УДК
622.73
Чижевский
В.Б., Сединкина Н.А., Шавакулева О.П.
ФГБОУ ВПО
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
(Россия, г. Магнитогорск)
Энергосберегающие
технологии рудоподготовки магнетитовых руд
Снижение
энергопортебления при переработки магнетитовых руд происходит при уменьшении
крупности дробленой руды, поступающей на измельчение, и выделении из нее
аглоруды с использованием магнитной сепарации во взвешенном состоянии. При
уменьшении крупности мелкодробленой руды эффективность сепарации повышается.
Использование магнито-импульсной обработки руды обеспечивает ее разупрочнение,
снижение требуемых механических нагрузок и времени их действия, что вызывает
снижение энергопотребления. Необходимое время измельчения уменьшается на 28-37
%.
Ключевые
слова: энергопотребление, магнетитовая руда, магнитная сепарация, аглоруда,
измельчение.
Рудоподготовка магнетитовых руд, включающая
операции дробление, измельчение и классификации, является наиболее энергоемкой
из всех операций переработки руды. На нее приходится до 75 % энергопотребления
обогатительных фабрик. При этом измельчение является значительно более
энергоемким по сравнению с дроблением и на него приходится до 80 % от общего
энергопотребления на рудоподготовку. Общеизвестно, что увеличение установленной
мощности электродвигателей дробилок на 1 кВт позволяет снизить установочную
мощность электродвигателей мельниц на 4 кВт. Поэтому «дробить надо больше, а
измельчать меньше».
Получение мелкодробленой руды на фабриках
крупностью 8(6)-0 мм возможна после определенных реконструкций, но сухая
магнитная сепарация руды такой крупности на используемых магнитных сепараторах
будет крайне не эффективной вследствие магнитоадгезионного слипания частиц,
особенно при повышении влажности сепарируемой руды.
Для сухой магнитной сепарации мелкодробленой
руды разработан способ сепарации во взвешенном состоянии [1], позволяющий
получать достаточно высокие технологические показатели при обогащении мелкого и
увлажненного материала [2,3]. Сепарация осуществляется при перемещении
материала в электромагнитном поле с резко изменяющейся и убывающей по ходу
движения материала максимальной напряженностью магнитного поля, обеспечивающей
неоднократное вытягивания частиц из потока материала и отрыв от магнитной
системы, в результате чего происходит освобождение и выпадение механически
увлеченных частиц, самоочистка сталкивающихся частиц от налипших мелких и
повышение качества магнитного продукта в каждой последующей зоне сепарации.
Результаты магнитной сепарации магнетитовой руды
различной крупности во взвешенном состоянии приведены в табл. 1.
Приведенные в табл. 1 результаты свидетельствуют
о том, что с уменьшением крупности руды извлечение железа в аглоруду
увеличивается в случае всех проб исходной руды. Это является результатом более
полного раскрытия сростков и высокой эффективности магнитной сепарации во
взвешенном состоянии.
Высокая селективность процесса подтверждается
практически постоянным и высоким качеством аглоруды, выход которой составляет
от 38,18 до 55,47%. В результате на измельчение будет поступать от 61,82 до
44,53% руды и затраты на измельчение снизятся практически в двое. Способ
получения аглоруды с применением магнитной сепарации во взвешенном состоянии
успешно испытан в промышленных условиях [3].
Таблица 1
Влияние крупности
магнетитовой руды на показатели обогащения
|
Наименование
продуктов |
Крупность
руды, мм |
||||||||
|
15-0 |
10-0 |
7-0 |
|||||||
|
Показатели
обогащения, % |
|||||||||
|
Выход |
Массовая доля
железа |
Извлечение |
Выход |
Массовая доля
железа |
Извлечение |
Выход |
Массовая доля
железа |
Извлечение |
|
|
Проба1 |
|||||||||
|
Аглоруда |
53,57 |
58,21 |
69,50 |
54,98 |
58,31 |
71,45 |
55,47 |
58,22 |
71,97 |
|
Промпродукт |
46,43 |
29,47 |
30,50 |
45,02 |
28,65 |
28,55 |
44,53 |
28,24 |
28,03 |
|
Исходная
руда |
100,0 |
44,87 |
100,0 |
100,0 |
44,87 |
100,0 |
100,0 |
44,87 |
100,0 |
|
Проба 2 |
|||||||||
|
Аглоруда |
38,18 |
58,41 |
58,27 |
43,05 |
57,11 |
64,24 |
47,94 |
56,86 |
71,23 |
|
Промпродукт |
61,82 |
25,83 |
41,73 |
56,95 |
24,03 |
35,76 |
52,06 |
21,15 |
28,77 |
|
Исходная
руда |
100,0 |
38,27 |
100,0 |
100,0 |
38,27 |
100,0 |
100,0 |
38,27 |
100,0 |
|
Проба3 |
|||||||||
|
Аглоруда |
42,55 |
58,74 |
61,71 |
45,34 |
58,64 |
65,65 |
48,79 |
57,32 |
69,05 |
|
Промпродукт |
57,45 |
26,99 |
38,29 |
54,66 |
25,45 |
34,35 |
51,21 |
24,48 |
30,95 |
|
Исходная
руда |
100,0 |
40,50 |
100,0 |
100,0 |
40,50 |
100,0 |
100,0 |
40,50 |
100,0 |
Постоянные
условия: угол магнитной системы - 15
; напряженность магнитного моля – 105 кА/м; высота подъема
частиц – 40 мм; скорость перемещения материала – 0,5 м/с
Показатели обогащения с использованием магнитной
сепарации во взвешенном состоянии зависят в значительной степени от
напряженности магнитного поля. Так, увеличение напряженности с 87 до 105 и 120
кА/м обеспечивает повышение извлечения железа в аглоруду в случае проб №1, 2 и
3 соответственно с 60,14 до 70,12 %; с 49,31 до 60,18 % и 54,85 до 62,94 % при
снижении массовой доли железа на 1,3-3 %.
Снижение потребления электроэнергии при
измельчении может быть достаточно не только за счет уменьшения крупности
дробленой руды и выделения из нее аглоруды с использованием магнитной сепарации
во взвешенном состоянии, но и за счет интенсификации процесса измельчения.
Применяемые технологии измельчения и оборудование позволяют обеспечить полное
раскрытие сростков для получения высоких технологических показателей при
измельчении до крупности наименьшего включения, что вызывает повышенное
энергопотребление и переизмельчение, приводящее к потерям извлекаемых
минералов. Устранение вышеуказанного достигается применением магнито-импульсной
обработки руды, вызывающей ее разупрочнение и уменьшение требуемых механических
нагрузок и времени их действия, что обеспечивает снижение энергозатрат [4].
Этот эффект происходит за счет того, что под действием магнитного поля около
магнетита появляются напряжения, которые в совокупности с внешними нагрузками
изменяют траекторию распространения трещин, обеспечивая их развитие
преимущественно по границам раздела минералов. Импульсное изменение магнитного
поля вызывает скачкообразное изменении напряжений, что усиливает селективное
разрушение сростков. Кинетика измельчения руды (табл. 2) свидетельствуют о том,
что в случае магнито-импульсной обработки
время измельчения, необходимое для получения нужной тонины помола, снижается
на 28-37 %, а следовательно и энергопотребление.
Таблица 2
Влияние магнито-импульсной обработки магнетитовой руды на
кинетику ее измельчения
|
Способ обработки руды |
Содержание класса -0,071 мм в измельченной
руде, % |
|||
|
Время измельчения, мин |
||||
|
6 |
10 |
14 |
18 |
|
|
Магнито-импульсная
обработка |
43,7 |
52,1 |
60,7 |
67,5 |
|
Без
обработки |
30,9 |
38,8 |
50,3 |
59,8 |
Таким образом энергопотребление снижается за
счет выделения из мелкодробленой руды аглоруды и применение магнито-импульсной
ее обработки перед измельчение.
Список литературы
1. Св. на полезную модель № 26450, РФ, МПК7ВОЗС1/16,
1/18. Устройство для извлечения магнитных частиц из сыпучего материала / В,Б.
Чижевский, Р.С. Тахаутдинов, И.П. Захаров (РФ). - №2002111712/20; Заявл.
29.04.2002. // БИПМ. № 34. С. 309.
2. Особенности сухой магнитной сепарации мелких
продуктов во взвешенном состоянии / В.Б. Чижевский, Н.А. Сединкина //
Обогащение руд. 2007. №1. С. 25-28.
3. Сухая магнитная сепарация мелкого материала
во взвешенном состоянии / О.Е. Горлова, И.А. Гришин, О.П. Шавакулева, А.Н.
Кошколда // Бюллетень «Черная металлургия». 2004. № 3. С. 33-34.
4. Э.А. Хопунов. Особенности дислокационной
структуры магнетита и границ его срастания с кварцем // Известие вузов. Горный
журнал. 2007. № 8. С. 84-90.