Magnetische zwaartekrachtscheider

Als je 'magnetisch-zwaartekrachtscheider' hoort, is het eerste dat bij velen opkomt slechts een magnetisch systeem plus een soort zwaartekrachttafel. Maar in de praktijk blijkt dit, vooral bij de ertsdressing, vaak een doodlopende weg te zijn. De term zelf is soms misleidend, waardoor de indruk ontstaat dat het voldoende is om twee bekende principes te combineren en het apparaat zal werken. De werkelijkheid is veel grilliger. Ik heb lang geloofd dat evenwicht de sleutel was, totdat ik specifieke residuen tegenkwam bij een ijzerertsfabriek waar een klassieke magnetische trommelscheider te veel magnetiet in de fijne deeltjes achterliet, en het toevoegen van een jigger maakte de verliezen alleen maar groter. Vervolgens moesten we dieper ingaan op het idee van een werkelijk gezamenlijke, en niet parallelle, werking van krachten.

Van idee tot hardware: waar ligt de grootste moeilijkheid

De belangrijkste uitdaging bij het creëren van een werkbaar apparaat ligt niet in het genereren van een magnetisch veld of het afzonderlijk creëren van trillingen voor zwaartekrachtscheiding. Het probleem is hun synchronisatie in één werkgebied. Magnetische kracht heeft de neiging een deeltje aan te trekken langs een traject dat wordt bepaald door de veldgradiënt, en zwaartekracht (vaak gecombineerd met trillingen of waterstroming) heeft de neiging het deeltje te bezinken of weg te duwen, afhankelijk van de dichtheid. Als deze processen binnen het apparaat in tijd of ruimte gescheiden zijn, krijg je eenvoudigweg twee fasen in één lichaam, met alle traditionele nadelen van dien. Het is noodzakelijk dat het deeltje een gelijktijdige impact ervaart, en zijn traject wordt bepaald door de vectorsom van deze krachten. Dit vereist een compleet andere geometrie en besturingssysteem.

Ik herinner me een prototype dat we ongeveer zeven jaar geleden testten op fijne residuen. De ontwerpers maakten een schuine trilbak, waaronder ze een systeem van elektromagneten met een variabele gradiënt plaatsten. Het idee was om magnetietdeeltjes te hebben, “zwaar?” magnetische kracht, reageerde anders op trillingen en waterstroming dan niet-magnetische zware mineralen zoals hematiet of leukoxeen. Op papier is het prachtig. In de praktijk vernietigde de trilling de aggregaten, maar destabiliseerde ook de magnetische opsluiting, waardoor chaotische ‘ruis’ ontstond. in scheiding. Ik moest toegeven dat het simpelweg overlappen van velden niet voldoende is.

Het is de moeite waard om hier op te merken dat sommige fabrikanten, vooral degenen die zich al lang bezighouden met verrijkingsapparatuur, de kwestie systematisch benaderen. Hier is bijvoorbeeld het bedrijf LONJI (https://www.ljmagnet.ru). Als je hun portfolio bestudeert, zie je dat ze niet alleen apparaten uit kant-en-klare componenten samenstellen. Hun aanpak is, afgaande op de technische aantekeningen en enkele cases, gebaseerd op een diepgaande studie van de fysica van het proces voor specifieke grondstoffen. Shenyang Longji Scientific Electromagnetic Co., Ltd., opgericht in 1993 en uitgegroeid tot een grote onderneming voor de ontwikkeling van mijnbouwapparatuur, heeft precies de ervaring wanneer ingenieurs niet in individuele blokken denken, maar in het complexe gedrag van een deeltje in een veld. Hun productiebasis in Fushun en een staf met een hoog percentage specialisten met een hogere opleiding maken waarschijnlijk dergelijke niet-standaard ontwikkelingen mogelijk, waarbij de jaarlijkse productie wordt gemeten in duizenden eenheden apparatuur, maar maatwerk ook mogelijk is.

Case study: fijnslib en de zoektocht naar efficiëntie

Meer succesvolle ervaring wordt geassocieerd met de verwerking van dun slib (minus 100 micron) na natte magnetische scheiding. Het doel was om de ijzerterugwinning te vergroten en tegelijkertijd het silicagehalte in het concentraat te verlagen. Standaardmethoden - flotatie of herhaalde magnetische scheiding met hoge inductie - waren duur of ineffectief vanwege ernstige verstopping van de verbindingen. We besloten een schema te proberen waarbijmagnetische zwaartekrachtscheiderwerkte niet als de belangrijkste, maar als een afwerkingsapparaat.

We gebruikten een opstelling waarbij de pulp in een dunne laag op een hellend vlak werd gevoerd dat zich in een transversaal magnetisch veld bevond met een geleidelijk afnemende gradiënt. Tegelijkertijd werden gecontroleerde trillingen met een bepaalde frequentie en amplitude op het vlak toegepast. Het punt is dat de magnetische deeltjes leken te blijven “plakken”? naar het vlak, maar trillingen dwongen hen om microbewegingen uit te voeren, terwijl zwaardere en grotere vergroeiingen met afvalgesteente, onder invloed van dezelfde trillingen en zwakke waterstroom, sneller naar beneden bewogen. Dit maakte het mogelijk om een ​​deel van de grove vergroeiingen af ​​te snijden, die bij een puur magnetische scheider in concentraat zouden terechtkomen.

De resultaten waren niet revolutionair, maar wel van economisch belang: de terugwinning nam met 2-3 procentpunten toe en het ijzergehalte van het uiteindelijke concentraat verbeterde met ongeveer 1,5%. De belangrijkste conclusie was het inzicht dat voor dergelijke taken de parameters - trillingsfrequentie, hellingshoek, pulpstroomdichtheid en magnetische veldconfiguratie - vrijwel empirisch worden geselecteerd voor elk type grondstof. Er zijn geen universele instellingen. Soms was het nodig om een ​​deel van het magnetische product op te offeren om zuiverheid te bereiken. Het is altijd een compromis.

Uitrusting en zijn ?karakter?

Over apparatuur gesproken, het is onmogelijk om niet te vermelden dat de markt verschillende ontwerpen biedt. Er zijn apparaten met pulserende magnetische velden, en andere met een combinatie van een permanente magneet en middelpuntvliedende kracht. Maar volgens mijn waarnemingen zijn degenen die het meest stabiel werken in industriële omstandigheden die waarbij het magnetische systeem en de zwaartekrachtmodule (triltafel, concentratietafel, spiraalscheider) niet alleen aan elkaar zijn gemonteerd, maar een gemeenschappelijk besturingssysteem hebben dat hun werk coördineert. Een verandering in de stroomsterkte in elektromagneten kan bijvoorbeeld verband houden met de trillingsfase.

Ook in de context van complexe oplossingen is de ervaring van grote spelers interessant. Op de website van het bedrijf LONGI kun je zien dat hun ontwikkelingen op het gebied van magnetische scheiding vaak samengaan met andere processen. Voor een onderneming met een dergelijke historie (actief sinds 1993) en omvang (oppervlakte 140.000 m2, ruim 1.200 medewerkers) is het logisch om over eigen onderzoeksfaciliteiten te beschikken om dergelijke hybride technologieën te ontwikkelen. Hun positie als een van de grootste fabrikanten van mijnbouwapparatuur impliceert de noodzaak om niet-standaard klantproblemen op te lossen waar standaardapparatuur niet mee om kan gaan. Introductiemagnetische zwaartekrachtscheider– alleen maar op het gebied van dergelijke niet-standaardoplossingen die een diep begrip van het materiaal vereisen.

Een belangrijke nuance waarover zelden in brochures wordt geschreven, is service. Het combineren van systemen verhoogt de complexiteit. Trillingen kunnen na verloop van tijd de bevestigingen van magnetische systemen verzwakken en vereisen een frequentere inspectie. Het hydraulische gedeelte, als er al een is dat een opwaartse stroming creëert, raakt verstopt met fijn slib. Daarom komen ontwerpbetrouwbaarheid en onderhoudbaarheid naar voren. De prachtige laboratoriumefficiëntie van 95% vervaagt als het apparaat de helft van de tijd inactief is voor gepland onderhoud.

Wanneer is het gerechtvaardigd en wanneer niet?

Gebaseerd op de praktijk, de belangrijkste niche voormagnetische zwaartekrachtscheider— dit is de afwerking van complexe, fijn verspreide of sterk verstopte producten, waarbij traditionele methoden een plateau in efficiëntie bereiken of te duur worden. Bijvoorbeeld extra extractie van waardevolle componenten uit oude residuen, verwerking van elektronisch schroot, scheiding van complexe ertsen van zeldzame metalen.

Voor grootschalige hoofdbewerkingen, bijvoorbeeld in een ijzerertsfabriek met duidelijk gedefinieerde grondstoffen, is de introductie van een dergelijke inrichting als hoofdeenheid echter economisch vaak niet haalbaar. De kapitaalkosten zijn te hoog, de opzet is te specifiek en de prestatieverbetering is de complexiteit misschien niet waard. Hier is het eerder een hulpmiddel voor het optimaliseren van de technoloog dan een wondermiddel.

We hadden ook een ronduit onsuccesvol project: een poging om een ​​soortgelijke scheider te gebruiken om fijn goud uit sulfideconcentraten te extraheren. De magnetische component zou pyrrhotiet verwijderen, en de zwaartekrachtcomponent zou goud concentreren. Het lukte niet. Goud, vooral dun goud, gedroeg zich onvoorspelbaar en ging vaak in het magnetische product terecht vanwege onzuiverheden of ging simpelweg verloren. Het project werd stopgezet nadat men zich realiseerde dat dergelijk materiaal andere, meer goudselectieve methoden vereiste. Dit was een waardevolle les: het apparaat is geen magische zwarte doos, maar een hulpmiddel waarvan de effectiviteit strikt wordt beperkt door de fysieke eigenschappen van de materialen die worden gescheiden.

Vooruitkijken: potentieel en beperkingen

Waar zou deze technologie naartoe kunnen gaan? Ik denk dat de sleutel intelligente besturingssystemen zijn. Als sensoren de samenstelling van de inlaatpulp in realtime analyseren en de magnetische veld- en trillingsparameters ter plekke aanpassen, kunnen we spreken van een kwalitatieve sprong. In de tussentijd is dit grotendeels een handmatige configuratie voor een specifiek ‘paspoort’. grondstoffen.

Een andere vector is miniaturisatie en modulariteit voor kleine ondernemingen of voor pilottests in het veld. In plaats van tonnen materiaal naar het laboratorium te vervoeren, is het gemakkelijker om een ​​mobiel complex mee te nemen. Hier kan trouwens vraag zijn naar fabrikanten met flexibele productielijnen die kleine batches van complexe apparatuur kunnen maken.

Uiteindelijk,magnetische zwaartekrachtscheiderblijft een gespecialiseerde, niche-oplossing. De kracht ligt in het oplossen van specifieke, complexe verrijkingsproblemen waar andere methoden falen. De zwakte is het gebrek aan veelzijdigheid en de grote afhankelijkheid van de vaardigheid van de tuner. Dit is een hulpmiddel voor een technoloog die goed begrijpt wat er in zijn pulp gebeurt, en niet voor iemand die op zoek is naar een eenvoudige oplossing voor alle gelegenheden. En dit is misschien wel de belangrijkste essentie ervan: het vervangt geen fundamentele processen, maar vult ze aan waar het echt nodig is, en vereist in ruil daarvoor een diepgaande kennis van het materiaal en de bereidheid tot nauwgezet maatwerk.