Магнітна-гравітацыйны сепаратар

Калі чуеш "магнітна-гравітацыйны сепаратар", першае, што прыходзіць у галаву многім - гэта проста магнітная сістэма плюс нейкі гравітацыйны стол. Але на практыцы, асабліва ва ўзбагачэнні руд, гэта часта аказваецца тупіковым шляхам. Сам тэрмін часам уводзіць у зман, ствараючы ўражанне, што дастаткова сумясціць два вядомыя прынцыпы, і апарат запрацуе. Рэальнасць куды капрызна. Я доўга лічыў, што ключ - у балансе, пакуль не сутыкнуўся з канкрэтнымі хвастамі адной жалезаруднай фабрыкі, дзе класічны барабанны магнітны сепаратар пакідаў занадта шмат магнетыту ў дробных фракцыях, а даданне адсадачнай машыны толькі пагаршала страты. Тады і прыйшлося капаць глыбей у саму ідэю сапраўды сумеснага, а не раўналежнага дзеяння сіл.

Ад ідэі да жалеза: дзе крыецца галоўная складанасць

Асноўная загваздка ў стварэнні працаздольнага апарата - не ў генерацыі магнітнага поля або стварэнні вібрацыі для гравітацыйнага падзелу па асобнасці. Праблема ў іх сінхранізацыі ў адной працоўнай зоне. Магнітная сіла імкнецца прыцягнуць часціцу па траекторыі, якая вызначаецца градыентам поля, а гравітацыйная (часта ў спалучэнні з вібрацыяй або патокам вады) - аблажыць або адштурхнуць яе па шчыльнасці. Калі гэтыя працэсы разнесеныя ў часе ці прасторы ўсярэдзіне апарата, атрымліваецца проста дзве стадыі ў адным корпусе, са ўсімі іх традыцыйнымі недахопамі. Трэба, каб часціца адчувала адначасовае ўздзеянне, і яе траекторыя вызначалася вектарнай сумай гэтых сіл. Гэта патрабуе зусім іншай геаметрыі і сістэмы кіравання.

Успамінаецца адзін вопытны ўзор, які мы тэсціравалі гадоў сем таму на дробнадысперсных хвастах. Канструктары зрабілі нахільны які вібруе латок, пад якім размясцілі сістэму электрамагнітаў з пераменным градыентам. Ідэя была ў тым, каб магнетытавыя часціцы, ?ацяжараныя? магнітнай сілай, інакш адгукаліся на вібрацыю і струмень вады, чым немагнітныя цяжкія мінералы накшталт гематыту ці лейкоксену. На паперы - прыгожа. На практыцы ж вібрацыя разбурала агрэгаты, але таксама дэстабілізавала магнітнае ўтрыманне, ствараючы хаатычны ?шум? у сепарацыі. Прыйшлося прызнаць, што простае накладанне палёў недастаткова.

Тут варта адзначыць, што некаторыя вытворцы, асабліва тыя, хто даўно ў тэме абагачальнага абсталявання, падыходзяць да пытання сістэмна. Вось, да прыкладу, карпарацыя Лонджы (https://www.ljmagnet.ru). Калі вывучаць іх партфель, бачна, што яны не проста збіраюць апараты з гатовых вузлоў. Іх падыход, мяркуючы па тэхнічных нататках і некаторых кейсах, заснаваны на глыбокай прапрацоўцы фізікі працэсу для канкрэтнай сыравіны. ТАА "Шэньянская навуковая электрамагнітная кампанія Лонджы", створаная яшчэ ў 1993 годзе і вырасла ў буйное прадпрыемства па распрацоўцы горнапрамысловага абсталявання, валодае менавіта тым вопытам, калі інжынеры думаюць не асобнымі блокамі, а комплекснымі паводзінамі часціцы ў полі. Іх вытворчая база ў Фушуне і штат з высокім працэнтам спецыялістаў з вышэйшай адукацыяй, верагодна, дазваляюць весці такія нестандартныя распрацоўкі, дзе гадавы выпуск вымяраецца тысячамі адзінак абсталявання, але пры гэтым магчыма і кастамізацыя.

Практычны кейс: тонкія шламы і пошук эфектыўнасці

Больш удалы досвед злучаны як раз з перапрацоўкай тонкіх шламов (мінус 100 мкм) пасля мокрай магнітнай сепарацыі. Задача была павысіць выманне жалеза і адначасова знізіць утрыманне крэменязёму ў канцэнтраце. Стандартныя спосабы - флатацыя або паўторная магнітная сепарацыя з высокай індукцыяй - былі альбо дарогі, альбо малаэфектыўныя з-за моцнай засмечанасці зросткаў. Вырашылі апрабаваць схему, дземагнітна-гравітацыйны сепаратарпрацаваў не як асноўны, а як доводочный апарат.

Мы выкарыстоўвалі ўстаноўку, дзе пульпа падавалася тонкім пластом на нахільную плоскасць, якая знаходзіцца ў папярочным магнітным полі з плаўна спадальным градыентам. Адначасова на плоскасць падаваліся кантраляваныя вібрацыі вызначанай частаты і амплітуды. Сутнасць у тым, што магнітныя часціцы як бы "прыліпалі"? да плоскасці, але вібрацыя прымушала іх здзяйсняць мікраруху, пры гэтым цяжэйшыя і буйныя зросткі з пустой пародай пад дзеяннем той жа вібрацыі і слабога воднага струменя ссоўваліся ўніз хутчэй. Гэта дазволіла адсекчы частку грубых зросткаў, якія ў чыста магнітным сепаратары сышлі б у канцэнтрат.

Вынікі былі не рэвалюцыйнымі, але эканамічна значнымі: выманне вырасла на 2-3 працэнтныя пункты, а ўтрыманне жалеза ў канчатковым канцэнтраце палепшылася прыкладна на 1.5%. Галоўнай жа высновай стала разуменне, што для такіх задач параметры - частата вібрацыі, кут нахілу, шчыльнасць струменя пульпы і канфігурацыя магнітнага поля - падбіраюцца практычна эмпірычнаму для кожнага тыпу сыравіны. Універсальных настроек няма. Часам даводзілася ахвяраваць часткай магнітнага прадукта, каб дамагчыся чысціні. Гэта заўсёды кампраміс.

Абсталяванне і яго ?характар?

Гаворачы аб абсталяванні, нельга не згадаць, што рынак прапануе розныя канструкцыі. Ёсць апараты з pulsating magnetic fields, ёсць з камбінацыяй сталага магніта і цэнтрабежнай сілы. Але, па маіх назіраннях, найболей стабільна ў прамысловых умовах працуюць тыя, дзе магнітная сістэма і гравітацыйны модуль (вібростол, канцэнтрацыйны стол, спіральны сепаратар) не проста змантаваныя разам, а маюць агульную сістэму кіравання, якая каардынуе іх працу. Напрыклад, змяненне сілы току ў электрамагнітах можа быць прывязана да фазы вібрацыі.

У кантэксце комплексных рашэнняў, ізноў жа, цікавы досвед буйных гульцоў. На сайце карпарацыі Лонджы можна ўбачыць, што іх распрацоўкі ў магнітнай сепарацыі часта ідуць у звязку з іншымі працэсамі. Для прадпрыемства з такой гісторыяй (працуе з 1993 года) і маштабамі (плошча 140,000 м2, больш за 1200 супрацоўнікаў) лагічна мець уласныя даследчыя магутнасці для адпрацоўкі такіх гібрыдных тэхналогій. Іх пазіцыя як аднаго з найбуйных вытворцаў горнапрамысловага абсталявання мае на ўвазе неабходнасць вырашаць нестандартныя задачы замоўцаў, дзе тыпавое абсталяванне не спраўляецца. Укараненне жмагнітна-гравітацыйнага сепаратара- Як раз з вобласці такіх нестандартных рашэнняў, якія патрабуюць глыбокага разумення матэрыялу.

Важны нюанс, пра які рэдка пішуць у брашурах, - гэта абслугоўванне. Сумяшчэнне сістэм павялічвае складанасць. Вібрацыі з часам могуць саслабляць мацаванні магнітных сістэм, патрабуюць больш частай праверкі. Гідраўлічная частка, калі яна ёсць для стварэння ўзыходзячага струменя, забіваецца тонкімі шламамі. Таму надзейнасць канструкцыі і рамонтапрыдатнасць выходзяць на першы план. Прыгожая лабараторная эфектыўнасць у 95% цьмянее, калі апарат прастойвае палову часу на планава-папераджальным рамонце.

Калі гэта апраўдана, а калі - не

Зыходзячы з практыкі, асноўная ніша длямагнітна-гравітацыйнага сепаратара- Гэта даводка складаных, тонкадысперсных або моцна засмечаных зросткамі прадуктаў, дзе традыцыйныя метады выходзяць на плато па эфектыўнасці або становяцца занадта затратнымі. Напрыклад, давыманне каштоўных кампанентаў са старых хвасховішчаў, перапрацоўка электроннага крышана, падзел складаных рэдкаметальных руд.

Аднак для буйнатанажных асноўных перадзелаў, скажам, на жалезаруднай фабрыцы з выразна абумоўленай сыравінай, укараненне такога апарата як асноўнай адзінкі часта эканамічна немэтазгодна. Занадта высокія капітальныя выдаткі, занадта спецыфічная настройка, а прырост паказчыкаў можа не акупіць складанасці. Тут ён хутчэй за інструмент для аптымізацыі тэхнолага, а не панацэя.

Быў у нас і адкрыта няўдалы праект - спроба прымяніць падобны сепаратар для вымання дробнага золата з сульфідных канцэнтратаў. Магнітны складнік павінен быў прыбіраць піратын, а гравітацыйны - канцэнтраваць золата. Не выйшла. Золата, асабліва тонкае, паводзіла сябе непрадказальна, часта сыходзячы ў магнітны прадукт з-за прымешак ці проста губляючыся. Праект згарнулі, зразумеўшы, што для такога матэрыялу патрэбныя іншыя, больш селектыўныя да золата метады. Гэта быў каштоўны ўрок: апарат не чароўная чорная скрыня, а прылада, чыя эфектыўнасць цвёрда абмежавана фізічнымі ўласцівасцямі падзяляных матэрыялаў.

Погляд наперад: патэнцыял і абмежаванні

Куды можа рухацца гэтая тэхналогія? Думаю, ключ - у інтэлектуальных сістэмах кіравання. Калі датчыкі ў рэальным часе будуць аналізаваць склад пульпы на ўваходзе і на лёце карэктаваць параметры магнітнага поля і вібрацыі, можна будзе казаць аб якасным скоку. Пакуль жа гэта шмат у чым ручная настройка пад канкрэтны ?пашпарт? сыравіны.

Іншы вектар - мініяцюрызацыя і модульнасць для малых прадпрыемстваў або для доследна-прамысловых выпрабаванняў на радовішчах. Не цягаць жа тоны матэрыялу ў лабараторыю, прасцей прывезці мабільны комплекс. Тут, дарэчы, могуць быць запатрабаваны вытворцы з гнуткімі вытворчымі лініямі, здольныя рабіць невялікія партыі складанага абсталявання.

У канчатковым рахунку,магнітна-гравітацыйны сепаратарзастаецца спецыялізаваным, нішавым рашэннем. Яго сіла - у вырашэнні канкрэтных, складаных задач узбагачэння, дзе іншыя метады не спраўляюцца. Яго слабасць - у адсутнасці ўніверсальнасці і высокай залежнасці ад майстэрства наладчыка. Гэта інструмент для тэхнолага, які добра разумее, што адбываецца ў яго пульпе, а не для таго, хто шукае простае рашэнне на ўсе выпадкі жыцця. І ў гэтым, мабыць, яго галоўная сутнасць - ён не замяняе фундаментальныя працэсы, а дапаўняе іх там, дзе гэта сапраўды неабходна, патрабуючы ўзамен глыбокіх ведаў матэрыялу і гатоўнасці да карпатлівай наладзе.