Применение процесса мокрой магнитной сепарации при обработке алмазосодержащих руд
В кимберлитовых породах коренных месторождений содержание минералов тяжелой фракции (плотность более 2,9 г/см3) колеблется от 0,5 % до 5,0 %, многие из которых обладают магнитной восприимчивостью достаточной для извлечения их в магнитный продукт. Это, в основном, магнетит и кимберлит в сростках с магнетитом, в меньшем количестве встречается пикроильменит. При обработке кимберлитов трубок «Комсомольская» и «Юбилейная» на фабриках № 8 и № 14 происходит обогащение циркулирующих продуктов минералами тяжелой фракций, в том числе их сростками с вмещающими породами, обладающими магнитной восприимчивостью в диапазоне от сильно до слабомагнитных значений. Это отрицательно сказывается на показатели гравитационных процессов обогащения (отсадки, винтовой сепарации) и, особенно, тяжелосредной сепарации.
Ранее выполненными исследованиями, полученными в промышленных условиях при обработке кимберлитов этих трубок, была доказана необходимость вывода в отвал минералов, обладающих различной магнитной восприимчивостью.
В 1998 году на фабрике № 8 были введены в эксплуатацию первые магнитные сепараторы типа ЭБМ-90/60. В дальнейшем технологическая схема была дополнена двухвалковым магнитным сепаратором 2ЭВМ-36/100 с более высокой напряженностью магнитного поля, что позволило увеличить выход магнитной фракции за счет извлечения минералов с более низкой магнитной восприимчивостью.
Барабанные сепараторы типа ЭБМ с низкой напряженностью магнитного поля (магнитная индукция в рабочей зоне 0,15-0,2 Тл) используются для извлечения сильномагнитной фракции из гравитационных концентратов крупностью менее 6мм. Электромагнитные двухвалковые сепараторы 2ЭВМ-36/100, обладающие высокой напряженностью магнитного поля (1,7Тл), предназначены для вывода в магнитный продукт слабомагнитных составляющих концентрата.
По технологической схеме фабрики №8 концентрат винтового сепаратора СВ2-3000 крупностью -2+0,5 мм распределяется между двумя электромагнитными сепараторами ЭБМ-90/60 и двухвалковым сепаратором 2ЭВМ-36/100. Магнитная фракция сепараторов ЭБМ-90/60 и 2ЭВМ-36/100 является отвальным продуктом, немагнитная направляется на перечистные отсадочные машины ОПМ-14.
В процессе магнитной сепарации руды трубки «Комсомольская» на аппаратах ЭБМ-90/60 при силе тока возбуждения 25 А суммарный выход магнитной фракции составил 1,5-2,3 %, а извлечение минералов с высокой магнитной восприимчивостью 15-20 %. Магнитная фракция сепараторов ЭБМ-90/60 более чем на 90,0 % состоит из чистого магнетита. В немагнитном продукте она представлена в основном кимберлитом с включениями магнетита (93,8 %).
В зависимости от массовой доли магнетита магнитная воспри-имчивость сростков колеблется в широких пределах, поэтому с более высокой эффективностью сепарация осуществляется на двухвалковом магнитном сепараторе с магнитной индукцией 1,7 Тл.
При проведении промышленных испытаний с целью определения оптимального выхода магнитной фракции силу тока на сепараторе 2ЭВМ - 36/100 изменяли от 10 А до 25 А. Установлено, что при изменении силы тока катушек возбуждения магнитной системы от 10 А до 20 А выход магнитной фракции в целом по классу -2+0,5 мм увеличивается от 10 % до 22 %, а извлечение минералов с различной магнитной восприимчивостью от 70 % до 80 %. При работе сепаратора с силой тока возбуждения в 25А выход и извлечение магнитной фракции возрастают до 21,3 % и 84,5% соответ-ственно, но снижается содержание магнитных минералов (до 65 %) – возможны потери кимберлита с отвальным продуктом.
Таблица 1 – Техническая характеристика электромагнитных сепараторов
Параметры | ЭБМ - 90/60 | ЭБМ - 90/100 | 2ЭВМ - 36/100 |
Производительность по твердому, т/ч | до 15 | до 60 | 4 -12 |
Крупность исходного материала, мм | менее 6 | 6 | менее 6 |
Магнитная индукция в рабочей зоне: на выступах валка, Тл на поверхности барабана, Тл на расстоянии 50мм от поверхности барабана, Тл | - 0,195 (0,155) 0,104 (0,82) | - 0,195 0,104 | 1,7 - - |
Диаметр рабочей части валка, мм | 900 | 900 | 360 |
Длина рабочей части валка, мм | 600 | 1040 | 1000 |
Число валков (барабанов), шт. | 1 | 1 | 2 |
Мощность привода, кВт | 1,1 | 4 | 2 х 2,5 |
Мощность, потребляемая электромагнитной системой, кВт | 5,0 | 12 | 8,0 |
Габаритные размеры, мм длина (вдоль оси валка) ширина высота | 1660 1640 1600 | 2440 1640 1600 | 2600 2000 2200 |
Масса сепаратора, т | 1,5 | 2,66 | 8,5 |
Из концентратов винтового сепаратора за смену выводится в отвал 10-12 тонн тяжелой труднообогатимой магнитной фракции крупностью менее 2 мм. Более половины магнитной фракции выделено на двухвалковом сепараторе 2ЭВМ-36/100, несмотря на то, что на него направляется всего одна десятая часть концентрата винтового сепаратора.
Процесс магнитной сепарации на фабрике № 8 при обработке руды трубки «Комсомольская» наиболее целесообразно осуществлять по двухста-диальной схеме с перечисткой немагнитной фракции электромагнитных
сепараторов ЭБМ-90/60 на валковых сепараторах 2ЭВМ-36/100.
Характерной особенностью кимберлитов трубки «Юбилейная» является наличие тонковкрапленного магнетита. Снижение содержания магнитной фракции в продуктах обогащения фабрики №14 достигается путем использования высокопроизводительного магнитного сепаратора типа ПБМ-90/250 и электромагнитных сепараторов ЭБМ-90/100 для вывода в отвал сильномагнитных минералов крупностью -3+1,2 мм из концентратов винтовых сепараторов (СВ2-3000) и отсадочных машин (МО-105), эффективность работы которых, как показала практика, в значительной мере, зависит от содержания труднообогатимой магнитной фракции в исходном питании.
Таблица 2 – Основные технические параметры сепаратора ПБМ-90/250
Наименование параметра | Значение | |
Номинальное | Фактическое | |
1.Производительность по твердому исходному продукту, т/ч | до 100 | |
2.Крупность исходного материала, мм, не более | 6 | -3+1,2 |
3. Магнитная индукция в рабочей зоне, Тл: - на поверхности барабана против геометрического центра полюсов, не менее - на расстоянии 50 мм от поверхности барабана, не более | 0,160 0,065 | 0,150 0,051 |
4. Диаметр барабана, мм | 900 | 900 |
5. Длина барабана (включая реборды), мм | 2490 | 2490 |
6.Количество магнитных полюсов барабана (разнополярных по ходу материала), шт | 8 | 8 |
7. Частота вращения барабана, мин-1 | 26 | 26 |
8. Расход воды через смывное устройство, м3/ч | 12-15 | 12-15 |
9. Номинальная мощность электродвигателя, кВт | 4 | 4 |
10. Удельный расход электроэнергии, кВт∙ч/т | 0,04-0,25 | 0,04-0,25 |
11. Габаритные размеры, мм не более: - длина - ширина - высота | 3300 2100 2200 | 3300 2100 2200 |
12. Масса сепаратора, кг, не более | 4000 | 4000 |
По технологической схеме фабрики на барабанный магнитный сепаратор ПБМ-90/250, предназначенный для обогащения методом мокрой магнитной сепарации сильномагнитных руд крупностью не более 6 мм, поступают концентраты основных винтовых сепараторов, магнитная фракция которых направляется в отвал, а немагнитная – на перечистные отсадочные машины. 
Рисунок 1 – Технологическая схема узла магнитной сепарации рудного
материала крупностью -3+1,2мм
Сепаратор ПБМ-90/250 при содержании твердого в питании не более 40 % и производительности до 100 т/ч обеспечивает удовлетворительные технологические показатели:
– выход магнитной фракции – 6-10 %;
– извлечение сильномагнитных минералов
крупностью -3+1,2мм – 65-75 %.
Магнитная фракция, направляемая в отвал, на 95-97 % представлена кимберлитом, пропитанным пылевидным магнетитом и его сростками с магнетитом, обладающими высокой магнитной восприимчивостью. Остальная часть – это минералы и их сростки со средней и слабой магнитной восприимчивостью. Немагнитные минералы представлены единичными зернами (менее 0,01%).
Сепараторы типа ПБМ работают в режиме извлечения, когда исходный материал подается под барабан, а перемещение его происходит по криволинейной траектории. Напряженность магнитного поля в рабочей зоне на поверхности барабана составляет 118 кА/м и в три раза меньше на расстоянии 50 мм от поверхности барабана. В начале рабочей зоны свободная поверхность рабочего органа приходит во взаимодействие с исходным питанием, богатым сильномагнитными частицами, которые и прикрывают поверхность, затрудняя притяжение к ней, как оставшихся сильномагнитных частиц, так и менее магнитных зерен. В связи с этим, увеличение содержания твердого в пульпе (более 40 %) приводит к снижению извлечение минералов с высокой магнитной восприимчивостью до 35-37 %.
С вводом в схему сепаратора ПБМ-90/250 нагрузка на перечистные отсадочные машины МО-105 снизилась в среднем на 2-5 т/ч или 48-120 тонн в сутки, а содержание сильномагнитных минералов в питании узла отсадки сократилось в 1,5-3 раза.
В схеме обогащения мелких классов на фабрике № 14 электромагнитные барабанные сепараторы ЭБМ-90/СЭ-А) применяются для доизвлечения сильномагнитных минералов из концентратов отсадочных машин МО-105 крупностью -3+1,2мм.
При среднечасовой нагрузке на один магнитный сепаратор от 7 т/ч до 13 т/ч и силе тока возбуждения 24-30 А, выход магнитной фракции составляет 0,6-3,0 %, извлечение – 12-24 %.
Оптимальные технологические показатели при обогащении концентратов перечистных отсадочных машин МО-105 на электромагнитных барабанных сепараторах марки ЭБМ-90/100 обеспечиваются при следующих рабочих параметрах:
– производительность (одного сепаратора) – до 30 т/ч;
– сила тока возбуждения в электромагнитной системе – 24-26 А;
– содержание твёрдого в исходном питании –%.
Эффективность от применения магнитных и электромагнитных сепараторов с низкой напряженностью магнитного поля на фабрике № 14 достигается за счет частичного вывода в отвал наиболее труднообогатимой тяжелой магнитной фракции, снижения нагрузки в среднем на 2-5т/ч (48-120 тонн в сутки) на перечистные отсадочные машины, тяжелосредную сепарацию и комбинированную схему доводки.
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности более широкого использования магнитных сепараторов с различной напряженностью магнитного поля на алмазоизвлекательных фабриках АК «АЛРОСА».
, , Я (), , В (Айхальский ГОК), (ГРО «Катока»).
