Магнитный анализ обогатимости полезных ископаемых

23.09.2020

Магнитный анализ кусковых сильномагнитных руд, дробленых до -50 мм (но >1 мм), проводят для выявления целесообразности применения сухого магнитного обогащения, а также определения минимального возможного содержания металла в хвостах и возможности получения сухого концентрата.

Отбор пробы для анализа производится в процессе подготовки технологической пробы к испытаниям. Масса пробы определяется крупностью материала. Например, для класса -50 мм минимальная масса составляет 300 кг; для материала крупностью -3 мм достаточна проба массой 0,9 кг (по формуле Чечотга 0,1х3в2 = 0,9 кг).

Выполняют анализ в два этапа. На первом этапе проводят сухое магнитное обогащение на барабанном сепараторе, например ПБСЛ-УМ-1234, с выделением хвостов и магнитного продукта (рис. 4.47).

Исходную руду крупностью -50+1 мм (что соответствует материалу, полученному после среднего дробления) подвергают грохочению на узкие классы. Каждый класс обогащают на сепараторе ПБСЛ с верхней подачей материала на барабан ленточным питателем в один слой. При этом частота вращения барабана составляет 34 мин-1, положение разделяющего шибера — вертикальное, напряженность магнитного поля на поверхности барабана — 103,5 кА/м. Для магнитного анализа также используют электромагнитный сепаратор с верхним питанием 171—СЭ. Материал подается в один слой, при этом частота вращения барабана принимается равной 25 мин-1, положение разделяющего шибера — вертикальное, напряженность поля на поверхности барабана 110 кА/м.

На втором этапе выполняют магнитный анализ хвостов сухого магнитного обогащения каждого класса руды с помощью ручного магнита, собранного из стандартных керамических плиток, или ручного магнита ЧРМ при напряженности поля 114 кА/м.

Продукты магнитного обогащения взвешивают с погрешностью ±0,100 г, истирают до крупности -0,1 мм и подвергают элементному анализу для определения содержания общего железа.

В немагнитных продуктах с помощью фазового анализа также определяют формы нахождения железа. Погрешность эксперимента по указанному методу магнитного анализа не должна превышать 5 %.

Мелкие сильномагнитные руды (крупностью < 1 мм) подвергают сухому или мокрому анализу.

Этот анализ выполняется для оценки обогатимости исследуемой пробы и определения точности разделения операцией обогащения. Сущность метода заключается во фракционном анализе исходного материала и продуктов обогащения с получением максимально возможных технологических показателей. Фракционный магнитный анализ позволяет получить количественную характеристику распределения материала по фракциям различной удельной магнитной восприимчивости. Схема подготовки проб для анализа приведена на рис. 4.48.

От каждого измельченного продукта методом квадратования отбирают две навески. Одна из них предназначена для магнитного анализа, а другая — для определения содержания общего железа. Оставшуюся часть продуктов сохраняют на случай повторных определений. Масса навески для магнитного анализа зависит от содержаний магнетитового и общего железа в исходной пробе:

Магнитный анализ выполняется на неклассифицированном материале крупностью < 1 мм. Пробы, неоднородные по гранулометрическому составу (содержание класса +0,045 мм < 40 %), подвергают предварительной классификации на сите с размером 0,045 мм. Магнитный анализ при этих условиях выполняют по классам крупности -1+0,045 и -0,045 мм.

Навеску для анализа помещают в стакан вместимостью 100 см3 при отношении твердого к жидкому 1:4 и механической мешалкой перемешивают в течение 5 мин. Для этого используют и ультразвуковой диспергатор УЗДН-1 с частотой ультразвука 22 кГц и интенсивностью 23 Вт/см2. Продолжительность воздействия — 1 мин при Т:Ж = 1:3. Температура воды находится в пределах 20—25 °С, а жесткость — не выше 5,0 ммоль.

Перечень аппаратов, применяемых для магнитного анализа, приведен в табл. 4.29 и табл. 4.30.

Магнитный анализ выполняют последовательным выделением фракций при различной напряженности магнитного поля (рис. 4.49).


Трубку анализатора наполняют водопроводной водой с жесткостью 5 ммоль/л до уровня выше полюсов магнитов и устанавливают постоянную скорость промывной воды. Включают электромагнит анализатора и устанавливают силу тока, соответствующую напряженности 88 кА/м. Подготовленную пробу равномерно загружают через верхний торец трубки, включают привод анализатора. Магнитная фракция удерживается магнитным полем у полюсов магнитной системы. Немагнитная фракция непрерывно разгружается потоком воды в сосуд для хвостов. Уровень воды в трубке поддерживают постоянным (выше полюсов магнитов). Продолжительность промывки 5 мин, для необработанного ультразвуком продукта — 25 мин. Выключают ток и разгружают магнитную фракцию в приемную емкость.

Продукты разделения обезвоживают декантацией и высушивают в сушильном шкафу при (100±5) °С до постоянной массы. Магнитную фракцию анализируют на магнитофугальном анализаторе.

Продукты разделения взвешивают, рассчитывают их выход, квартованием отбирают пробы для химического анализа на общее железо, а из немагнитной фракции и на магнетитовое железо.

Расхождение между массой исходной пробы и суммарной массой продуктов должно быть <1,5 % по отношению к массе пробы.

Расхождение между содержанием железа в исходной руде и средневзвешенным содержанием железа в продуктах анализа не превышает ±0,5 %. В противном случае повторяют магнитный анализ на дубликате.

Метод обеспечивает определение с погрешностью не более: по выходу — 0,8 %; содержанию Fe — 0,6 %; извлечению Fe — 1,6 %. Результаты магнитного анализа заносят в табл. 4.31 и оформляют в виде кривых магнитной обогатимости (рис. 4.50).
Магнитный анализ обогатимости полезных ископаемых

Для построения кривой обогатимости 1 (кривая Л — элементарная кривая распределения железа по отдельным фракциям) из точек на оси ординат, соответствующих суммарному выходу концентрата (графа 7 табл. 4.31), проводим линии, параллельные оси абсцисс, и на них откладываем частные массовые доли железа (графа 6).

Получится ряд прямоугольников, площадь каждого из которых пропорциональна количеству железа в соответствующей фракции, а сумма площадей — количеству железа в исходной пробе. Разделив вертикальные стороны прямоугольника пополам, проводят через полученные точки огибающую кривую так, чтобы площадь, ограниченная этой кривой и осями координат, была равновелика сумме площадей прямоугольников. Таким образом, при очень малом выходе хвостов, близком к нулю, массовая доля железа также близка к нулю. Если же выход концентрата мал (близок к нулю), предполагают, что в него перейдет только ценный минерал, в данном случае магнетит, с массовой долей железа 72,3 %. Построенная кривая 1 служит для определения частного содержания железа в последней бесконечно малой фракции, присоединяемой к концентрату при данном суммарном его выходе.

Кривая 2 магнитного продукта (кривая вм — зависимость между суммарным выходом концентрата и средневзвешенным содержанием в нем железа) строится по данным граф 7 и 8 табл. 4.31. Нижняя точка кривой 2 должна совпадать с нижней точкой кривой 1, а верхняя точка кривой 2 соответствует содержанию железа в исходной пробе в.

Кривая 3 немагнитного продукта (кривая вн — зависимость между суммарным выходом хвостов и средневзвешенным содержанием в нем железа) строится по данным граф 9 и 10 табл. 4.31 аналогично кривой 2, но только сверху вниз. Нижняя точка кривой 3 при выходе хвостов 100 % соответствует р.

Кривая 4 (кривая удельной магнитной восприимчивости) строится по данным граф 4 и 7 табл. 4.31.

Кривая 5 (кривая H — зависимость выхода суммарной магнитной фракции от напряженности магнитного поля, при которой получена эта фракция) строится по данным граф 2 и 7 табл. 4.31.

По кривым обогатимости определяют качество продуктов обогащения при различном соотношении их выходов или технологические показатели при заданном качестве одного из продуктов обогащения. Например, при содержании железа в хвостах магнитной сепарации равном 17 %, выход концентрата и хвостов составит 50 %, а содержание железа в концентрате — 58,6 %. В этом случае — Ig х = 2,44. Следовательно, удельная магнитная восприимчивость материала, входящего в состав концентрата, составляет 367x10в-5 м3/кг. Выделяют продукты заданного качества при напряженности магнитного поля 106 кА/м. Извлечение железа в концентрат при этом составляет еFe = у*в/в = 50-58,6/37,8 = 77,51 %.

Сущность магнитного анализа слабомагнитных руд заключается в обогащении исходной пробы руды или отдельных ее продуктов в сильном магнитном поле с получением максимально возможных показателей сепарации.

Навески для магнитного анализа выделяются в процессе подготовки технологической пробы к исследованиям на обогатимость.

Из пробы исходной измельченной руды или продуктов обогащения отбирают две навески: для химического анализа на содержание общего и магнитного железа и для выполнения непосредственно магнитного анализа.

Неоднородные по гранулометрическому составу пробы предварительно классифицируют. Классы крупности +0,5; -0,5+0,045 и -0,045 мм анализируют раздельно. Целесообразность предварительной классификации определяется в каждом конкретном случае в зависимости от вещественного состава и однородности гранулометрического состава анализируемого продукта. Предварительная классификация рекомендуется при анализе продуктов, содержащих <40 % класса -0,045 мм.

Для получения достаточно чистого концентрата магнитный продукт, полученный при анализе, перечищают.

Магнитный анализ проб крупностью +0,5 мм, неклассифицированных или классифицированных по классу 1 мм, проводят сухим способом на анализаторе типа 138Т-СЭМ. Перед анализом навески руды высушивают до воздушно-сухого состояния. Пробу массой 100 г помещают в загрузочное устройство анализатора. Устанавливают требуемую силу тока, включают электродвигатель, приводящий в движение ролик, питатель, подающий руду в магнитное поле, и электромагнит.

Магнитный анализ выполняют последовательно с выделением магнитных фракций при повышении напряженности поля: 159,2; 225; 318; 453; 644,9; 899,7 кА/м.

Продукты анализа каждого приема взвешивают и просматривают через бинокуляр для обнаружения засорений. От выделенных фракций отбирают пробы для химического анализа.

Расхождение между массой исходной, взятой для магнитного анализа пробы и массой фракций магнитного анализа составляет < 5 % массы пробы. Расхождение между содержанием железа в исходной руде и средневзвешенным содержанием железа в продуктах обогащения должно не превышать ±0,5 %.

Магнитный анализ проб крупностью -0,5 мм, неклассифицированных или классифицированных по классу -0,045 мм, производят мокрым способом на анализаторе типа 208—СЭ. Масса пробы для анализа 50 г.

Перед проведением анализа на анализаторе 208—СЭ выделяют магнетит при напряженности магнитного поля 159,2 кА/м. Продукты анализа взвешивают, подвергают химическому анализу на содержание общего железа. Магнитному анализу в сильном магнитном поле подвергают немагнитную фракцию после разделения на трубчатом анализаторе 25Т-СЭМ.

Рабочее пространство анализатора 208—СЭ заполняют фильтрующими телами — шарами (в отдельных случаях применяют стержни, пластины), включают электромагнит и устанавливают требуемую для разделения силу тока.

Немагнитный продукт с помощью механической мешалки при Т:Ж = 1:4 перемешивают в, течение 5 мин. Температура воды 20—25 °С, жесткость воды <5 ммоль/л. При анализе класса-0,045 мм подают специальные реагенты для диспергации минералов пульпы (NaOH, барда СЦЩ). Навеску материала после перемешивания постепенно переносят в рабочее пространство анализатора, в которое подают порцию воды для промывки магнитной фракции. Объем промывной воды, скорость подачи пульпы и промывной воды зависят от крупности пробы, что видно из приведенных ниже данных:

После окончания промывки емкость с хвостами убирают и к разгрузочному отверстию подставляют другую емкость для разгрузки концентрата, затем выключают электромагнит, подают воду в рабочее пространство для разгрузки концентрата.

Магнитные и немагнитные фракции сушат, взвешивают с точностью ± 0,1 г. От каждого продукта отбирают пробы для химического анализа.

Расхождение между массой исходной, взятой для магнитного анализа пробы и суммарной массой фракций магнитного анализа не должно превышать ±5 % массы пробы. Расхождение между содержанием железа в исходной руде и средневзвешенным содержанием железа в продуктах обогащения не превышает ±0,5 %.

Результаты заносят в таблицу (см. табл. 4.31) и оформляют графически в виде кривых обогатимости (см. рис. 4.50).

Этот анализ применим для гематитовых, бурожелезняковых руд и других полезных ископаемых, в состав которых входят минералы со слабыми магнитными свойствами.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна