітному сепараторі

Час, що потрібен для виконання роботи, - 2 години.

Мета роботи: Вивчення конструкції електромагнітного валкового сепаратора І38Т -СЗМ і процесу розділу мінеральної суміші.

Магнітні процеси збагачення основані на використанні відмінностей у магнітних властивостях мінералів і гірських порід, головним чином у величинах магнітної сприйнятливості, і здійснюються в магнітних сепараторах у неоднорідному постійному або змінному магнітному полі в повітряному і водному середовищах. У залежності від величини магнітної сприйнятливості матеріалу магнітна сепарація поділяється на слабомагнітну і сильномагнітну, від середовища, в якому проводиться розділення - на мокру і суху.

Основною силовою характеристикою магнітного поля є його напруженість — сила, з якою поле діє на одиницю позитивної магнітної маси, що розташована у даній точці. За характером зміни напруженості магнітні поля поділяються на однорідні і неоднорідні (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1. - Схеми магнітних полів:

а - однорідне поле; б, в - неоднорідні поля.

В однорідному магнітному полі напруженість однакова і за величиною, і за напрямком, в неоднорідному - напруженість непостійна за величиною і може змінюватися за напрямком. Однорідне магнітне поле виникає між двома різнойменними полюсами плоскої форми, а неоднорідне — між полюсами криволінійної і кутастої форми. В однорідному полі на магнітну частинку діє магнітний момент, під впливом якого частинка орієнтується уздовж силових ліній поля. В неоднорідному полі на магнітну частинку, крім магнітного моменту, діє магнітна сила (притягання або відштовхування) у напрямку підвищення напруженості магнітного поля. Дією саме цієї сили і обумовлено розділення магнітних і немагнітних мінералів. Тому в магнітних сепараторах застосовуються тільки неоднорідні магнітні поля.

Неоднорідне магнітне поле характеризується градієнтом поля gradH - інтенсивністю зміни напруженості магнітного поля в просторі:

gradH=dH / dx, А/м² (6.1)

де dx - відстань, на якій напруженість магнітного поля Н змінюється на величину dH.

Магнітні властивості мінералів характеризуються магнітною сприйнятливістю і магнітною проникністю. Магнітна сприйнятливість - фізична величина, що характеризує здатність тіла до намагнічення під дією магнітного поля. Розрізняють об'ємну і питому магнітну сприйнятливість. Об'ємна магнітна сприйнятливість к дорівнює відношенню намагніченості тіла J до напруженості магнітного поля H, у якому знаходиться тіло:

æ = J/H (6.2)

Питома магнітна сприйнятливість χ ~ об'ємна магнітна сприйнятливість одиниці маси тіла:

χ = æχ/δ (6.3)

де δ – густина тіла, кг/м³.

Магнітна проникність µ - величина, що характеризує здатність речовини змінювати свою магнітну індукцію В під дією зовнішнього магнітного поля:

µ = В /Н. (6.4)

За технологічною класифікацією всі мінерали і гірські породи залежно від їх питомої магнітної сприйнятливості розділяють на три групи:

- сильномагнітні (феромагнітні) мінерали, що мають питому магнітну сприйнятливість χ > 3·10^-6 м³/кг. Ці мінерали (магнетит, маггеміт, піротин, франклініт і ін.) можуть вилучатися у магнітну фракцію на сепараторах з відносно слабким магнітним полем напруженістю

Н = 70—120 кА/м;

• слабкомагнітні мінерали, що мають питому магнітну сприйнятливість 1·10^-8≤ χ ≤ 6·10^-7 м³/кг. Ця найчисленніша група мінералів відповідає парамагнітним речовинам і включає оксиди, гідрооксиди та карбонати заліза і марганцю, вольфраміт, ільменіт, біотит, гранат і ін. Для вилучення цих мінералів у магнітну фракцію напруженість магнітного поля сепараторів мусить бути Н = 480 - 1600 кА/м;

• немагнітні мінерали, до яких належать парамагнітні мінерали з питомою магнітною сприйнятливістю χ < 1 · 10^-8 м³/кг і всі діамагнітні мінерали (χ < 0). Ці мінерали не вилучаються в магнітну фракцію навіть у сепараторах з сильним магнітним полем.

На мінеральне зерно в неоднорідному магнітному полі діє магнітна сила F_магн, що визначається за формулою:

F_магн=µ₀ χ Н grad H , Н/кг, (6.5)

де χ- питома магнітна сприйнятливість, м³ /кг; Н grad H — магнітна сила поля, А² /м³ .

Чим більша питома магнітна сприятливість, тим більшою силою магнітне поле діє на мінеральне зерно. Мінеральні зерна, для яких магнітна сила більше суми протидіючих механічних сил (ваги, інерції, опору середовища, відцентрової і ін.), притягуються до полюсів магнітної системи і вилучаються у магнітний продукт. Мінеральні зерна з низькою магнітною сприятливістю практично не змінюються намагніченості, не взаємодіють з зовнішнім магнітнім полем і рухаються у магнітному полі за траєкторіями, що залежать від дії тільки механічних сил. Ці мінеральні зерна вилучаються у немагнітний продукт.

На результати магнітної сепарації суттєво впливає різниця між питомими магнітними сприйнятливостями χ₁ і χ₂ розділюваних зерен, однорідність поля сепаратора за величиною магнітної сили (HgradH) і крупність збагачувального матеріалу. Відношення питомих магнітних сприйнятливостей розділюваних при збагаченні рудних і нерудних зерен (χ₁/ χ₂) називаються коефіцієнтом селективності магнітного збагачення:

(1)

Для успішного розділення мінералів в магнітних сепараторах необхідно щоб величина коефіцієнта селективності магнітного збагачення була не меншою 3 - 5. Таким чином, розділення мінеральних зерен в магнітному полі можливе при додержанні умови:

(2)

де і - питомі магнітні сили, що діють відповідно на рудні і нерудні зерна, Н/кг; - рівнодіюча усіх механічних сил, віднесених до маси зерна і спрямованих протилежно дії питомих магнітних сил і .

З нерівності (2) витікає, що зерна, для яких , потрапляють у магнітний продукт, зерна, для яких , потрапляють у немагнітний продукт. Таким чином здійснюється розділення матеріалу в процесі магнітної сепарації. При переміщенні через робочу зону сепаратора магнітні мінерали під дією магнітної сили змінюють траєкторію руху, що дозволяє відділити їх від немагнітних.

Процес розділення здійснюється у машинах, які називаються магнітними сепараторами.

Магнітні процеси збагачення широко використовуються як основні при збагаченні залізних і марганцевих руд і для доводки концентратів при збагаченні руд різних кольорових і рідкісних металів. Залежно від питомої магнітної сприйнятливості мінералів, що вилучаються, магнітне збагачення корисних копалин здійснюється в сепараторах з сильним магнітним полем (для слабкомагнітних руд) і в сепараторах зі слабким магнітним полем (для сильномагнітних руд).

Магнітні сепаратори розрізняються залежно від багатьох факторів.

Залежно від напруженості і сили магнітного поля магнітні сепаратори розділяються на дві групи:

- сепаратори зі слабким магнітним полем (Н = 80 - 120 кА/м) призначені для збагачення сильномагнітних руд (магнетитових) і регенерації феромагнітних суспензій (магнетитових, феросиліцієвих). Створення магнітного поля у цих сепараторах здійснюється відкритими магнітними системами. Неоднорідність поля досягається чергуванням декількох полюсів різнойменної полярності;

• сепаратори з сильним магнітним полем (Н — 600 - 1600 кА/м) призначені для вилучення з руд слабомагнітних мінералів (лімоніту, сидериту, манганіту, піролюзиту та ін.). Для створення сильних магнітних полів у сепараторах використовують замкнені магнітні системи.