Магнитные электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых

Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых

Контрольная работа

Содержание

Введение

. Выбор и обоснование технологической схемы обогащения руды

. Расчет технологической схемы

. Выбор типа сепаратора

. Производительность сепараторов для сухой магнитной
сепарации с верхним питанием

. Расчет производительности сепаратора 2ПБС-90/250

Список литературы

Введение

Контрольный проект по дисциплине специализации: «Магнитные, электрические
и специальные методы обогащения полезных ископаемых» выполняется в соответствии
с учебной программой. Тематикой курсового проекта являются выбор и обоснование
технологической схемы обогащения руды.

Цель проекта – научиться проектировать и рассчитывать технологические
схемы обогащения с известным содержанием железа общего в исходной руде.

Задачи курсового проекта:

·  определить к какому типу относится руда (слабомагнитная,
сильномагнитная);

·        разработать и просчитать технологическую схему обогащения;

·        выбрать тип сепаратора;

·        просчитать производительность сепаратора;

·        определить необходимую потребность в сепараторах.

1. Выбор и обоснование
технологической схемы обогащения руды

При разработке технологической схемы обогащения необходимо внимательно
рассмотреть особенность предложенной руды: крупность, характер вкрапленности
минералов, магнитная восприимчивость, влажность, содержание основного
компонента. Классифицированная или неклассифицированная, а также возможное
содержание вредных примесей.

В задании на проектирование указывается количество перерабатываемой руды
в единицу времени, требования к качеству получаемого концентрата (промпродукта)
согласно действующих технических условий.

В зависимости от свойств руды принимается технология обогащения,
рассчитывается производительность сепаратора, но прежде определяется, какой
необходим тип сепаратора. Для сухого обогащения сильномагнитных минералов
применяются барабанные или валковые сепараторы с верхним или нижним питанием.
При обогащении одной и той же руды более качественный концентрат по содержанию
железа или марганца можно получить на сепараторе с нижней подачей.

Опыт показывает, что с уменьшением крупности руды допустимое содержание
влаги в руде при сухой сепарации понижается. Для руды крупностью 20÷0
мм допустимая влажность
составляет 4÷1 %, для мелкой руды 2÷0 мм и тоньше она понижается до 1 %.

Удельная магнитная восприимчивость для вещества чистого магнетита
составляет 3∙10-4 ÷ 8∙10-4 м3/кг (0.024÷0.064
см3/г), а у
слабомагнитных минералов (гематита, псиломелана и др.)

.2·10-7÷5∙10-6 м3/кг (10 5÷4·10-4 см3/г).

Магнитная проницаемость вакуума – 4π∙10-7

HqradH=cHo2e-2cx,

где HqradH – сила магнитного поля, α2/м3;

c- – коэффициент неоднородности поля;

S – шаг полюсов, м;

R
– радиус барабана, м;

Ho
– напряженность магнитного поля у полюсов (где x=0), α2/м3;

e
– основание натуральных логарифмов;

Hx=Hoe-cx
– напряженность магнитного поля на
расстоянии x от полюсов, α/м.

2. Расчет технологической схемы

Железная руда обогащается в условиях Тёйской ДОФ. Крупность руды 0-150
мм; содержание железа – 40%, влажность – 4%, магнитная восприимчивость – 4·10-5
м3/кг; производительность 2 млн.т/год; удельный вес – 3400кг/м3.
ДОФ работает 365 дней в году по 24 часа в сутки. Производительность – 1.1
млн.т/год.

3. Выбор типа сепаратора

Исходя, из практики магнитного обогащения отечественных и зарубежных
фабрик обогащение тонковкрапленной сильномагнитной магнетитовой руды
осуществляем в сепараторах для сухого магнитного обогащения типа ПБС[1, c.16]..
По заданным значениям удельной магнитной восприимчивости, равной 4 .10-5
м3/кг и крупности руды – 20 – 0 мм, выбираем сепаратор с
сильным полем для сухого обогащения сильномагнитных руд. Для основной сепарации
2ПБС-90/250.

4. Производительность сепараторов для
сухой магнитной сепарации с верхним питанием

Удельная производительность сепараторов с верхней подачей для сухой
сепарации определяется равенством:

 или

 т/час·м,

где
 – коэффициент, учитывающий исходное содержание  (%) в руде магнитных частиц:

при
>70 % =0.7;

при
=50 % =1;

при
<30 % =1.3.

 –
коэффициент заполнения слоя руды, равный теоретически – 0.11, а практически –
0.2;

 –
скорость перемещения руды через рабочую зону, м/сек;

 –
плотность руды, кг/м3;

n – число слоев, которое зависит от крупности руды:

при
>25 мм n=1;

при
 от 25 до 8 мм n=1÷3;

при
 от 8 до 2 мм n=3÷5;

 –
верхний предел крупности руды, м;

h – средняя высота слоя руды (h= n∙), м.

1.       Максимальная допустимая скорость вращения барабана при операциях
выделения хвостов

Vхв=

где R – радиус барабана, см;

d – размер куска руды, мм;

 –
коэффициент, учитывающий содержание;

 магнитных
частиц в руде

=0.7 при >70 %;

=1 при =50 %;

 –
магнитная проницаемость вакуума. 4π∙10-7;

 –
удельная магнитная восприимчивость. м3/кг;

HqradH
– сила магнитного поля, а2/м3.

1        Максимальная допустимая скорость вращения барабана при операциях
выделения концентрата

Vk=

Для мелкой руды R>>d

Vk=

где Vk– скорость вращения барабана, м/сек;

g
– ускорение свободного падения.

5. Расчет производительности
сепаратора 2ПБС-90/250

Определим производительность барабанного сепаратора 2ПБС-90/250 с верхней
подачей для обогащения магнетитовой руды крупностью – 150÷0
мм, содержащей около 42
% магнетита.

Допустимая
скорость вращения барабана сепаратора определяется по формуле (1), но для этого
нужно знать силу магнитного поля (HqradH) сепаратора, действующую на
наиболее крупные куски руды, и минимальную удельную магнитную восприимчивость
сростков , извлекаемых в магнитный продукт; значение последней
принимаем 4·10-6 м3/кг.

Напряженность
поля сепаратора 2ПБС-90/250 на уровне полюсов составляет Ho=0.15Тл.
Коэффициент неоднородности поля сепаратора «С» при шаге полюсов S=0.22 м и
радиусе барабана R=0.45 м составляет:

м-1

Для подсчета силы магнитного поля HqradH, действующей на наиболее
крупные куски, расстояние X от полюсов, учитывая характер кривой H=f(x)
принимаем:

X=0.3∙dmax+Δ=0.3·0.02+0.01=0.016 м,

где Δ – расстояние от полюсов до наружной поверхности барабана, м.

Сила магнитного поля HqradH при заданных условиях составит:

HqradH=cHo2e-2cx

HqradH =16.5· (1.2·105)2·e-2·16.5·0.016=16.5·1.44·1010·0.589=13.994·1010а/м3.

Для определения допустимой скорости вращения барабана воспользуемся
равенством:

Для
подсчета удельной производительности сепаратора 2ПБС-90/250 на данной руде
принимаем: a=2; =3400 кг/м3

h= n∙=0.605∙2∙0.02=0.024, м.

Подставив
указанные h, ,  и  в равенство получим:

т/час·м

Ширина
питания у барабанных сепараторов 2ПБС – 90/250 составит 2.5 м; учитывая это,
получим, что его производительность на руде крупностью – 40÷0 мм составляет 2.5·62.95=157.375 т/час.

Находим
потребное число сепараторов по формуле:

где Qm – количество материала поступающего на сепарацию, т/ч;
Qm=228.3 т/ч;  Q – производительность сепаратора, т/ч.

Рис 2. Качественно-количественная схема Тейской ДОФ

Список использованной литературы

1. Справочник по обогащению руд Т 2. Основные процессы. – М.:
Недра, 1983. – 380 с.

. Кармазин В.И. Магнитные методы обогащения / В.И. Кармазин,
В.В. Кармазин. – М.: Недра, 1984. – 400 с.

. Деркач В.Г. Специальные методы обогащения полезных
ископаемых / В.Г. Деркач. – М.: Недра, 1966. – 337 с.

. Кармазин В.И. Магнитные методы обогащения / В.И. Кармазин,
В.В. Кармазин. – М.: Недра, 1978. – 252 с.

МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБОГАЩЕНИЯ

ЛЕКЦИЯ № 9

Магнитная сепарация – способ обогащения полезных ископаемых, основанный на различии в магнитных свойствах разделяемых компонентов, в неоднородном постоянном или переменном магнитном поле.

Первые сведения об использовании магнитной сепарации для обогащения железных руд появились в 18 в. В промышленности магнитная сепарация впервые применена в Швеции в 1892 г. В России первый магнитный сепаратор изготовлен в 1911 г. и использован на Урале для обогащения магнетитовой руды. Магнитную сепарацию для крупновкрапленных слабомагнитных руд начали применять в 40-х гг., а тонковкрапленных – в 70-х гг. 20 в.

Магнитная сепарация является основным методом обогащения железных и марганцевых руд. Магнитная сепарация позволяет производить высокосортные концентраты с содержанием железа до 68 %, марганца до 43%, извлечение магнитных продуктов в концентрат превышает 90 %.

Магнитная сепарация применяется также для руд цветных и редких металлов, горно-химического и нерудного сырья, а также доводочных операций после гравитационного обогащения, а также для удаления металлических и железосодержащих примесей из материалов (каолиновые глины, формовочные пески и др.).

Сущность метода заключается в воздействии на частицы руды магнитной и механических сил, в результате которых 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).

Магнитная сепарация подразделяется:

– в зависимости от величины магнитной восприимчивости материала на слабомагнитную и сильномагнитную;

– от среды, в которой производится разделение, на мокрую и сухую.

Физический механизм разделения магнитной сепарацией состоит в следующем.

Минеральные зерна, которые обладают более высокой магнитной восприимчивостью, притягиваются к полюсам магнитной системы и перемещаются в приемные устройства для магнитных продуктов.

Немагнитные или слабомагнитные зерна потоком выносятся в приемные устройства для немагнитных продуктов.

В практике обогащения магнитная сепарация производится преимущественно в неоднородных постоянных магнитных полях, которые создаются в рабочей зонемагнитных сепараторах.

Основные конструктивные элементы сепараторов:

– магнитная система,

– питатель,

– ванна (при мокром обогащении),

– транспортирующее устройство (барабаны, валки, роторы),

– желоба и течки разделяемых продуктов,

– привод и рама.

По типу транспортирующего органа сепараторы классифицируются на:

1. Барабанные.

2. Валковые.

3. Ленточные.

4. Дисковые.

5. Роторные.

При сухом обогащении на барабанных сепараторах (рис. 9.1) руда (крупнее 3 мм) загружается в верхнюю часть барабана, внутри которого расположена неподвижная магнитная система

Магнитные частицы притягиваются к поверхности барабана и выносятся им в приемник для магнитного продукта.

Немагнитные или слабомагнитные частицы ссыпаются с барабана в течки и направляются на перечистную сепарацию.

При мокром обогащении (рис. 9.2) измельченная руда в виде пульпы поступает под барабан.

В рабочей зоне магнитные частицы притягиваются к барабану и выносятся из сепаратора в сборник. Магнитный продукт с барабанов снимается щеткою или скребком.

Немагнитные частицы разгружаются под действием собственного веса в нижней части ванны.

Преимущественное распространение для обогащения сильномагнитных материалов получили барабанные сепараторы; для слабомагнитных – валковые и роторные.