50

1 Введение

1. Роль магнитных методов обогащения в промышленности страны

Магнитные методы обогащения органически связаны с горно-металлур-гической и рядом других отраслей промышленности. Магнитные процессы обогащения призваны подготавливать руды, обладающие магнитными свойствами, к дальнейшей переработке. Кроме того, данные методы широко используются при доводки (получение требуемого качества) концентратов руд редких металлов, при очистки от магнитных включений горно-химического сырья.

Магнитное обогащение получило применение и в углеобогатительной промышленности в качестве метода регенерации магнетитовых суспензий при тяжелосредном обогащении.

2. Характеристика объектов магнитного обогащения

Основным объектом магнитного обогащения является руда. Под рудой понимают природное минеральное сырье, содержащее какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях и видах, пригодных для промышленного использования.

Магнитному обогащению подвергаются руды, содержащие минералы, обладающие магнитными свойствами, достаточными для разделения сырья по данному признаку. Это руды, содержащие железо, марганец, хром и ряд других металлов.

Наибольший объем руд, обогащающихся магнитными методами, относится к железным рудам, составляющих основу металлургической промышленности страны.

К железным рудам относятся магнетитовые, гематитовые, сидеритовые и бурожелезняковые руды.

Магнетит (Fe₃O₄) – сильномагнитный минерал черного цвета, содержит 72.4 % железа, плотность 4.9 – 5.2 г/см³. Основное месторождение магнетитовых руд в Украине - Криворожский бассейн, где сосредоточены магнетитовые кварциты. Сопутствующие минералы – гематит, кремнезем, глинозем, пирит, ильменит (титаносодержащий минерал). Магнетитовые кварциты – основное сырье черной металлургии Украины.

При значительном содержании ильменита в магнетитовой руде последние называют титаномагнетитовые руды.

Гематит (Fe₂O₃) – слабомагнитный минерал красно-бурого цвета, содержит около 70 % железа. Попутно извлекается с магнетитовыми кварцитами в Кривбассе.

Сидерит (FeCO₃) – слабомагнитный минерал, содержит 48 % железа. Сидеритовые руды весьма ценны для металлургической промышленности, в Украине отсутствуют.

Бурый железняк (nFe₂O₃m) – слабомагнитный минерал, руды невысокого качества, промышленное использование незначительно.

Марганцевые руды относятся к слабомагнитным, состоят из смеси различных минералов: гаусманит (Mn₃O₄), пиролюзит (MnO₂), манганит (Mn₂O₃H₂O), браунит (Mn₂O₃) и др.

Марганцевые руды сосредоточены в Никопольском месторождении.

Хромовые руды состоят из хромистых железняков, содержащих Cr, Fe, O, а также Mg, Al. По физическим свойствам руды сходны с железными, но обладают меньшими магнитными свойствами.

3. Сущность магнитного обогащения

Магнитное обогащение основано на использовании различия магнитных свойств разделяемых минералов. Сущность метода заключается в воздействии на частицы руды магнитной и механических сил, в результате которого частицы с отличающимися магнитными свойствами приобретают различные траектории движения. Это позволяет магнитные частицы исходной руды концентрировать в отдельный магнитный продукт (чаще всего "концентрат"), а немагнитные – в немагнитную фракцию (отходы).

Магнитное обогащение осуществляется в магнитных сепараторах, в рабочей зоне которых создается неоднородное магнитное поле (Рис 1.1).

На схеме исходная руда питателем подается на наклонный лоток (например, вибрационный). Материал перемещается в рабочую зону сепаратора, где начинает действовать магнитное поле, образованное полюсами N и S. Магнитные частицы (черные) под действием магнитной силы притягиваются к рабочему органу сепаратора (валку) и выносятся им из зоны действия магнитного поля. Под действием механических сил (центробежная, сила тяжести) эти частицы сбрасываются с поверхности валка и собираются в приемнике концентрата (маг. фракция).

Немагнитные частицы не притягиваются к валку и транспортируются лотком в приемник немагнитной фракции.

Очевидно, что условием магнитного разделения является превосходство магнитной силы, действующей на магнитные частицы, над механическими, с другой стороны, на немагнитные частицы, действующие механические силы должны превосходить магнитную силу.