книги из ГПНТБ / Алейников, Н. А. Структурирование ферромагнитных суспензий

Применение анионных собирателей при рН =7.3 было ограни­ чено получением концентрата с содержанием около 70% Fe. Ниже приводятся данные по получению из грубоизмельченного продукта (30.7% класса —0.074 мм) такого концентрата с приме­ нением 300 г/т дистиллированного таллового масла:

Флотация в магнитном поле немагнитных минералов и их сростков существенно зависит от pH среды. Такие наблюдения были проведены с продуктом, измельченным до 82.5% класса —0.074 мм, при ограниченных расходах дистиллированного тал­ лового масла (200 г/т) и АНП (100 г/т). Оптимум флотации с аминами находится в нейтральной среде, а с талловым маслом оптимум флотации смещен в щелочную область (рис. 4.1).

Исследования по получению концентратов с содержанием 68—70% при малых расходах собирателей имеют большое зна­ чение для производства концентратов из трудно обогатимых руд, а также для использования таких концентратов с целью повы­ шения производительности доменного производства.

Интересное исследование по селективной флотации в магнит­ ном поле было выполнено при обогащении хромсодержащей руды [21 ] с целью получения пенных концентратов с большим содержа­ нием в них хрома при наибольшем отношении Cr/Fe, чем при обычной флотации.2

Под влиянием магнитного поля присутствующие в пульпе измельченной руды магнитные минералы, главным образом магне­ тит, флокулируют и осаждаются, а серпентины подавляются добавлением PIF и Na2SiF5 при pH « 5.5. В качестве собирателя хромсодержащего минерала состава (MgFe)О -(GrAlFe)2Os применя­ лась эмульсия олеиновой кислоты, а в качестве пенообразова­

рис. 4.2 показано влияние напряженности магнитного поля на показатели флотации, а на рис. 4.3 — влияние расхода Na2SiFe. Как видно из приведенных данных, эффективная флотация хром­ содержащей руды возможна в слабых магнитных полях, так же как железных магнетитосодержащих руд.

2 Авторами работы [21 ] не были учтены ранее выполненные исследования в СССР [17] по применению метода обратной флотации в магнитном поле.

62

При исследовании флотации в магнитном поле возникает целый ряд неразрешенных вопросов, имеющих значение как для условий проведения процесса, так и для перспективного технологического его использования.

Влияние магнитного поля на селективную флотацию тонко­ дисперсных минералов с последующей их флотацией может пред­ ставить определенный интерес для обогащения магнитных руд, содержащих ферромагнитные минералы. Примером могут слу­ жить наблюдения по флотации медно-никелевой руды, измель­ ченной до —0.074 мм и содер­ жащей никеленосные магнетит и пирротин (магнитный). Пульпа в присутствии соды и этилового ксантогеиата калия обрабатыва­ лась в магнитном поле напряжен­ ностью 300 э в течение 10 мин.

при перемешивании, в результате чего в пульпе наблюдалась фло­ куляция. При флотации такой пульпы извлечение никеля было выше для суспензии обработан­ ной в поле, чем без обработки (рис. 4.4, а). Если добавить в пуль­ пу 50 г/т индустриального угле­ водородного масла, способного вы­ звать флокуляцию гидрофобных частиц суспензии, то положитель­ ный эффект от обработки в магнит­ ном поле также сохраняется

(рис. 4.4, б).

Магнитное поле вообще оказывает влияние на процессы, про­ исходящие на границе раздела фаз. В соответствии с эффектом Н. А. Умова [22] магнитное поле оказывает влияние на кинетику образования водных эмульсий углеводородов и на каплеобразование из растворов поверхностно-активных веществ [23]. Маг­ нитное поле уменьшает работу образования пузырька в пара­ магнитной жидкости и увеличивает в диамагнитной жидкости [24].

Исследованиями В. И. Классена и его школы [25, 26], про­ веденными на молекулярном уровне, было обнаружено влияние магнитного поля на свойства водных растворов и свойства нефер­ ромагнитных дисперсий. Эти исследования по эффекту магнит­ ного влияния получили широкое развитие и создали экспери­ ментальные основы для различных технологических приложений. Размеры этого эффекта в обогатительных флотационных процес­ сах пока еще недостаточно учтены, но не вызывают сомнения его влияния на гидратацию и гидролиз соединений, образующихся на поверхности минералов [27, 28].

63

/

а — собиратель: этиловый ксентогенат кали я (150 г/т); б — собиратель: эти­ ловый ксентогенат калия (150 г/т) и индустриальное углеводородное масло

(50 г/т)-

и обратной флотации в магнитных полях для получения концентратов высо­ кой чистоты из руд Оленегорского месторождения. — Автореф. дпсс. Л ., 1967.

№4.

22.У м о в H. А. Образование и истечение капель в магнитном и элек­ трическом поле. — Труды Отделения физических наук Общества любителей естествознания, М., 1896, т. 8, вып. 2.

23. А л е й н и к о в Н. А., В а с и л ь е в А. Н. Деформационный эффект и кинетика диспергирования жидкостей в магнитном поле. — Инже­ нерно-физический журнал, 1970, т. 19, № 6.

24. А т р о щ е н к о А. С., В о р о н и н а С. М. Условия равнове­ сия и работа зарождения малого пузырька в гомогенной жидкости в магнит­ ном поле. — Магнитная гидродинамика, 1971, № 2.

бенности воды и изменение технологических свойств водно-дисперсных систем в магнитном поле. — В кн.: Вопросы теории и практики обогащения руд. Л., «Наука», 1971.

29. А л е II и и к о в Н. А., М а к а р о в а А. И. Образование н свой­ ства металлических мыл в разбавленных водных растворах. — ДАН СССР, 1959, т. 124, № 4.

30. С о р о к и н М. М. Гидролиз железных мыл карбоновых кислот. — Журнал прикладной хнмпп, 1971, т. 44, № 11.

ГЛАВА V

ПОЛУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ВЫСОКО!! ЧИСТОТЫ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРАХ і

Железные концентраты с малым содержанием кремнезема и других примесей находят разнообразное применение в различ­ ных отраслях промышленности, например, в порошковой метал­ лургии, производстве ферритов, в аккумуляторной промышлен­ ности, для приготовления катализаторов и т. п. При определении их состава необходимо постоянно принимать во внимание, что он зависит как от химического и минералогического состава исходного продукта, используемого для обогащения, так и от принятой технологии. Поэтому нельзя считать, что только одним содержанием железа или кремнезема определяется качество кон­ центрата и область его применения.1

1 В работе принимала участие И. М. Зелеиова.

66

Несмотря на целый ряд сообщений о получении со специальным назначением чистых железных концентратов, исследования в этой области нельзя считать законченными. До настоящего времени получение железных концентратов с малым содержанием кремне­ зема и других примесей в магнитных полях малой напряженности (100—150 э) не рассматривалось, за исключением флотации в маг­ нитном поле [1]. Вместе с тем наблюдаемая высокая селективность разделения в таких полях позволяет получать малокремнистые концентраты. Для получения малокремнистых железных кон­ центратов в качестве исходных продуктов нами применялись магнетитовые концентраты из Оленегорского и Лебединского место­ рождений.

Лабораторные исследования, проведенные на установке, опи­ санной в гл. II, показали, что в магнитных полях напряженностью 60—85 э стабильно получаются концентраты с содержанием более 71.5% железа и менее 0.5% кремнезема при доизмельчении Олене­ горского концентрата до 86.5—95.7% класса —0.074 мм и Лебе­ динского концентрата до 95.0% класса —0.044 мм (табл. 5.1

и 5.2).

Таблица 5.1

Показатели разделения дошмельченпого оленегорского магнѳтптового концентрата при напряженности магнитного поля 85 э, скорости вращения импеллера 300 об./мин. п содержании

твердого в исходной суспензии 13%

С целью проверки возможности производства малокремнистого железного концентрата в полях малой напряженности были про­ ведены испытания в промышленных условиях на Оленегорской обогатительной фабрике по технологической схеме, представлен­ ной на рис. 5.1. Измельчение магнитного концентрата проводи­ лось в шаровой мельнице Л х І /= 2 .7 х 4 .4 м, работающей в зам­ кнутом цикле с гидроциклоном диаметром 500 мм. Слив гидро­

5* 67

циклона подвергался вторичной классификации в гидроциклонах диаметром 350 мм, пески которых возвращались в питание гидро­ циклона диаметром 500 мм. Слив гидроциклонов диаметром 350 мм с содержанием 96—95% класса —0.074 мм подвергался магнитной сепарации в две стадии на сепараторах типа 209-СЭ.

Таблица 5.2

Показатели разделения Лебединского магнитного концентрата при напряженности поля 60 э, скорости вращения импеллера 400 об./мин.

Полученный концентрат на этих сепараторах с содержанием 71.0—71.6% железа и 0.7—1.0% кремнезема подвергался доводке в две стадии на сепараторах безимпеллерного типа диаметром 1500 мм, режим работы которых приводится ниже:

Технологические показатели получения малокремнистых же­ лезных концентратов приведены на рис. 5.1. Такие показатели по предложенной схеме получались стабильно, давая концентраты с содеряшнием 72% железа и 0.3 % кремнезема. Наряду с желез­ ным концентратом высокой чистоты по разработанной схеме получаются концентраты с содержанием до 68.0% железа, а также промпродукт магнитной сепарации, доводку которого можно осуществить.

Для получения малокремнистых железных концентратов од­ ним из источников может являться пыль, улавливаемая пенными газопромывателями, которые работают в системе газоочистки сушильных барабанов цеха сушки железного концентрата на Оле­ негорской фабрике. Улавливаемая пыль железного концентрата

68

представлена крупностью —0.05 мм и содержит 68.9—70.1% железа, 2.2—2.5% кремнезема. Удельная магнитная воспри­ имчивость пыли в полях напряженностью 65 э равна 0.076 см3/г, коэрцитивная сила после намагничивания в полях 1500 э состав-

Магнетитоёый

концентрат

Г = 100

he -65.2 ß sio fs-°

'Ч ' е = 100

Измельчение

J

Классификация.

Классификация I!

Рис. 5.1. Технологическая схема получения ыалокремнистых железных концентратов на Оленегорской фабрике.

ляет 125 э. Суспензия из такой пыли в лабораторной мешалке изменяет свою концентрацию в сливе в зависимости от напряжен­ ности магнитного поля, как это показано на рис. 5.2, из которого следует, что в заданных гидродинамических условиях практически полное осаждение происходит в полях напряженостыо более 50 э. При перечистке указанного продукта в полях напряженностью

69

50 э получен концентрат с содержанием 71.4—71.7% железа и 0.26—0.32% кремнезема при извлечении железа от операции

77.4-91.6% .

В промышленных условиях получение малокремнистого же­ лезного концентрата из пыли цеха сушки проводилось на сепа­ раторе импеллерного типа диаметром 1000 мм [2]. Исходным питанием сепаратора являлась нагретая до 50—70° суспензия пенного газопромывателя цеха сушки, которая содержала 4—8% твердого и имела р Н = 3.5—4.0, т. е. в данном случае сепарация происходила в электропро­ водящей среде.

Рис. 5.2. Влшшпе напряженРис. 5.3. Распределение процентного соHOCT1I магнитного поля на кондержаипя твердого в вертикальном и ра-

центрацшо твердого в слнве. диальном направлениях в сепараторе при Скорость вращения импеллера напряженности поля 150 э.

250 об./млн.

Распределение твердого п железа в рабочем объеме сепаратора, полученное методом точечного опробования, представлено на рис. 5.3 и 5.4. Содержание твердого и железа в сепараторе пони­ жается по направлению от периферии к центру и снизу вверх.

Вверхней зоне аппарата как у стенки, так и вблизи импеллера содержание железа и твердого меньше, чем в исходной суспензии.

Вобласти нахождения электромагнитной катушки наблюдается повышение концентрации магнетита. В нижней части сепаратора плотность суспензии достигает 60% твердого, в котором содер­ жится 71.5% железа. При увеличении напряженности магнит­ ного поля до 200 э несколько повышается качество концентрата

иизвлечение в него железа. Плотность, же суспензии концентрата достигает максимальных значений соответствующих полю напря­ женностью 100—150 э (рис. 5.5).

70

При разделении тонкодисперсных магнетитовых концентратов в суспензиях, содержащих 2—7% твердого, оптимальными пара­ метрами работы электромагнитного сепаратора являются: на­ пряженность магнитного поля 150—200 э, скорость вращения импеллера 150—180 об./мин., производительность 50—60 м3/час., скорость восходящего потока слива 1.2—1.5 см/сек. За один

100 100100 150 50

оаг

88.3% (рис. 5.6).

Следовало ожидать, что при создании необходимой плотности суспензии в рабочем объеме аппарата и при поддержании скорости восходящего потока слива в пределах 1.0—1.5 см/сек. повысится селективность разделения в электромагнитном сепараторе. С этой целью рассмотрены условия получения малокремнистых желез­ ных концентратов по двухстадийной схеме. В первой стадии осуществлялось сгущение исходного продукта при одновременном его накоплении в сепараторе. Во второй стадии после отключения

71