Розробка технологічної схеми збагачення магнетитових залізних руд з використанням процесу магнітної гідросепарації. Вплив низьконапружених магнітних полів на ефективність розділення залізорудних пульп. Польові та силові характеристики магнітних систем.
Аннотация к работе
Широкомасштабні дослідження у даному напрямку здійснюються в інституті “Механобрчормет”, Національній гірничій академії України, Інституті геотехнічної механіки НАН України, Криворізькому технічному університеті, АТ “Механобр”, АТ “Бєлгородськ-Механобр”, гірничому інституті Кольського філіалу АН РФ та ін. Широко використовувані у збагаченні магнетитових залізних руд барабанні магнітні сепаратори мають певний оптимум магнітних впливів (від 80 до 200 КА/м для сепараторів типу ПБМ) і застосовуються за 3-5 прийомів (стадій) у міру розкриття мінералів руди. Створення технології магнітної гідросепарації як альтернативи традіційній магнітній сепарації стримується недостатньою розробкою фізичних основ механізму гідросепарації в магнітних полях, необхідністю опрацювання об?ємних структур магнітних полів для забезпечення інтенсифікації роздільних процесів, а також методів розрахунків промислових магнітних гідросепараторів з урахуванням полярності та геометричного розташування елементів магнітних систем, що становить на сьогодні актуальне наукове завдання. Для прямокутних плоских магнітних поверхонь характер та симетрія полів напруженості й магнітних сил визначаються магнітною орієнтацією суміжних граней сусідніх пластин i меншою мірою залежать від полярності двох сторін однієї пластини, а компоненти напруженості поля та магнітних сил, нормальні до поверхні, згасають швидше, ніж тангенціальні при збільшенні зазору між пластинами, хоча і ті, і інші компоненти зростають при зближенні намагнічених поверхонь. Технологічні показники процесу гідросепарації магнетитових залізорудних пульп у магнітних системах, утворених симетрично розташованими двосторонніми намагніченими поверхнями (пластинами), істотно залежать від магнітної орієнтації поверхонь пластин та щільності їх розміщення у системі, а залежності якості продуктів розділення та вмісту тонких класів у зливі гідросепаратора від щільності розташування пластин у системі мають екстремальний характер, тому для типових (промислово-придатних) магнетитових залізних руд необхідно використовувати магнітну орієнтацію пластин N-N полюсами назустріч одна одній.Підвищити щільність низьконапружених магнітних полів можливо завдяки використанню магнітних систем нового типу - виконаних з постійних магнітів у вигляді просторово-рознесених намагнічених поверхонь, які занурені у робочий об?єм гідросепаратора. Відомі задачі розрахунку магнітних полів при сепараційних процесах у переважній більшості випадків обмежуються розв?язуванням плоскої задачі для дальньої зони на основі усереднених магнітних характеристик, що виправдане колінеарністю робочих сил в апараті і для магнітних полів з відносно високою напруженістю (60 КА/м i більше) дає достатні для практики результати. Прямими порівняннями розрахункових даних з результатами вимірювання компонентів напруженості поля на поверхні та над нею для феритобарієвої магнітної плитки із залишковою намагніченістю 25-35 КА/м встановлена допустима точність її моделювання у вигляді одного витка з струмом, який намотано на контур периметра плитки у центральному перетині. Рисунок 1 ілюструє розрахунки магнітних характеристик магнітних класифікаторів, для яких вертикальна Z-компонента поля - робоча, що забезпечує процеси розшарування частинок пульпи у вертикальній площині між пластинами, а горизонтальна (нормальна до пластин) Y-компонента функціонально створює умови для формування “магнетитової сітки” між пластинами та заростання їх поверхні частинками магнетиту. Для магнітної системи магнітного гідросепаратора розрахунок магнітних характеристик, виконаний у циліндричній системі коордінат, засвідчив істотну неоднорідність компонент напруженості поля в площинах перерізу гідросепаратора при підсиленні всіх компонент в області збігання пластин.У дисертаційній роботі дане нове вирішення актуального наукового завдання, що полягає у розробці способів та засобів гідросепарації магнетитових залізорудних пульп шляхом використання просторово-розгалужених структур магнітних полів у робочому об?ємі гідросепараторів для організації процесів розділення та визначення закономірностей їх протікання.