鉄鉱石の湿式磁気分離

「湿式磁気分離」と聞くと、多くの人はパルプが詰まった磁石の付いたドラム缶を想像するでしょう。実際、これはお金持ちになるための哲学そのものであり、小さなことがすべてを決めるというものです。彼らはしばしば、誤って場の強さのみに焦点を当て、粒度分布、パルプ粘度、さらには水温さえも忘れています。私自身もいくつかの工場で働いていましたが、このような単純化されたアプローチのせいで、最大 15% のマグネタイトが尾鉱として失われていました。光沢のない内側からどのように見えるかを分析してみます。

理論から実践へ: 主な損失はどこにあるのか

教科書では、このプロセスは理想的であるように見えます。鉱石パルプが分離器に入り、磁性粒子が引き付けられ、非磁性粒子が運び去られます。現実はもっと厳しいです。主な問題の 1 つは、湿式磁気分離細かく分散された鉱石。マグネタイトの大部分（0.1 mm 以上）が比較的きれいに流れ去る場合、薄いスラリー（マイナス 0.044 mm）は、磁気特性を持っていても水流によって運び去られることがよくあります。これは磁力の不足によるものではなく、流体力学によるものです。流速、スラリー供給角度、ドラムとタンクの間のクリアランス - これらはすべて、経験的に、多くの場合現場で調整されるパラメータです。

2010 年代に古い工場の 1 つでドラムの速度を上げるだけで回収率を高めようとしたのを覚えています。結果？より乱流が多くなり、中粒の精鉱さえも洗い流され始め、さらにライニングの摩耗が増加しました。私たちは古い設定に戻り、アプローチを変更する必要がありました。液体サイクロンでパルプを事前に分類し、より均一なサイズの製品を分離のために送り始めました。これにより増加しましたが、運用コストも増加しました。これがバランスです。

もう一つのニュアンスは水の質です。塩分濃度の高い硬水は「固着？」の原因になります。微粒子、セパレーター内で予期せぬ動作をする凝集体の形成。シベリアのある畑で、彼らはプロセスに使用される川の水の組成が季節によって変化することに遭遇しました。冬には、化学分析を実施することを決定し、単純な分散剤を追加し始めるまで、抽出量は3〜5％減少しました。小さなことですが、インパクトはあります。

装備：光るものは金だけではない

市場には提案が溢れていますが、多くの場合、パスポートの仕様よりも信頼性と保守性の方が重要です。彼は、ソビエトの PBM から現代のシリーズに至るまで、さまざまな世代のデバイスを数多く扱ってきました。重要な要素は磁気システムそのものです。希土類永久磁石 (NdFeB) は、フェライトや電磁システムに比べて確かに画期的です。安定した磁場を提供し、磁化にエネルギーを必要とせず、発熱も少なくなります。しかし、彼らはまた、脆さと温度変化に対する敏感さというアキレス腱を持っています。北部ではマイナス40度でドラム本体に微小亀裂が発生し、湿気が磁気ブロックに付着し、腐食が始まり、不可逆的な強度の低下を引き起こします。

ここで、一部のメーカーがこれに対処する方法を学んだことは注目に値します。たとえば、からの機器では、株式会社ロンギ(彼らのウェブサイトはhttps://www.ljmagnet.ru）ドラム内の磁気ブロックの多層シールの使用が見られました。この会社?Shenyang Scientific Electromagnetic Co., Ltd. LONGJI?は 1993 年に事業を開始し、鉱山機械市場の主要企業に成長しました。撫順にある同社の生産拠点は、その規模が印象的で、敷地面積 140,000 平方メートル、従業員 1,200 名を超え、そのほとんどがエンジニアです。彼らは、顧客の特定の条件に機器を適応させることに依存しています。湿式磁気分離非常に重要です。ユニットを販売するだけでなく、特定の鉱石に合わせて設計し、近代化の可能性を提供します。

しかし、たとえ良い設備があったとしても、事件は起こります。かつて、高い生産性が宣言された新しいセパレーターが工場に設置されました。そして、パルプの供給には、均一な圧力を提供できない古い使い古されたポンプが残されていました。その結果、デバイスは一定の過負荷および「飢餓」モードで動作し、結果は古いものよりも悪化しました。フィードシステム全体を変更する必要がありました。結論: セパレーターは魔法の箱ではなく、技術チェーンの一部です。

回収と濃縮の品質: 永遠の妥協

主な KPI は、磁性部分の抽出率です。しかし、99％を追いかけることは理想郷であり、経済的には不利益です。回収率が増加するたびに、尾鉱処理のコストが急激に上昇し、骨材や不純物の捕捉により精鉱の品質が低下します。ありふれた磁鉄鉱鉱石の場合、スイート スポットは通常 92% から 96% の間です。それは技術的な面だけでなく、鉄鉱石精鉱のコスト、電気料金、水のコストなどの経済面でも決まります。

濃縮物の品質は別の問題です。鉄の含有量も重要ですが、シリカ、硫黄、リンの含有量も重要です。湿式磁気分離遊離の非磁性鉱物は十分に除去されますが、アパタイトまたは磁硫鉄鉱が磁鉄鉱と緊密に共生している場合、それらは精鉱になります。これに対処するために、磁性精鉱の逆浮選など、追加の操作が使用されることもあります。しかし、それは別の話であり、別の投資です。

ウラル山脈の加工工場の一つで興味深い経験がありました。この鉱石にはマンガンが多く含まれていました。磁鉄鉱とブラウナイト (マンガン鉱物) は異なる磁化率を持っていますが、分離器の動作フィールドの範囲内では両方とも回収されました。その結果、Mn が増加した精鉱が得られましたが、冶金学者はこれをあまり好みませんでした。磁鉄鉱ができるだけ多く抽出され、可能であれば褐鉄鉱が尾滓に残るような状況を見つけるために、磁場の強さと勾配を実験する必要がありました。この問題を完全に解決することはできませんでしたが、Mn 含有量は 3 分の 1 に削減されました。場合によっては、成功は理想ではなく、許容できる妥協点であることもあります。

展望と行き詰まり: テクノロジーはどこへ向かうべきか

この技術は古いように思えますが、ここで何が発明できるでしょうか？しかし、進歩はあります。これらには、薄く弱い磁性粒子をよりよく捕捉するために不均一な磁場を生成するポリグラディエント磁性システムを備えた新しい設計のセパレーターが含まれます。これらは、密度センサーとパルプの磁化率に基づくリアルタイムの自動監視および制御システムです。体制を素早く調整し、水と試薬を節約できます。

しかし、行き止まりの分岐もあります。たとえば、次のような使用を試みます。湿式磁気分離磁化焙焼を行わずに酸化鉄鉱石（ヘマタイト、ハイドロゲーサイト）を深く濃縮します。弱い磁性酸化物を低強度磁場で直接分離すると、回収率はほとんど得られません。私は、人工的な磁気環境を作り出すために、磁鉄鉱の増量材やフェロシリコンをパルプに添加するプロジェクトを見てきました。技術的には実験室では機能しましたが、産業規模では非常に高価で管理が難しいことが判明しました。投資家たちは失望した。

さて、私の意見では、最も有望なベクトルは「スーパーマグネット」の創造ではなく、プロセス全体の知的化です。破砕、粉砕から分離までの統合的なアプローチであり、前段階の各段階のパラメーターが最終目標に合わせて最適化されます。そして、これがそのようなメーカーの経験ですロンギセパレーターだけでなく、他の採掘および加工装置も扱う、が鍵となる可能性があります。ターンキー複合施設を設計する能力により、より調和のとれた技術チェーンを構築できます。湿式分離別個のノードではなく、論理的に組み込まれた要素になります。

結論の代わりに：大声で考える

要約すると…うまくいく可能性は低いです。なぜなら、すべての鉱石、すべての採石場、すべての植物はユニークなケースだからです。既製のレシピはありません。プロセスの物理的な基本原則は変わりません。それ以外のすべては、スラッジとサンプルの絶え間ない調整、観察、分析であり、時には二歩前進するために一歩後退することもあります。鉄鉱石の湿式磁気分離科学に基づいた工芸品です。最も高価な機器を購入することはできますが、これらのニュアンスを理解せず、プロセスを理解する専門家がいないと、高い結果を達成することはできません。この技術は生きており、磁性鉱石がある限り存続します。指示に盲目的に従うのではなく、思慮深く、ほとんど直感的なアプローチが必要です。しかし、それがこの作品を面白くしているのです。