Магнитные методы обогащения

Магнитные методы обогащения основаны на различиях в магнитных свойствах разделяемых минералов. Их широко применяют при обогащении руд черных металлов, доводке концентратов редких и цветных металлов, регенерации сильномагнитных утяжелителей, удалении железистых примесей.

Основной силовой характеристикой магнитного поля является напряженность. Напряженностью Н магнитного поля называется сила, с которой поле воздействует на единицу положительной магнитной массы, помещенной в данной точке поля. Единицей напряженности в СИ является ампер на метр (А/м), в системе СГСМ - эрстед (Э).

Магнитные свойства минералов характеризуются удельной магнитной восприимчивостью χ, которую измеряют в кубических сантиметрах на грамм. По ее значению все природные минералы разделены на три группы: сильномагнитные, слабомагнитные и немагнитные.

К сильномагнитным, или ферромагнитным, относятся в основном железосодержащие минералы (магнетит, пирротин и др.) с удельной магнитной восприимчивостью не менее 3 ∙ 10^-3 см³/г, извлекаемые на сепараторах со слабым полем напряженностью Н < 1500 Э (до 120 кА/м).

К слабомагнитным относится большая группа минералов (например, гематит, ильменит, гранат) с меньшей удельной магнитной восприимчивостью: от 3 ∙ 10^-3 до 15 ∙ 10^-6 см³/г. Извлечение этих минералов при магнитном обогащении производится на сепараторах с сильным полем напряженностью 10000-20000 Э (от 800 до 1600 кА/м).

К немагнитным относятся минералы (кварц, апатит и др.), обладающие удельной магнитной восприимчивостью менее 15 ∙ 10^-6 см³/г и не извлекаемые методами магнитной сепарации на современных сепараторах с полем напряженностью до 20000 Э.

Сила, действующая на частицу в магнитном поле, определяется выражением

F = c H grad HM,

где М - масса частицы, г.

Чем выше удельная магнитная восприимчивость, тем при прочих равных условиях с большей силой магнитное поле воздействует на минеральное зерно. Минеральные зерна, для которых магнитная сила больше суммы противодействующих механических сил (тяжести, инерции, центробежной, сопротивления среды и т.д.), будут притягиваться к полюсам магнитной системы сепаратора и извлекаться в магнитный продукт. Минеральные зерна с низкой магнитной восприимчивостью практически не меняют намагниченности, не взаимодействуют с внешним магнитным полем и движутся в магнитном поле по траектории, зависящей от воздействия только механических сил. Эти минеральные зерна выделяются в немагнитный продукт.

В зависимости от типа устройства для транспортирования магнитного продукта из зоны действия магнитной силы различают барабанные, валковые, роликовые, дисковые, ленточные, шкивные и другие сепараторы. В свою очередь, барабанные, валковые, роликовые и ленточные сепараторы бывают с верхней и нижней подачей обогащаемого материала. Такие сепараторы можно использовать для сухой и мокрой сепарации. Барабанные, валковые, шкивные и ленточные сепараторы предусмотрены для обогащения сильномагнитных руд, роликовые, валковые и дисковые - для слабомагнитных руд.

Рис.I.17. Магнитный сепаратор 1 – вращающийся барабан; 2 – магнитная система; 3 – бункер исходного питания; 4 – немагнитная фракция, 5 – магнитная фракция

Для обогащения полезных ископаемых крупностью от 3 до 100 мм применяется сухая магнитная сепарация, мельче 3(6) мм - обычно мокрая.

барабанные сепараторы для мокрой сепарации в зависимости от направления движения потока пульпы в ванне и вращения барабана бывают прямоточными, противоточными и полупротивоточными (рис.I.17). Для материала крупностью до 6 мм предназначены сепараторы с прямоточной ванной; для мелкозернистого материала крупностью 2-3 мм и менее - сепараторы с противоточной ванной и для тонкозернистого материала крупностью не более 0,5 мм – сепараторы с полупротивоточной ванной. Часто комплектуют по три-четыре барабана в одном агрегате.

Схемы магнитного обогащения полезных ископаемых характеризуются большим разнообразием, обусловленным особенностями физико-химических свойств обогащаемых полезных ископаемых.