СЕПАРАТОРЫ РОТОРНЫЕ С ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ДЛЯ ТИТАН-ЦИРКОНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, Луганск

НАЗНАЧЕНИЕ СЕПАРАТОРОВ
• Излечение ильменита из черновых коллективных титан-цирконовых концентратов гравитационного обогащения на фабриках по обогащению титан-циркониевых песков.

ОСОБЕННОСТЬ СЕПАРАТОРОВ
• Устройство сепаратора и схема движения продуктов по сепаратору обеспечивают выделение ильменитового концентрата в одну операцию магнитного обогащения.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ
• Высокое извлечение ильменита и его доводка мокрым магнитным способом до уровня товарного ильменитового концентрата.

· ИСТОРИЯ ВОПРОСА И ОСНОВНАЯ ПРОБЛЕМА ·

Титановые и циркониевые минералы относятся к важным и дорогостоящим продуктам, поставляемым горными предприятиями в виде ильменитового, рутилового и цирконового концентратов.
Источником получения титан-цирконовых концентратов являются россыпи с очень низким содержанием ильменита, рутила и циркона. Например, в России среднее содержание минералов в основных перспективных для освоения россыпях составляет: ильменита от 25 до 45 кг/м3, рутила и лейкоксена от 5 до 15 кг/м3, циркона от 5 до 25 кг/м3.
В интересах инвесторов вновь осваиваемых месторождений и владельцев действующих горных предприятий является реализация технологии обогащения столь бедных на дорогостоящие минералы россыпей, которая обеспечила бы минимальное количество технологических операций и максимальное извлечение минералов. Но ничего этого нет в технологиях, используемых в мировой практике переработки титан-циркониевых россыпей.
Эти технологии отличаются очень высокими потерями дорогостоящих минералов, т.к. извлечение ильменита, рутила и циркона находится на среднем уровне всего 80-85%.
По действующим схемам мокрого гравитационного обогащения из поступающей зерновой массы выделяется черновой коллективный титан-цирконовый концентрат. Он подвергается дорогому процессу сушки, после чего направляется на разные схемы либо магнитной, либо электрической сепарации.
На таких схемах из высушенного сырья выделяются содержащие рутил и циркон неэлектромагнитные или содержащие циркон непроводниковые фракции, которые подвергаются повторному мокрому обогащению для выделения либо рутилового и цирконового концентрата в одном случае, либо цирконового концентрата в другом случае. И эти концентраты подвергаются второй стадии сушки.
Данная технология не может быть признана рациональной в условиях высоких цен на энергоносители.

· ОДНО ИЗ РЕШЕНИЙ ПРОБЛЕМЫ УПРОЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ И СНИЖЕНИЯ ЗАТРАТ НА ОБОГАЩЕНИЕ ·

"НТЦ МАГНИС ЛТД" в 2001г. предложил для обогатительной установки на месторождении "Шокаш" в Казахстане изменить схему переработки чернового коллективного концентрата гравитационного обогащения и направить его непосредственно на мокрое магнитное обогащение для извлечения ильменита. Это позволило бы исключить операцию сушки чернового концентрата с целью извлечения ильменита.
Для этого предприятие "НТЦ МАГНИС ЛТД" поставил роторный сепаратор с высокоинтенсивным магнитным полем, который начиная с 2002 г. обеспечивает мокрое магнитное извлечение ильменита.

· РЕШАЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЫБОРА МАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА ·

Основываясь на длительном положительном опыте установки на месторождении "Шокаш" ООО "ТИОЛАЙН" (Казахстан) приняло решение внедрить технологию мокрого магнитного извлечения ильменита на опытной фабрике Обуховского ГОКа.
Для выбора сепаратора пробы сырья были предоставлены "НТЦ МАГНИС ЛТД" и одной из западных компаний с целью проведения испытаний, определения прогнозируемых показателей обогащения и выбора магнитного сепаратора.
В "НТЦ МАГНИС ЛТД" испытания были проведены в одну стадию мокрого магнитного обогащения на роторном сепараторе конструкции "НТЦ МАГНИС ЛТД".
В конкурирующей компании испытания были проведены в две стадии мокрого магнитного обогащения на сепараторе с вертикальным ротором, который является аналогом сепараторов типа ВМС разработки периода 1983 г. одного из институтов ЧСФР или его более позднего аналога сепаратора типа "SLON" китайского производства.
Результаты испытаний представлены в таблице. Они показывают, что при низкой технологической эффективности магнитного сепаратора даже две стадии обогащения не обеспечивают получение достаточно чистого ильменитового продукта.

Показатели мокрого магнитного обогащения чернового
концентрата титан-циркониевых песков "Обуховского ГОКа"

Продукты Выход,% Содержание,% Извлечение,%

TiO₂

ZrO₂

SiO₂

TiO₂

ZrO₂

SiO₂

Вариант 1. Показатели в "НТЦ МАГНИС ЛТД", достигнутые в 1 стадию обогащения Гравитационный концентрат 100,0 23,22 29,30 28,50 100,0 100,0 100,0 Магнитный продукт 27,9 52,56 0,79 1,40 63,2 0,7 1,4 Вариант 2. Показатели западной компании, достигнутые во 2 стадии обогащения Гравитационный концентрат 100,0 25,30 29,70 28,23 100,0 100,0 100,0 Магнитный продукт 31,5 51,28 2,46 2,56 63,8 2,6 2,9

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ПО ОСНОВНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Варианты Количество сепараторов

Прирост содержания

TiO₂, %

Потери

ZrO₂, %

Вариант 1 1 29,34 0,7 Вариант 2 2 25,98 2,6 Вариант 1 к варианту 2 +3,36 -1,9

В варианте, альтернативном предложенному "НТЦ МАГНИС ЛТД", при мокром магнитном обогащении в одном роторном сепараторе с немагнитным продуктом теряется большое количество ильменита. Одновременно в магнитный продукт роторного сепаратора попадает значительное количество кварца.
Для удаления циркона из ильменитового продукта и очистки этого продукта от кварца по альтернативному варианту было предложено сформировать схему обогащения в составе
9‑ти технологических операций с большим количеством оборудования:
1. Мокрое магнитное обогащение в роторном сепараторе 1-й стадии.
2. Сбор в зумпф немагнитного продукта 1-й стадии и подача его насосом на роторный сепаратор 2-й стадии.
3. Мокрое магнитное обогащение в роторном сепараторе 2-й стадии.
4. Сбор магнитных продуктов обоих роторных сепараторов и подача этих продуктов на глубокое обезвоживание.
5. Механическая подача обезвоженных продуктов специальным транспортным средством в сушильную печь.
6. Сушка магнитного ильменитового продукта в печи.
7. Охлаждение высушенного ильменитового продукта перед его подачей на последующее магнитное обогащение сухим способом (СМС).
8. Передача посредством специальных транспортных средств охлажденного продукта в валковые сепараторы с редкоземельными магнитами для СМС в две стадии с целью удаления циркона, кварца и других немагнитных минералов.
9. Возврат специальным транспортным средством в цикл мокрого гравитационного обогащения немагнитных продуктов СМС для извлечения из них циркона и потерянного при СМС ильменита.
В отличии от такой сложной альтернативной схемы обогащение в "НТЦ МАГНИС ЛТД" гравитационного концентрата было выполнено по схеме с использованием только одной технологической операции – мокрого магнитного обогащения в 2 приема в одном роторном сепараторе.
С учетом столь существенного различия в предлагаемых схемах обогащения ООО "ТИОЛАЙН" приобрело и установило на "Обуховском ГОКе" роторный сепаратор конструкции "НТЦ МАГНИС ЛТД". В процессе эксплуатации сепаратора были подтверждены все технологические показатели, гарантированные поставщиком сепаратора.

· ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ·

По заказу компании "Amigo Minerals JSC" (Вьетнам) "НТЦ МАГНИС ЛТД" разработал специальный роторный сепаратор для эффективного выделения товарного ильменита из чернового коллективного концентрата.
Для обеспечения товарного качества ильменитового концентрата была поставлена задача:
- предотвратить извлечение в магнитный продукт таких слабомагнитных минералов, как моноцит, ставролит, гранат и др.;
- обеспечить минимальные потери циркона с товарным ильменитовым концентратом;
- обеспечить минимальное содержание в ильменитовом концентрате кварца и других немагнитных минералов.
Стендовые испытания по мокрому магнитному извлечению ильменитового продукта из чернового коллективного концентрата предприятия были выполнены в "НТЦ МАГНИС ЛТД" по схеме технологической линии, оформленной в составе одного агрегата: 3-х роторного сепаратора.
При массовой доле ильменита в коллективном концентрате 60,8% было выделено 60,9% ильменитового продукта с массовой долей ильменита 98,04% и массовой долей SiO2 всего 0,12%. Массовая доля циркона в ильменитовом продукте составила 0,42%, что компанией было признано допустимым. Для снижения извлечения загрязняющих слабомагнитных минералов было признано целесообразным ограничиться извлечением ильменита с низким содержанием TiO2. Для этого магнитная индукция в роторах была ограничена верхним пределом 0,8 Тл. При испытаниях извлечение низкотитанистого ильменита в магнитный продукт превысило 98%. Выделенный ильменитовый продукт был признан удовлетворяющим требованиям покупателей к товарному ильменитовому концентрату.
Следует отметить, что высокотитанистый ильменит с пониженными магнитными свойствами, который уходит в немагнитный продукт роторного сепаратора вместе с другими слабомагнитными минералами, не является потерянным. Вместе с рутилом, лейкоксеном и цирконом он будет выделен в тяжелую фракцию последующего гравитационного обогащения.
Для достижения показателей стендовых испытаний в промышленных условиях был разработан специальный агрегат - сепаратор "МАГНИС" 6ЭРМ-220А, который заменяет технологическую линию, состоящую из 3-х однороторных сепараторов, зумпфов и насосных установок для сбора и перекачки продуктов обогащения с целью перечистки.
На основании результатов стендовых испытаний компания "Amigo Minerals JSC" приобрела сепаратор "МАГНИС" 6ЭРМ-220А и ввела его в эксплуатацию в августе 2011 г.
В процессе длительной промышленной эксплуатации подтверждено достижение всех проектных технологических показателей обогащения. Выделяемый сепаратором ильменитовый концентрат является товарным, не подвергается сушке и доводке посредством СМС и электрической сепарации.
При этом в товарном ильменитовом концентрате содержание циркона не превышает
0,3-0,4%, а кварца - 0,2-0,3%.

"МАГНИС" 6ЭРМ-220А

Характеристики СЕПАРАТОРОВ РОТОРНЫХ С ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ДЛЯ ТИТАН-ЦИРКОНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

• — Производитель: МАГНИС ЛТД
• — Страна производитель: Украина
• — Производительность, т/ч: 20
• — Диаметр роторов, мм: 2200
• — Количество роторов, шт.: 3
• — Магнитная индукция, Тл: 0,8
• — Ширина зазоров в роторах, мм: 5
• — Мощность эл. магнитной системы, кВт: 55
• — Мощность электродвигателей, кВт: 39,2
• — Масса, кг: 81000