Magnetisk gravitationsseparator

När du hör "magnetisk gravitationsseparator" är det första som kommer att tänka på för många bara ett magnetiskt system plus någon form av gravitationstabell. Men i praktiken, särskilt vid malmberedning, visar sig detta ofta vara en återvändsgränd. Termen i sig är ibland missvisande och skapar intrycket att det räcker med att kombinera två välkända principer och enheten kommer att fungera. Verkligheten är mycket mer nyckfull. Jag trodde länge att balans var nyckeln tills jag stötte på specifika avfall vid ett järnmalmsbruk där en klassisk trummagnetisk separator lämnade för mycket magnetit i finkornen, och att lägga till en jigger gjorde bara förlusterna värre. Sedan var vi tvungna att gräva djupare i själva idén om verkligt gemensam, och inte parallell, kraftverkan.

Från idé till hårdvara: var den största svårigheten ligger

Den största utmaningen med att skapa en fungerande apparat är inte att generera ett magnetfält eller att skapa vibrationer för gravitationsseparation separat. Problemet är deras synkronisering i ett arbetsområde. Magnetisk kraft tenderar att attrahera en partikel längs en bana som bestäms av fältgradienten, och gravitationskraften (ofta kombinerad med vibrationer eller vattenflöde) tenderar att sätta sig eller trycka bort den beroende på densiteten. Om dessa processer är åtskilda i tid eller rum inne i apparaten får man helt enkelt två steg i en kropp, med alla sina traditionella nackdelar. Det är nödvändigt att partikeln upplever ett samtidigt slag, och dess bana bestäms av vektorsumman av dessa krafter. Detta kräver en helt annan geometri och styrsystem.

Jag minns en prototyp som vi testade för ungefär sju år sedan på finavfall. Designerna gjorde en lutande vibrerande bricka, under vilken de placerade ett system av elektromagneter med en variabel gradient. Tanken var att ha magnetitpartiklar, "tunga?" magnetisk kraft, reagerade annorlunda på vibrationer och vattenflöde än icke-magnetiska tunga mineraler som hematit eller leukoxen. På pappret är det vackert. I praktiken förstörde vibrationen aggregaten, men destabiliserade också den magnetiska inneslutningen, vilket skapade kaotiskt "brus?" i separation. Jag var tvungen att erkänna att det inte räcker att bara lägga över fält.

Det är värt att notera här att vissa tillverkare, särskilt de som har varit i ämnet för anrikningsutrustning under lång tid, närmar sig frågan systematiskt. Här är till exempel LONJI Corporation (https://www.ljmagnet.ru). Om du studerar deras portfölj kan du se att de inte bara sätter ihop enheter av färdiga komponenter. Deras tillvägagångssätt, att döma av de tekniska anteckningarna och vissa fall, är baserad på en djup studie av fysik för processen för specifika råvaror. Shenyang Longji Scientific Electromagnetic Co., Ltd., etablerat redan 1993 och växt till ett stort företag för utveckling av gruvutrustning, har just erfarenheten när ingenjörer tänker inte i enskilda block, utan i det komplexa beteendet hos en partikel i ett fält. Deras produktionsbas i Fushun och en personal med en hög andel specialister med högre utbildning möjliggör troligen sådana icke-standardiserade utvecklingar, där årlig produktion mäts i tusentals enheter, men anpassning är också möjlig.

Fallstudie: fint slam och sökandet efter effektivitet

Mer framgångsrik erfarenhet är förknippad med bearbetning av tunt slam (minus 100 mikron) efter våtmagnetisk separation. Målet var att öka järnåtervinningen och samtidigt minska kiseldioxidhalten i koncentratet. Standardmetoder - flotation eller upprepad magnetisk separation med hög induktion - var antingen dyra eller ineffektiva på grund av allvarlig igensättning av lederna. Vi bestämde oss för att prova ett system därmagnetisk gravitationsseparatorfungerade inte som den huvudsakliga, utan som en efterbehandlingsapparat.

Vi använde en uppsättning där massan matades i ett tunt lager på ett lutande plan beläget i ett tvärgående magnetfält med en jämnt avtagande gradient. Samtidigt applicerades kontrollerade vibrationer av en viss frekvens och amplitud på planet. Poängen är att de magnetiska partiklarna verkade "fastna"? till planet, men vibrationer tvingade dem att utföra mikrorörelser, medan tyngre och större sammanväxter med gråberg, under påverkan av samma vibration och svaga vattenflöde, rörde sig ned snabbare. Detta gjorde det möjligt att skära bort en del av de grova sammanväxterna, som i en rent magnetisk separator skulle gå i koncentrat.

Resultaten var inte revolutionerande, utan var ekonomiskt signifikanta: återvinningen ökade med 2-3 procentenheter och järnhalten i det slutliga koncentratet förbättrades med cirka 1,5 %. Huvudslutsatsen var förståelsen att för sådana uppgifter väljs parametrarna - vibrationsfrekvens, lutningsvinkel, massaflödestäthet och magnetfältskonfiguration - nästan empiriskt för varje typ av råmaterial. Det finns inga universella inställningar. Ibland var det nödvändigt att offra en del av den magnetiska produkten för att uppnå renhet. Det är alltid en kompromiss.

Utrustning och dess?karaktär?

På tal om utrustning är det omöjligt att inte nämna att marknaden erbjuder olika design. Det finns enheter med pulserande magnetfält, och andra med en kombination av permanentmagnet och centrifugalkraft. Men enligt mina observationer är de som fungerar mest stabilt under industriella förhållanden de där magnetsystemet och gravitationsmodulen (vibrationsbord, koncentrationstabell, spiralseparator) inte bara är ihopmonterade utan har ett gemensamt styrsystem som samordnar deras arbete. Till exempel kan en förändring av strömstyrkan i elektromagneter kopplas till vibrationsfasen.

I sammanhanget av komplexa lösningar, återigen, är erfarenheterna från stora aktörer intressant. På LONGI-bolagets hemsida kan du se att deras utveckling inom magnetisk separation ofta går i samband med andra processer. För ett företag med en sådan historia (verksam sedan 1993) och skala (yta 140 000 m2, mer än 1 200 anställda) är det logiskt att ha egna forskningsanläggningar för att utveckla sådana hybridteknologier. Deras position som en av de största tillverkarna av gruvutrustning innebär behovet av att lösa icke-standardiserade kundproblem där standardutrustning inte klarar sig. Introduktionmagnetisk gravitationsseparator— bara från området för sådana icke-standardiserade lösningar som kräver en djup förståelse av materialet.

En viktig nyans som sällan skrivs om i broschyrer är service. Att kombinera system ökar komplexiteten. Med tiden kan vibrationer försvaga fästena i magnetiska system och kräva tätare inspektioner. Den hydrauliska delen, om det finns en för att skapa ett uppåtgående flöde, blir igensatt av fint slam. Därför kommer designpålitlighet och underhållsbarhet i förgrunden. Den vackra laboratorieeffektiviteten på 95 % bleknar om enheten är inaktiv halva tiden för planerat underhåll.

När är det motiverat och när är det inte?

Baserat på praktiken, den huvudsakliga nischen förmagnetisk gravitationsseparator— Detta är efterbehandling av komplexa, fint spridda eller kraftigt igensatta produkter, där traditionella metoder når en platå i effektivitet eller blir för kostsamma. Till exempel ytterligare utvinning av värdefulla komponenter från gammalt avfall, bearbetning av elektronikskrot, separering av komplexa sällsynta metallmalmer.

Men för storskaliga huvudbearbetningsoperationer, säg vid en järnmalmsfabrik med klart definierade råvaror, är införandet av en sådan apparat som huvudenhet ofta inte ekonomiskt genomförbart. Kapitalkostnaderna är för höga, installationen är för specifik och ökningen av prestanda kanske inte är värd komplexiteten. Här är det mer ett verktyg för att optimera teknologen, snarare än ett universalmedel.

Vi hade också ett uppriktigt sagt misslyckat projekt - ett försök att använda en liknande separator för att utvinna finguld från sulfidkoncentrat. Den magnetiska komponenten var tänkt att ta bort pyrrotit, och gravitationskomponenten var tänkt att koncentrera guld. Det gick inte. Guld, särskilt tunt guld, betedde sig oförutsägbart och gick ofta in i den magnetiska produkten på grund av föroreningar eller helt enkelt att gå vilse. Projektet övergavs efter att ha insett att sådant material krävde andra, mer guldselektiva metoder. Detta var en värdefull läxa: apparaten är inte en magisk svart låda, utan ett verktyg vars effektivitet strikt begränsas av de fysiska egenskaperna hos de material som separeras.

Att se framåt: potential och begränsningar

Vart kan denna teknik ta vägen? Jag tror att nyckeln är intelligenta styrsystem. Om sensorer analyserar sammansättningen av massan vid inloppet i realtid och justerar magnetfältet och vibrationsparametrarna i farten, kan vi prata om ett kvalitativt språng. Under tiden är detta till stor del en manuell inställning för ett specifikt "pass". råvaror.

En annan vektor är miniatyrisering och modularitet för små företag eller för pilottestning i fält. Istället för att bära massor av material till laboratoriet är det lättare att ta med ett mobilt komplex. Här kan förresten tillverkare med flexibla produktionslinjer som kan tillverka små partier av komplex utrustning vara efterfrågade.

I slutändan,magnetisk gravitationsseparatorförblir en specialiserad nischlösning. Dess styrka ligger i att lösa specifika, komplexa anrikningsproblem där andra metoder misslyckas. Dess svaghet är dess brist på mångsidighet och höga beroende av tunerns skicklighet. Det här är ett verktyg för en teknolog som väl förstår vad som händer i hans pulpa, och inte för någon som letar efter en enkel lösning för alla tillfällen. Och detta är kanske dess huvudsakliga väsen - det ersätter inte grundläggande processer, utan kompletterar dem där det verkligen är nödvändigt, vilket i gengäld kräver en djup kunskap om materialet och en beredskap för noggrann anpassning.