Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей
Викладено дослідження процесів технології фільтрації залізорудного концентрату з використанням магнітних полів. Магнітні поля було створено у дискових вакуум-фільтрах і гідросепараторах. Обладнання пройшло випробування і залучено до постійної експлуатації на збагачувальної фабриці ВАТ «Лебединський...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53659 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей / В.П. Надутый, В.В. Челышкина // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 199-205. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53659 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-536592025-02-09T22:20:28Z Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей Iron-one concentrat filtration with used of magnetic fields Надутый, В.П. Челышкина, В.В. Викладено дослідження процесів технології фільтрації залізорудного концентрату з використанням магнітних полів. Магнітні поля було створено у дискових вакуум-фільтрах і гідросепараторах. Обладнання пройшло випробування і залучено до постійної експлуатації на збагачувальної фабриці ВАТ «Лебединський ГЗК». Here are described the iron-ore concentrate filtration technology process with used magnetic fields. This fields was creating in dick vacuum filter and in hidroseparators . Equipments were tested and put into regular service at the ore-processing factory of joint stock company “Lebedinky Mininng & Dressing Plant”. 2012 Article Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей / В.П. Надутый, В.В. Челышкина // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 199-205. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53659 622.778-913.3:622.653.1 ru Геотехническая механика application/pdf Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Викладено дослідження процесів технології фільтрації залізорудного концентрату з використанням магнітних полів. Магнітні поля було створено у дискових вакуум-фільтрах і гідросепараторах. Обладнання пройшло випробування і залучено до постійної експлуатації на збагачувальної фабриці ВАТ «Лебединський ГЗК». |
| format |
Article |
| author |
Надутый, В.П. Челышкина, В.В. |
| spellingShingle |
Надутый, В.П. Челышкина, В.В. Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей Геотехническая механика |
| author_facet |
Надутый, В.П. Челышкина, В.В. |
| author_sort |
Надутый, В.П. |
| title |
Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей |
| title_short |
Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей |
| title_full |
Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей |
| title_fullStr |
Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей |
| title_full_unstemmed |
Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей |
| title_sort |
фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53659 |
| citation_txt |
Фильтрация железорудного концентрата с применением магнитных полей / В.П. Надутый, В.В. Челышкина // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 97. — С. 199-205. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT nadutyivp filʹtraciâželezorudnogokoncentratasprimeneniemmagnitnyhpolei AT čelyškinavv filʹtraciâželezorudnogokoncentratasprimeneniemmagnitnyhpolei AT nadutyivp irononeconcentratfiltrationwithusedofmagneticfields AT čelyškinavv irononeconcentratfiltrationwithusedofmagneticfields |
| first_indexed |
2025-12-01T09:48:48Z |
| last_indexed |
2025-12-01T09:48:48Z |
| _version_ |
1850298891267735552 |
| fulltext |
199
УДК 622.778-913.3:622.653.1
Д-р техн. наук В.П. Надутый,
канд. техн. наук В.В. Челышкина
(ИГТМ НАН Украины)
ФИЛЬТРАЦИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА
С ПРИМЕНЕНИЕМ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Викладено дослідження процесів технології фільтрації залізорудного концентрату з ви-
користанням магнітних полів. Магнітні поля було створено у дискових вакуум-фільтрах і гі-
дросепараторах. Обладнання пройшло випробування і залучено до постійної експлуатації на
збагачувальної фабриці ВАТ «Лебединський ГЗК».
IRON-ORE CONCENTRAT FILTRATION
WITH USED OF MAGNETIC FIELDS
Here are described the iron-ore concentrate filtration technology process with used magnetic
fields. This fields was creating in dick vacuum filter and in hidroseparators . Equipments were
tested and put into regular service at the ore-processing factory of joint stock company “Lebedinky
Mininng & Dressing Plant”.
Основная тенденция развития фильтровального оборудования состоит в
снижении энергоемкости процесса и влажности осадка (кека). Эти задачи ре-
шаются, в основном, путем совершенствования конструкции фильтров и разра-
ботки более эффективной технологии отвода фильтрата, способа отдувки и пр.
Большое внимание уделяется поиску новых фильтровальных материалов – син-
тетических тканей, пористых металлов (например, прессованного титана), ком-
позитов из асбеста, пористого стекла и др.
Наряду с этим ведутся работы по применению при фильтрации дополни-
тельных воздействий физических полей или химических реагентов. Результа-
том таких воздействий является структурирование частиц твердой фазы сус-
пензии. Полагается, что структурирование увеличивает толщину канальцев для
прохождения жидкости при отводе фильтрата, за счет чего возрастает скорость
фильтрации и снижается влажность осадка.
Однако дополнительные воздействия, например использование поверхност-
но-активных веществ, перегретого пара, газа-теплоносителя, акустических по-
лей, как правило, удорожают и без того не дешевый процесс фильтрации (око-
ло 40% всех затрат на обогащение). Исключением является использование при
фильтрации магнитных полей, создаваемых постоянными магнитами, которые
не влекут за собой дополнительных эксплуатационных затрат.
Известны работы по применению магнитных полей при сушке железоруд-
ного концентрата на конвейерной ленте и в лабораторных [1] и промышленных
[2] барабанных вакуум-фильтрах. Однако эти способы имеют низкую произво-
дительность. Так, при фильтрации железорудных концентратов барабанные
фильтры повсеместно были вытеснены дисковыми вакуум-фильтрами, которые,
при примерно тех же габаритах, имеют в несколько раз большую площадь
фильтрования. В литературе не выявлено информации по применению магнит-
ных полей в конструкции дисковых вакуум-фильтров. Этот вопрос изучался в
200
ИГТМ НАН Украины, где на базе существующих фильтров ДУ-100-2,5 была
разработана конструкция магнитного дискового вакуум-фильтра и на ОАО
«Лебединский ГОК» проведены его испытания.
Совершенствование процесса фильтрации включает не только модерниза-
цию самих фильтров, но и технологию в целом. Известно, что традиционная
технология фильтрации включает перечистку перелива вакуум-фильтров на
магнитных сепараторах или в дешламаторах. Продукт перечистки возвращают
в питание фильтров в виде циркулирующей нагрузки. Циркуляция может со-
ставлять около 140 % от исх., что ведет к повышению влажности кека. Для
снижения циркуляции нами предлагается модернизировать сопутствующее
оборудование, а именно, использовать явление магнитной флокуляции пульпы
не только в ваннах вакуум-фильтров, но и в рабочей зоне сгустителей (дешла-
маторов). Ниже мы приведем кратко основные результаты испытаний магнит-
ного дискового вакуум-фильтра и магнитного гидросепаратора (дешламатора)
на ОАО «Лебединский ГОК». Положительные результаты этих испытаний по-
зволили разработать новую технологию фильтрации для железорудных ГОКов.
Так, в статье приведен пример такой технологии для отделения фильтрации
ОАО «Северный ГОК».
На обогатительной фабрике ОАО «Лебединский ГОК» в цехе № 1 на 8
технологической секции в течение года испытывался магнитный вакуум-
фильтр № 8-99. Для его создания был разработан способ фильтрации (патент
UA № 56022) и простая конструкция магнитной системы, показанная на рис. 1.
Рис.1 – Пластина магнитной системы дискового вакуум-фильтра ДОО-100-2,5
Магнитная система состоит из металлических пластин (1), которые оклеены
с обеих сторон ферритобариевыми магнитами в виде прямоугольных плиток
(2). В одной магнитной системе 11 таких пластин, которые размещают между
12-ю дисками вакуум-фильтра над мешалкой. Пластины крепятся с одной сто-
роны непосредственно к карманам, с другой – на опоре, к днищу. Пульпа пере-
2
1
3
4
201
мешивается на этих пластинах лопастями мешалки (4). При этом на поверхнос-
ти фильтроткани диска (3) образуется слой кека. Предполагалось, что посколь-
ку в области формирования слоя кека действует магнитное поле, то за счет
флокуляции частиц и усиления вытеснения нерудной фракции изменятся качес-
твенные показатели продуктов фильтрации, и обезвоживание кека будет проис-
ходить более эффективно, чем на обычных вакуум-фильтрах.
Сравнение магнитного вакуум-фильтра с тем же фильтром до установки ма-
гнитных систем показало, что за счет магнитного поля влажность кека была
снижена в среднем на 0,4 % (табл. 1).
Таблица 1 – Средние показатели вакуум-фильтра № 8-99 до установки магнитной системы,
этого же фильтра с магнитной системой и обычных (соседних) фильтров № 8-98 и 8-97
Питание
Нагрузка
Тип
фильтра %
тв.
Плот-
ность
г/л
Сод.
кл.-
44*
10-6
м, %
Ско-
рость
диска,
об/
мин
Тол-
щина
кека,
10-3м
Влаж-
ность,
W,
%
Удель-
ная
произв.,
т/ч·м2
По твер-
дому,
т/ч
По
воде,
м3/ч
Без магнитов
фильтр № 8-99 49,9 1664 91,7 0,58 7,3 9,61 0,639 63,9 64,2
С магнитами
Фильтр № 8-99 50,0 1683 91,5 0,53 8,11 9,21 0,649 64,9 65,0
Обычные,
№ 8-98, 8-97 56,4 1841 89,5 0,67 6,30 9,05 0,649 64,9 50,1
Однако значение влажности на магнитном фильтре все же оставалось выше,
чем на соседних, обычных, фильтрах (на 0,2 %). Поэтому, а также учитывая вы-
сокую детерминацию показателя влаги, влияние магнитного поля на влажность
кека посчитали статистически незначительным.
Устойчивый результат сравнительных испытаний состоял в том, что уста-
новка магнитных систем на дисковом вакуум-фильтре позволяет примерно
вдвое увеличивать прирост содержания железа в кеке, то есть без дополнитель-
ных энергетических затрат получать концентрат богаче на 0,4÷0,6 %, вместо
обычных для фильтрации 0,2÷0,3 %, причем, содержание железа в переливе
фильтра снижается на 1,5÷2,0 % (рис. 2), что подтверждено «Актом промыш-
ленных испытаний…, ОАО «Лебединский ГОК»».
202
R2 = 0,63
R2 = 0,75
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
75 80 85 90 95 100
R2 = 0,73
R2 = 0,61
65
66
67
68
69
70
75 80 85 90 95 100
Рис. 2 – Показатели перелива (а) и кека (б) для магнитного (1)
и обычных (2) дисковых вакуум-фильтров
Указанные различия в содержании железа в переливе и кеке объясняются
влиянием магнитного поля, которое, по сути, обеспечивает дополнительное
обогащение в ванне фильтра: флокулирует тонкие частицы магнетита и удер-
живает их от выноса в перелив, тем самым обогащая кек.
Технологически перелив и фильтрат являются питанием дешламаторов (сгу-
стителей). Более бедный перелив, полученный на магнитном фильтре, естест-
венно, легче обогащается. Однако можно еще больше повысить эффективность
работы дешламаторов или сгустителей, если оснастить их магнитными систе-
мами.
Основанием для этого утверждения является опыт эксплуатации указанного
оборудования в цехе дообогащения концентрата ОАО «Лебединский ГОК», где
Fe
в
п
ер
ел
ив
е,
%
1
2
Ситовка по кл.-44мк, %
Fe
в
ке
ке
,%
2
1
Ситовка по кл.-44мк, %
а б
203
на сегодня все дешламаторы МД-9 оснащены магнитными системами и переве-
дены в МГС-9. Гидросепараторы МГС-9 работают на весьма тонком продукте –
96÷98 % кл.-44 мк. Они имеют выход хвостов ~ 1 %, прирост железа в операции
около 1 %. Эти показатели примерно соответствуют показателям работы деш-
ламаторов в существующих отделениях фильтрации. Это позволяет ожидать
примерно тех же результатов от использования МГС-9 при фильтрации, что и в
цехе дообогащения концентрата, где результат от использования МГС-9 вместо
МД-9 состоит в снижении содержания Fe в хвостах: общего на 3÷4 %, магнит-
ного – на 2÷3 %.
Учитывая результаты испытаний магнитного вакуум-фильтра и МГС-9, бы-
ла рассчитана новая технология для цеха фильтрации ОАО «Северный ГОК».
Новая технологическая схема (рис. 4) отличается от традиционной (рис. 3)
только тем, что в ваннах вакуум-фильтров установлены магнитные системы и
дешламаторы переоснащены в МГС – магнитные гидросепараторы.
Рис. 3 – Существующая технология фильтрации ОАО «Северный ГОК»
Сравнение показателей технологий рис. 3, 4 показывает следующее:
1) за счет использования вакуум-фильтров с магнитными системами:
- снижается содержание железа в переливе – на 2 %;
- повышается содержание железа в кеке: прирост на фильтрации вместо
204
0,08 % составляет 0,24 %.
2) за счет применения МГС-9 вместо МД-9:
- примерно вдвое увеличивается выход хвостов на дешламации;
- снижается содержание железа в хвостах дешламации: общего на 16,77–
12,5 = 4,25 %, магнитного – на 5,18 – 2,5 = 2,68 %;
- повышается качество песков дешламации: прирост железа в операции вме-
сто 0,2 % составляет 0,95 %;
- уменьшается количество песков дешламации (циркулирующая нагрузка) на
369,27 – 225,64 = 143,63 т/ч.
Рис. 4 – Новая технология цеха фильтрации ОАО «Северный ГОК»
Отметим, что установка магнитных систем из постоянных магнитов на обо-
рудовании цеха фильтрации – разовое мероприятие, которое не ведет к каким-
либо дополнительным энергетическим и эксплуатационным расходам по цеху.
Таким образом, без дополнительных затрат: 1) повышается качество концен-
трата (кека), то есть на фильтрации создается дополнительный резерв по каче-
ству; 2) уменьшается циркулирующая нагрузка на вакуум-фильтры, что позво-
205
ляет при сохранении примерно тех же удельных нагрузок уменьшить количест-
во работающего оборудования.
Так, для условий СевГОКа количество вакуум-фильтров составит 15, вме-
сто 17, дешламаторов – 3, вместо 5 (рис. 3, 4). За счет этого расход электроэнер-
гии по цеху фильтрации снизится примерно на 6,4 млн. кВт за год.
Выводы
Для повышения показателей фильтрации железорудного концентрата пред-
лагается оснастить действующие вакуум-фильтры и дешламаторы магнитными
системами из постоянных магнитов. Влияние магнитного поля на процессы
сгущения и фильтрации основано на флокуляции тонких магнетитовых частиц,
что ведет к увеличению скорости фильтрования и осаждения магнитной фрак-
ции.
Основанием для модернизации существующих фильтров и дешламаторов
являются положительные результаты испытаний на ОАО «Лебединский ГОК».
Модернизация дисковых вакуум-фильтров позволяет:
- снизить содержание железа в переливе вакуум-фильтров на 1,5÷2 %;
- без энергетических затрат повысить содержание железа в кеке, то есть ка-
чество концентрата. На магнитном фильтре, по сравнению с обычными, при-
рост содержания железа в кеке, по меньшей мере, вдвое выше.
Модернизация дешламаторов (или сгустителей) отделения фильтрации по-
зволяет:
- снизить содержание железа в отходах;
- примерно вдвое увеличить выход отвальных хвостов.
Последнее ведет к снижению величины циркулирующей нагрузки на ваку-
ум-фильтры. Это позволяет сократить количество работающего в цехе фильт-
рации оборудования и снизить расход электроэнергии, например, по СевГОКу
на 6,4 млн. кВт за год.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. The use of magnetic forces to enhance solid/liquid separation of magnetic pulps in a laboratory drum vacuum
filter / Watson J.L., Zhicheng Li.- Department of Metallurgical Engineering, University of Missouri-Rolla, USA.//
Minerals Engineering.- Volume 12, Issue 10.- October 1999.- Pages 1253-1262.
2. Підвищення ефективності зневоднення та розділення сипкої гірської маси при різних силових впливах
на основі виявлення закономірностей механізмів процесу: звіт з НДР (проміжний): 42-44 / ІГТМ НАНУ;
кер. Надутий В.П.; виконав.: Чолишкіна В.В. [та ін.]. - Дніпропетровськ, 2011, - 95 с. - Біблиогр.: с. 87. -
№ ДР 0108U001985.
206
УДК 622.775
Д-р техн. наук В.П. Надутый,
инж. П.В. Левченко,
канд. техн. наук Е.З. Маланчук
(ИГТМ НАН Украины)
МОДЕЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ
ИЗВЛЕЧЕНИЯ САМОРОДНОЙ МЕДИ ИЗ ПОРОД
БАЗАЛЬТОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕТОДОМ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ
Представлено результати моделювання експериментальних результатів з визначення за-
лежності вилучення самородної міді методом електричної сепарації із основних складових
базальтової сировини у вигляді регресійних рівнянь.
MODELLING REPRESENTATION OF DEPENDENCE
EXTRACTION NATIVE COPPER FROM BREEDS
BASALT DEPOSIT BY A METHOD
ELECTROSTATIC SEPARATION
Modelling representation the results of modeling of experimental results by definition of de-
pendence of extraction native copper by a method of electrical separation from the basic compo-
nents of basalt raw material as the regression equations are submitted.
Результаты исследований базальтовых месторождений Волыни показали их
богатый элементный состав, указывающий на необходимость комплексной без-
отходной переработки. Уникальность месторождения заключается в наличии
высокого содержания самородной меди. Основными составляющими месторо-
ждения являются непосредственно базальт и сопровождающие породы в виде
туфа и лавобрекчии. Если в настоящее время добытый базальт используют для
строительства, то туф и лавобрекчия складируются в отвалах. При этом все три
оставляющие имеют высокое содержание самородной меди, а отвалы по своим
объемам и содержанию представляют собой техногенные месторождения. Ис-
ходя из этих соображений, выполнен комплекс исследований по содержанию,
добыче, рудоподготовке и извлечению железосодержащих компонентов вместе
с титаном и марганцем (около 45÷47 %) и самородной меди (от 0,4 до 4,0 %).
Одной из возможных операций в технологической схеме извлечения меди явля-
ется электростатическая сепарация подготовленной горной массы.
Предварительные лабораторные исследования показали эффективность это-
го метода [1, 2], и возникла необходимость модельного представления экспе-
риментальных результатов для подбора параметров оборудования, разработки
технологии извлечения меди, как на проектном этапе, так и при создании уча-
стка переработки.
Целью работы является построение на основании экспериментальных дан-
ных идентификационных моделей зависимости производительности извлечения
меди из основных трех компонентов базальтового сырья от их крупности и на-
пряженности электростатического поля сепаратора.
Полученные ранее [3] экспериментальные результаты по извлечению меди
на электростатическом сепараторе представлены в табл. 1
|