55. Обогащение руд. Магнитная сепарация.

Основным и наиболее эффективным методом обогащения железных руд является магнитная сепарация, основанная на различии магнитных свойств некоторых железорудных минералов и минералов пустой породы.

Магнитное обогащение осуществляется в аппаратах, называемых магнитными сепараторами.

Имеется большое количество разнообразных типов магнитных сепараторов, но в основе работы всех их лежит один принцип: раздробленная до необходимой крупности руда подается тонким слоем в рабочую зону аппарата, где создано магнитное поле. Под действием силы тяжести или динамического напора потока воды частички, не обладающие магнитными свойствами (хвосты), свободно удаляются из этой зоны, в то время как частички, обладающие магнитными свойствами (с высоким содержанием оксидов железа), удерживаются в магнитном поле и какой-то транспортирующей системой выносятся в другую сторону.

Для обогащения магнитных железных руд крупностью выше 6 мм применяется сухая магнитная сепарация.

Однако основное количество обогащаемых магнитным способом руд (примерно три четверти) приходится на долю мокрой магнитной сепарации.

Руды крупностью менее 0,1 мм обогащаются только мокрым способом, в водной среде происходит лучшее разделение мелких частиц, обладающих разными магнитными свойствами.

По конструкции наиболее распространенным типом магнитных сепараторов являются барабанные.

В схеме барабанного магнитного сепаратора для сухого магнитного обогащения дробленая руда тонким слоем подается на верхнюю часть барабана (диаметром 600-900 мм и длиной 1000 мм) из немагнитного материала, вращающегося со скоростью 50 об/мин.

Внутри барабана расположена магнитная система.

Магнитные частички притягиваются к поверхности барабана и выносятся из ванны и далее форсунками смываются с барабана.

Осаждающиеся в воде немагнитные частички удаляются из сепаратора через спускной патрубок хвостов.

Ленточный магнитный сепаратор состоит из системы электромагнитов различной интенсивности магнитного поля, расположенных между ветвями ленточного резинового транспортера, под которым находится несколько камер, заполненных водой, для улавливания продуктов обогащения.

Поток пульпы по желобу попадает в зону действия первого, самого сильного магнита. Немагнитные частички руды, содержащие хоть сколько-нибудь магнитной окиси железа, притягиваются к ленте и движутся с ней дальше. Интенсивность магнитного поля второго магнита меньше, чем первого, поэтому зерна руды, содержащие небольшое количество оксидов железа (сростки) не могут больше удерживаться на ленте и под действием силы тяжести отрываются и осаждаются во второй камере. В зоне действия самого слабого магнитного поля третьего магнита от ленты отрывается еще часть зерен руды, и остаются притянутыми только частички, состоящие в основном из магнетита. Под четвертым магнитом, вновь создающим поле высокой интенсивности, из слоя концентрата “отжимается” избыток воды и материал, выходя из зоны действия магнитного поля, попадает в бункер концентрата.

В обогатительной практике применяются различные конструкции магнитных и электромагнитных сепараторов.

Главным недостатком магнитного способа обогащения являются трудности в обогащении маломагнитных и окисленных железных руд, большие потери железа с немагнитными оксидами. В связи с этим магнитная сепарация применяется не только как самостоятельный метод обогащения, но входит как составная часть в комбинированные схемы обогащения: магнитно-гравитационные, магнитно-флотационные и др.

Для обеспечения возможности успешно обогащать магнитной сепарацией немагнитные железные руды (гематиты, бурые железняки) в последнее время разрабатываются способы предварительного восстановительно-магнетизирующего обжига этих руд, при котором Fe2O3 переводят в Fe3O4 или γ Fe2O3 (маггемит).

На фабриках обогащение руд осуществляется в несколько стадий, между которыми руда может проходить доизмельчение, классификацию, обесшламливание, размагничивание и другие операции. Схемы обогащения разрабатываются исходя из минералогического состава руд их микроструктуры, размеров рудных и нерудных зерен и других факторов. Иногда магнитная сепарация сочетается с другими методами обогащения (гравитационными, флотационными или обжигмагнитными).