Создание высокоградиентных сепараторов на постоянных магнитах для извлечения измельченных слабомагнитных минералов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.13, кандидат технических наук Тагунов, Петр Евгеньевич

• Тагунов, Петр Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тагунов, Петр Евгеньевич

Содержание

Введение

§ В.1. Магнитная сепарация слабомагнитных руд и минералов:

актуальность и проблематика

§ В.2.Сепараторы для обогащения слабомагнитных руд и минералов

и очистки сырья от слабомагнитных примесей

§ В.3.Краткая характеристика работы

Глава 1.

Формирование высокоградиентных магнитных полей и изучение силовых характеристик магнитного поля в рабочих областях магнитных сепараторов

§ 1.1.Методика оценки динамической эффективности магнитных

систем

§ 1 ^.Сравнительная характеристика динамической эффективности

магнитных систем различных типов

§1.3. Изучение магнитных полей систем промышленного назначения

методом послойного картографирования

§ 1.4. Способы формирования высокоградиентных магнитных полей в магнитных системах промышленного назначения

Глава 2.

Разработка магнитной системы на основе постоянных высокоэнергетичных магнитов для высокоградиентного барабанного шарикового сепаратора.

§2.1. Конструктивные особенности шарикового сепаратора с на постоянных магнитах и методы оптимизации параметров его

магнитной системы

§ 2.2. Методика расчета магнитных полей в среде с полиградиентными

феррозаполнителями в виде множества стальных шариков, х

§2.3. Определение силовых характеристик полиградиентной среды шарикового сепаратора на постоянных магнитах

Глава 3.

Использование магнитных систем с щелевым зазором в новых конструкциях магнитных сепараторов на постоянных магнитах §3.1. Роликовый магнитный сепаратор с щелевым зазором

с магнитным роликом

§ 3.2. Конусно-роторный магнитный сепаратор с щелевым

зазором

§3.3. Лотковый магнитный сепаратор с щелевым зазором

Глава 4.

♦

Испытания моделей высокоградиентных сепараторов с магнитными системами на постоянных высокоэнергетичных магнитах

§4.1. Испытательный стенд со стационарной моделью высокоградиентного

шарикового сепаратора на постоянных магнитах

§ 4.2. Испытательный стенд с моделью выскоградиентного лоткового

сепаратора с щелевым зазаром на постоянных магнитах

§4.3. Технологические испытания модели высокоградиентного шарикового

сепаратора

§4.4. Технологические испытания модели высокоградиентного лоткового сепаратора с щелевым зазором

Заключение

Литература

Приложение 1

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание высокоградиентных сепараторов на постоянных магнитах для извлечения измельченных слабомагнитных минералов»

Введение.

§ В.1. Магнитная сепарация слабомагнитных руд и минералов: актуальность и проблематика.

Данная диссертационная работа посвящена разработке магнитных систем для новых энергоэффективных магнитных сепараторов на постоянных магнитах, предназначенных для обогащения слабомагнитных руд и очистки минерального сырья от слабомагнитных примесей. Актуальность разработки таких сепараторов непосредственно связана, в частности, с проблемой эффективности мокрого обогащения слабомагнитных, окисленных железных руд, от решения которой зависит работа и развитие крупнейших предприятий горнометаллургической отрасли. В России добыча таких руд составляет объемы во многие десятки миллионов тонн ежегодно, и нерешенность проблемы их обогащения вызывает необходимость создания новых типов оборудования. Существующие технологические решения обогащения окисленных железистых кварцитов предполагают применение и флотационной, и магнитной схем обогащения. При этом, при больших объемах переработки очевидны серьёзные негативные экологические последствия использования флотационных реагентов, а применение для магнитного обогащения окисленных руд роторных электромагнитных сепараторов, имеющих наиболее приемлемые технические характеристики, сопряжено с большими энергозатратами и проблемами в их эксплуатации. Несовершенство существующих технологий магнитного обогащения магнетитового железорудного сырья, которые не ориентированы на извлечение слабомагнитной фракции, приводит к значительным потерям железа, которое неминуемо теряется в процессе переработки и в больших объемах содержится в отвалах в виде слабомагнитных окислов. Запасы такого сырья в РФ оцениваются во многие сотни миллионов тонн. Кроме того, на многих ГОКах, в частности, на крупнейшем в России Михайловском ГОКе, до недавнего времени для переработки и получения железорудного концентрата

использовались только богатые руды и неокисленные бедные руды сложного

состава. Попутно добытые окисленные железистые кварциты складируются из-

за отсутствия эффективных технологий обогащения (складированный запас

составляет уже более 200 млн. тонн). Общий запас бедных железных руд

Михайловского месторождения, в частности, окисленных железистых кварцитов

(содержание железа около 40%) оценивается в 2 803,2 млн.тонн. Большие

запасы слабомагнитных железных руд скопились также на Оленегорском ГОКе,

на горно-обогатительных предприятиях Евразруды и некоторых других. В

настоящее время активно прорабатываются технические решения для

извлечения железорудного концентрата из данного вида сырья. Появление

нового энергоэффективного оборудования дЛЯ магнитного обогащения

слабомагнитных руд, достаточно экономичного и экологически безопасного,

может положить начало внедрению новых технологий, которые сделают

извлечение железа из такого сырья экономически целесообразным.

Именно в этой области может оказаться наиболее эффективным и

востребованным, применение шарикового барабанного высоко-градиентного

магнитного сепаратора типа ПБШ, которому посвящена существенная часть данной работы.

Другой весьма актуальной и трудно поддающейся решению проблемой является магнитная сепарация слабомагнитных руд с содержанием полезного компонента, представленного в виде слабомагнитных включений низкой концентрации, для извлечения которых требуются высокоинтенсивные магнитные системы с особо высокими величинами градиентов поля, способными эффективно и без существенных потерь извлекать слабомагнитные частицы с очень малым магнитным моментом. Такие же требования по эффективности улавливания слабомагнитных частиц зачастую предъявляются и к оборудованию, предназначенному для очистки минерального и другого сырья от вредных слабомагнитных примесей. Решению этой задачи посвящена часть диссертационной работы, связанная с разработкой магнитных систем для безленточных роликовых и лотковых сепараторов, использующих

а

разработанные в диссертации магнитные системы с щелевым зазором и полиградиентные матричные структуры на поверхности рабочих органов. Такие сепараторы могут быть использованы для обогащения ильменитовых, волластонитовых, гранатовых и других слабомагнитных руд и материалов также для глубокой очистки от слабомагнитных включений (оксидов железа) кварцевых песков, пегматита, циркона, полевого шпата, электрокорунда и других материалов. Потенциальными потребителями таких сепараторов являются горно-обогатительные комбинаты, занимающиеся добычей и переработкой упомянутых руд и материалов, такие, например, как ОАО «Кварц» и ОАО «Раменский ГОК» (около 60% рынка добычи и производства кварцевого песка в РФ), Новосёловский ГОК, Вольногорский ГМК, Иршанский ГОК и др.. Ежегодный объем добычи и производства кварцевого песка в РФ составляет около 4 млн. тонн, из них около 1 млн. тонн приходится на обогащенные пески. Также сепараторы типа ПРЩ и ПЛЩ могут применяться на стекольных заводах, таких как Борский стекольный завод, Салаватский стекольный завод, Саратовский стекольный завод и другие.

§ В.2.Сепараторы для обогащения слабомагнитных руд и минералов и очистки сырья от слабомагнитных примесей.

Области применения таких сепараторов можно определить следующим образом:

-получение магнитных концентратов из руд, содержащих минералы с низкой удельной магнитной восприимчивостью: окисленные железистые кварциты, минералы марганца, хрома, вольфрама, цинка, никеля, тантала, ниобия, молибдена и такие минералы как ильменит, волластонит, гранат; -глубокая очистка ненамагничивающейся части сырья от намагничивающихся загрязнений (оксидов железа) с получением высококачественных продуктов, таких как: кварцевый песок, пегматит, циркон, каолин, плавиковый шпат, апатит, нефелин, барит, графит, боксит и др.;

и

-получение промежуточных продуктов из черновых концентратов, шлаков других отходов, которые затем перерабатываются в последующих обогатительных операциях, для выделения урана, золота, платины, хрома, марганца, железа и др.

В силу того, что слабомагнитные руды и примеси характеризуются низкой

удельной магнитной восприимчивостью, для их извлечения требуется сила

магнитного поля в сотни раз больше, чем для извлечения минералов

сильномагнитных руд. Осуществить обогащение слабомагнитных руд или

очистку сырья от слабомагнитных примесей возможно только с помощью

электромагнитных сепараторов с высокоинтенсивным магнитным полем,

создаваемым частично замкнутыми электромагнитными системами или в

сепараторах с магнитными системами как открытых, так и замкнутых, на основе

постоянных высокоэнергетичных магнитов. В открытых магнитных системах

полюса располагаются на одной линии или дуге, а замыкание магнитного

потока происходит через относительно большой воздушный зазор между

полюсами. В замкнутых магнитных системах полюса расположены друг против

друга и магнитный поток замыкается через небольшой зазор между полюсами.

Магнитные системы этих сепараторов обеспечивают магнитное поле высокой

напряженности в сравнительно небольшом объеме рабочего пространства.

К основным типам высокоинтенсивных электромагнитных сепараторов для

мокрого или сухого процессов обогащения (очистки) следует отнести: валковые

типа «ЭВМ (ЭВС); роторные типа DP-JONES, 4(6)ЭРМ, SHP, HIW, CF

вертикальным ротором и типа VMS, SLON с горизонтальным ротором;

карусельные типа HGMS, а так же цикличные магнитные фильтры

соленоидного типа HGMF, HI. С началом массового производства

высокоэнергетичных постоянных редкоземельных (P3) магнитов связаны

разработка и применение сепараторов, в которых высокоинтесивное магнитное

поле создаётся без энергозатрат. Это сепараторы роликовые: ленточные типа

«Permroll» и безленточные типа «Turkenich» для сухого процесса и «Ferrous Wheel» для мокрого.

с

В валковых сепараторах рабочее пространство располагается в зазоре между выступами рабочего органа - валка и впадинами полюсного наконечника, а магнитный поток, создаваемый электромагнитной системой и направляемый полюсным наконечником в рабочий зазор, замыкается затем вдоль оси валка. Валковые сепараторы бывают с нижней подачей питания, которые работают на принципе извлечения, т.е. в них имеет место подъем и притягивание слабомагнитных частиц к выступу вращающегося валка. В сепараторах с верхней подачей, обогащаемый материал подается непосредственно на выступ валка и работают они на принципе удержания. Для обогащения предпочтительнее первый тип, когда важен показатель качества, а для очистки -второй, когда важнее извлечение.

Рабочим органом сепараторов с вертикально расположенной осью ротора, является одно-, двух- или трех ярусный ротор. Ярусы выполнены в виде массивных дисков, по внешнему диаметру которых расположены боксы с полиградиентной средой - пакетами рифленых пластин. Роторы являются элементами магнитной цепи, поток в которой создается мощной электромагнитной системой с катушками и магнитопроводом. Рабочим пространством являются вертикальные зазоры между рифлеными пластинами, через которые замыкается магнитный поток. Исходное питание подается в рабочие зазоры на вращающийся ротор. Движение материала осуществляется вертикально под действием сил тяжести перпендикулярно горизонтальному магнитному потоку. Слабомагнитные частицы притягиваются к поверхности пластин и выносятся в зону разгрузки магнитной фракции, где магнитное поле отсутствует.

Полиградиентной средой в электромагнитных сепараторах с горизонтальным расположением оси рабочего органа (ротора) служат пакеты из сеток. Характерной особенностью этих сепараторов является электромагнитная система панцирного типа с водоохлаждаемыми катушками и совпадение направления движения материала и вектора магнитного потока. Сепараторы

этого типа могут быть как с верхним, так и с нижним расположением магнитной системы относительно ротора.

В карусельном сепараторе электромагнитная система также панцирного типа с водоохлаждаемыми, седлообразными катушками, а направление движения материала и вектора магнитного потока совпадают. Рабочий орган - карусель (ротор), вращающийся в горизонтальной плоскости на роликах; полиградиентная среда - пакеты сеток.

Магнитные фильтры это аппараты без движущегося рабочего органа как такового. Рабочее пространство - это внутренний объем соленоида, в котором располагается кассета с сетками, шарами или стальной ватой. Включение соленоида, подача питания и смывной воды осуществляется периодически по заданной программе.

Все сепараторы с сетчатым феррозаполнителем (полиградиентной средой) могут осуществлять процесс сепарации только в мокром режиме. Рабочим органом роликовых сепараторов на постоянных РЗ магнитах является ролик из чередующихся магнитных и ферромагнитных дисков. Материал подается на тонкую бесконечную ленту охватывающую ролик или непосредственно на его поверхность. Частицы немагнитной фракции отделяются затем под действием гравитационных и центробежных сил, а слабомагнитные частицы, притянувшиеся к рабочей поверхности отводятся под ролик, где отделяются с помощью ленты или электростатических сил. В упомянутом мокром сепараторе («железное колесо») на постоянных магнитах для сепарации слабомагнитных материалов рабочим органом является барабан с кольцевыми каналами, расположенными по внешнему диаметру вдоль его образующей. На дне кольцевых каналов закреплена полиградиентная среда в виде ленты из сетки, а секции магнитной системы охватывают каналы с двух сторон (бортов).

Ближайшим аналогом шарикового барабанного сепаратора по функциональному назначению является роторный электромагнитный сепаратор типа 6(4)ЭРМ («Магнис ЛТД» Украина). В общей сложности за последние 10

лет было реализовано около 140 таких сепараторов. В настоящее время сепаратор 6ЭРМ-100 эксплуатируется на месторождении «Шокаш» (Казахстан). Сепараторы такого типа были заложены в проектах Бешпагирского ГОКа (Россия), совместного украинско-канадского предприятия «Гранат» (Украина, г. Луганск), опытно-промышленной фабрики по обогащению железо-марганцевых руд Парнокского месторождения (Россия). Наиболее серьёзной проблемой при эксплуатации роторных сепараторов, наряду с высоким энергопотреблением, является проблема неполной регенерации рабочей (полиградиентной) среды вне зоны действия магнитного поля в цикле мокрого обогащения. Жесткое закрепление осадительных элементов матриц в рабочем органе сепаратора приводит к постепенному забиванию рабочих зазоров матриц магнитными частицами и отложениям солей, что требует периодических остановок сепаратора для очистки или замены матриц.

Электромагнитные валковые сепараторы серии ЭВС (Рудгормаш, Россия) и многочисленные модификации роликовых магнитных сепараторов на постоянных магнитах, наиболее близки по своему функциональному назначению к роликовому щелевому и лотковому щелевому высокоградиентным сепараторам, разработке которых посвящена часть данной диссертационной работы. Наиболее близкими к ним по рабочим параметрам являются валковый сепаратор 2ЭВС-36/100 и роликовый ленточный сепаратор RE ERIEZ Magnetics (США). Электромагнитный сепаратор серии ЭВС -традиционное обогатительное оборудование для получения кварцевых концентратов на отечественных предприятиях по добыче и переработке кварцевого песка и на стекольных заводах. Однако, высокое энергопотребление и достаточно крупные габариты электромагнитных сепараторов являются причиной того, что в последние годы роликовые ленточные и безленточные сепараторы на постоянных магнитах стали постепенно вытеснять их даже в тех случаях, когда технические и технологические характеристики обоих видов оборудования находятся на одном уровне. Вместе с тем, несмотря на то, что применение в обогатительной отрасли роликовых магнитных сепараторов на

постоянных магнитах постепенно расширяется, проблема извлечения с их помощью слабомагнитной фракции не может считаться решенной из-за ряда недостатков всех получивших распространение конструкций таких сепараторов. Так, ни один из типов роликовых сепараторов не обеспечивает извлечение слабомагнитной фракции «в один прием», т.е. без перечистки. Это вызвано тем, что зоны действия высокоградиентных магнитных сил на поверхности используемых в них роликов имеют форму узких кольцеобразных полос, расположенных вдоль направления движения материала и разделенных между собой зонами с пониженной величиной магнитных сил, что позволяет множеству частиц магнитной фракции двигаться по траекториям, не пересекающим зон действия высокоградиентного магнитного поля. Это приводит к потерям магнитного продукта в процессе обогащения и существенному остаточному содержанию магнитных примесей в процессе очистки минерального сырья. Кроме того, ленточные сепараторы, задействованные в процессах извлечения слабомагнитной фракции, когда для повышения магнитных сил требуется максимально приблизить сепарируемый материал к поверхности магнитного ролика, имеют очень тонкую (как правило, дорогостоящую кевларовую) ленту, требующую частой замены, что усложняет их эксплуатацию и существенно повышает эксплуатационные расходы.

§ В.З.Краткая характеристика работы

Цель работы. Повышение технико-экономической эффективности и технологических возможностей обогащения слабомагнитных руд и очистки минерального и другого сырья от слабомагнитных примесей путём разработки и внедрения новых образцов оборудования для сепарации слабомагнитных включений..

Идея работы. На основе современных достижений науки и техники, в частности, использования высокоэнергетичных магнитных материалов и новейших программных средств численного моделирования магнитных полей

разработать и создать новые конструкции магнитных систем для высокоградиентных сепараторов, позволяющих реализовать новые способы концентрации и перераспределения магнитного потока в рабочей области промышленных магнитных систем на постоянных магнитах с целью существенного увеличения магнитных сил, действующих на слабомагнитные частицы в области извлечения, удержания и транспортировки частиц с малым магнитным моментом.

Задачи исследований. Для достижения поставленной в работе цели были поставлены и решены следующие задачи:

-разработана и реализована методика исследования и проектирования магнитных систем промышленного назначения, позволяющая путём трёхмерного объемного моделирования магнитных систем и сравнительного анализа данных о величине индукции магнитного поля, полученных экспериментальным путём и путём численного моделирования, строить магнитодинамические карты систем, наиболее объективно отражающие их магнитно-силовые характеристики;

-разработана методика послойного картографирования магнитного поля широкого класса магнитных систем промышленного назначения, реализованная путём сочетания специальных аппаратных и программных средств в экспериментальном измерительно-аналитическом комплексе для тестирования магнитных систем;

- разработаны и применены в новых конструкциях магнитных систем на

постоянных магнитах оригинальные способы высокоэффективной концентрации

магнитного потока, основанные на сочетании использования щелевого зазора

между рабочим органом и магнитопроводящим экраном и новых типов

полиградиентных матричных структур, позволяющих достигать уникальных для

промышленных систем на постоянных магнитах значений силового параметра 1^гас1В;

- впервые экспериментально и теоретически обоснована возможность создания ряда новых моделей высокоградиентных сепараторв на постоянных

высокоэнергетичных магнитах: барабанного шарикового сепаратора, а также роликового, лоткового и конусно-роторного сепараторов с полиградиентными матричными структурами на поверхности рабочих органов;

- установлены основные закономерности влияния силовых параметров магнитных систем с высокоградиентным магнитным полем на поверхности рабочего органа на технологические возможности извлечения различных слабомагнитных включений в процессе магнитной сепарации;

-сформулированы рекомендации по конструированию новых типов полиградиентных матричных структур для высокоградиентных магнитных систем.

Объектами исследований являлись конструктивно-технические и конструктивно-технологические параметры процесса магнитной сепарации слабомагнитных материалов на примере магнитной сепарации ряда окисленных железных руд, включая мелкодробленые гематитсодержащие кварциты Михайловского ГОКа, и кварцевых песков в процессе их очистки от слабомагнитных окислов.

Методы исследований: магнитно-радиометрические методы исследования параметров магнитных систем, магнитно-радиометрические и химические методы анализа исходных материалов и продуктов разделения; численное моделирование магнитных полей и процесса магнитной сепарации с использованием классических аналитических и современных программных средств расчетов и обработки полученных данных, лабораторное

моделирование процесса магнитной сепарации в высокоградиентных магнитных полях; статистический анализ результатов, полученных в ходе испытаний, с использованием современных программ их компьютерной обработки; использование современной аналитической и приборной базы для изучения магнитных, параметров магнитных систем сепараторов, свойств, минерального и вещественного состава продуктов обогащении. При экспериментах использовались специальные и стандартные измерительные устройства и приборы.

Научные положения, выносимые на защиту и их новизна.

1. Предложена методика оценки силового режима разделения минералов на основе расчета величины нового параметра - эффективного динамического объема рабочего пространства по заданному пороговому значению магнитной силы.

2. Разработана методика и создано новое устройство на основе системы различно ориентированных магнитометрических датчиков для послойного картографирования магнитного поля в рабочем пространстве магнитного сепаратора и компьютерного моделирования его магнитодинамических карт.

3: Впервые применена новая методика расчета индукции и силовых параметров магнитного поля с трехмерной неоднородностью в окрестностях точек контакта элементов ферромагнитного заполнителя рабочей среды полиградиентного шарикового сепаратора с учетом магнитного насыщения.

4. Впервые экспериментально и теоретически обоснована возможность создания ряда новых моделей высокоградиентных сепараторов на постоянных магнитах с повышенными технико-экономическими характеристиками и технологическими возможностями для обогащения тонкоизмельченных и мелкозернистых слабомагнитных материалов: барабанного шарикового сепаратора, а также роликового, лоткового и конусно-роторного сепараторов с полиградиентными матричными структурами на поверхности рабочих органов.

Практическое значение работы заключается в разработке практически реализуемых конструкций новых типов магнитных систем на постоянных высокоэнергетичных магнитах, что позволило сконструировать ряд не имеющих прямых аналогов высокоградиентных магнитных сепараторов на постоянных магнитах, превосходящих функциональные аналоги (т.е. сепараторы предназначенные для выполнения тех же функций по извлечению слабомагнитных фракций) по своим технико-экономическим показателям и технологическим возможностям, а именно-

-шарикового магнитного сепаратора на постоянных магнитах;

-роликового высокоградиентного магнитного сепаратора с щелевым зазором на постоянных магнитах,

-лоткового высокоградиентного магнитного сепаратора с щелевым зазором на постоянных магнитах,

-конусно-роторного высокоградиентного магнитного сепаратора с щелевым зазором на постоянных магнитах.

Кроме того разработана методика расчета и сравнения магнитно-силовой эффективности различных магнитных систем промышленного назначения путём введения понятия и численной оценки величины эффективного динамического объема магнитных систем, позволяющая на основе анализа магнитодинамических карт магнитных систем оценивать возможности систем по извлечению и удержанию магнитовосприимчивых частиц с целью выбора наиболее оптимальных вариантов конструкций и параметров магнитных сепараторов.

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору Кармазину В.В. за постановку задач исследований и руководство выполняемой работой а также главному конструктору ООО «МАГНЕТИТ», к.т.н. Измалкову В.А. за помощь при подготовке и проведении технологических испытаний экспериментальных образцов разработанных магнитных систем.

Заключение диссертации по теме «Обогащение полезных ископаемых», Тагунов, Петр Евгеньевич

Заключение

• Разработана методика оценки и сравнения магнитно-силовой эффективности магнитных систем промышленного назначения на основе введения нового параметра - эффективного динамического объема магнитной системы по заданному пороговому значению магнитной силы, позволяющая путём анализа магнитодинамических карт магнитных систем определять возможности систем по извлечению частиц магнитной фракции.

• Впервые проведен строгий расчет магнитного поля в пространстве между контактирующими ферромагнитными шарами, находящимися в магнитном поле, с учетом насыщения ферромагнитного материала. Получены математические выражения для расчета силовых характеристик поля, в межшаровом пространстве, опирающиеся на использование шаблонных функций, не зависящих от размера шаров и рассчитываемых путём трёхмерного численного моделирования для каждой плотности магнитного потока и каждого вида ферромагнитного материала. Полученные результаты позволяют проводить детальный анализ силовых характеристик полиградиентной шариковой среды.

• Разработана методика и создано устройство на основе системы различно ориентированных магнитометрических датчиков для послойного картографирования магнитных полей магнитных систем промышленного назначения, с возможностью построения магнито-динамических карт рабочего пространства.

• Разработана конструкция и рассчитаны рабочие параметры магнитной системы для шарикового барабанного сепаратора на постоянных высокоэнергетичных магнитах. Конструкция защищена Евразийским патентом.

• Разработаны магнитные системы на постоянных магнитах для новых образцов высокоградиентных сепараторов, в которых сочетаются: -высокоэффективная концентрация магнитного потока в рабочей области; -расположение рабочей области в щелевом зазоре и

-использование новых типов полиградиентных матриц, что позволило достичь уникальных для промышленных систем на постоянных магнитах значений силового параметра Е^гасШ вплоть до 1.5ТО4 Тл2/м.

• Разработаны конструкции роликового, лоткового и конусно-роторного сепараторов на постоянных магнитах с щелевым зазором и полиградиентными матрицами на поверхности рабочих органов. Конструкции защищены двумя Евразийскими патентами.

• Проведённые технические и технологические испытания моделей новых сепараторов показали, что они превосходят функциональные аналоги по силовым характеристикам магнитного поля и имеют в ряде случаев лучшие технологические показатели магнитного обогащения. Потребление электроэнергии по сравнению с функциональными аналогами на электромагнитных системах сокращается в 5-7 раз. Проведённые исследования позволяют прогнозировать перспективность внедрения новых сепараторов для магнитной сепарации тонкоизмельченных и мелкозернистых слабомагнитных минералов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тагунов, Петр Евгеньевич, 2012 год

Литература:

1. Тагунов Е.Я., Тагунов П.Е., Кармазин В.В. Расчет магнитного поля в рабочей области высокоградиентного барабанного шарикового сепаратора на постоянных магнитах. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ, №2, 2012г., стр. 106-111.

2. Тагунов П.Е., Тагунов Е.Я., Определение силовых характеристик полиградиентной шариковой среды в магнитном поле. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ, №2,2012г., стр.117-121.

3. Тагунов П.Е., Измалков В.А., Тагунов Е.Я. Методика расчета магнитного поля в среде с полиградиентным феррозаполнителем из стальных шариков. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ, №2,2012г., стр.112-116.

4. Кармазин В.В., Тагунов П.Е., Измалков В.А. «Барабанный шариковый магнитный сепаратор», Евразийский патент на изобретение №014396 от 29 октября 2010г.

5. Тагунов П.Е., Измалков В.А., Тагунов Е.Я., Пучков В.А. «Роликовый магнитный сепаратор», Евразийский патент на изобретение №014395 от 29 октября 2010г.

6. Тагунов Е.Я., Тагунов П.Е., Измалков В.А., Пучков В.А. «Лотковый магнитный сепаратор», Евразийский патент на изобретение №014397 от 29 октября 2010г.

7. Измалков В.А., Кармазин В.В., Тагунов Е.Я., Тагунов П.Е. «Способ магнитной сепарации и устройство для его осуществления». Патент на изобретение №2438793, РФ, от 10 января 2012 г.

8. Тагунов Е.Я., Измалков В.А., Тагунов П.Е., Карпачев С.Н., Таран А.В., Пучков В. А. Измерительно-аналитический комплекс для тестирования открытых магнитных систем. / Тезисы докладов. XVI Международная конференция по постоянным магнитам. Суздаль 17-21 сентября 2007. М. 2007. с. 174-175.

9. Тагунов П.Е., Тагунов Е.Я., Пучков В.А. Оценка эффективности магнитных систем магнитных сепараторов. / Тезисы докладов. XVII Международная конференция по постоянным магнитам. Суздаль 21-29 сентября 2009. с. 200-201.

Ю.Тагунов Е.Я., Карпачев С.Н., Измалков В.А., Таран А.В., Тагунов П.Е. Разработка и испытания экспериментального образца комплекса для тестирования открытых магнитных систем. Отчет о научно-исследовательской работе по государственному контракту №4392 р/6628 от 28 июня 2006г. Депонировано ВНТИЦ, код 14 4000 954 0320, №И081211140549 от 08.12.2008, 40стр.

11.Тагунов Е.Я., Карпачев С.Н., Измалков В.А. Магнитометрический модуль измерительно-аналитического комплекса для тестирования открытых магнитных систем, Патент на изобретение №2328754, РФ, от 10 июля 2008 г

12.Кармазин В.В., Кармазин В.И. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. (Т.1. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых) М.: Изд. МГГУ, 2005, 669с.

13.Jan Svoboda. Magnetic Techniques for the Treatment of Materials. Dordrecht, Boston: Kluwer Academic Publishers, 2004, p.656

14.Н.Ф.Мясников. Полиградиентные магнитные сепараторы. M.: Недра, 1973,157с.

15.Кармазин В.И., Кармазин В.В. Магнитные методы обогащения. М.:Недра, 1988,303 с.

16.Кармазин В.В. Перспективы развития технологии обогащения железорудного сырья. Горный журнал. 2008. № 12, с. 70-73

17.Кармазин В.В., Опалев A.C., Кретов С.И., Губин СЛ., Ковалев Р.В., Жилин С.Н. Разработка мокрых магнитных сепараторов для стадиального выделения концентрата на обогатительных фабриках современных горнообогатительных комбинатов. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ. 2006. № 6. с. 17-27

18.Кармазин В.В.Совершенствование технологии обогащения магнетитовых кварцитов на основе сепараторов с бегущим магнитным полем. Горный журнал. 2006. №6. с. 108-113

19.Кармазин В.В., Жилин С.Н., Измалков В.А., Опалев A.C., Кретов С.И., Ковалев Р.В. Разработка мокрых магнитных сепараторов для стадиального выделения концентрата на обогатительных фабриках современных горно-обогатительных комбинатов. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ. 2005. № 12. с. 49-59.

20.Karmazin V.V. Theoretical Assessment of Technological Potential of Magnetic and Electrical Separation // MES. - V. 8 - 1997, OPA

21 .Karmazin V.V., Bikbov M.A., Bikbov A.A. The Energy Saving Technology of Beneficiation of Iron Ore // MES. - 2002. V. 11 - N.4

22.Бинс К., Лоуренс П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. М.: Энергия, 1970.

23.Тамм И. Е. Основы теории электричества. 10-е изд., испр.. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989, 504 с.

24.Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич Л.М., Шеховцев Б.А. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М.: Высш. школа, 1968, 208 с.

25.Буль Б.К. Основы теории и расчета магнитных цепей. М.: Энергия, 1964, 464 с.

26.Бухгольц Г. Расчёт электрических и магнитных полей. М.: ИЛ, 1961, 712с

27.Кармазин В.И., Капуста Б.Ф., Пилов П.И. Рациональная технология обогащения окисленных кварцитов //: Техника и технология обогащения руд. - М.: Недра, 1975.-250 с.

28.Л.Ф. Мостипан, В.В. Дементьев, P.C. Улубабов, Л.А. Шатова, К.А. Левченко Особенности обогащения бурожелезняковых оолитовых руд на

высокоградиентных сепараторах // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. -2001.-Вип. 13.-С .78-83.

29.Кармазин В.И. Современные методы магнитного обогащения руд черных металлов. - М.: Госгортехиздат, 1962. - 659 с.

30.Кармазин В.И. Обогащение руд черных металлов. - М.: Недра, 1982. - 214 с.

31.Журавлев С.И. Обогащение магнетитовых руд контактово- и гидротер-мально-метасоматического генезиса. - М.: Недра, 1978. - 153 с.

32.Кравченко Н.Д., Кармазин В.И. Магнитная сепарация отходов цветных металлов. - М.: Металлургия, 1986. - 118 с.

33.Гражданцев И.И., Деркач В.Г., Зубарев С.Н. Магнитная сепарация марганцевых руд // Горный журнал. - 1952. - № 5. - С. 18-20.

34.S.K. Kanungo, S.K. Mishra and D. Biswal, Beneficiation of low-grade, high-phosphorus manganese ores of Andhra Pradesh, India, by wet high-intensity magnetic separation plus jigging or hydrocyclone classification. Minerals and Metallurgical Processing, Vol. 17 No. 4, November 2000.

35.Bhagat R. P., Benefication tests on an Indian bauxite incorporating magnetic separation. Trans. IMM Section C., Vol. 110, Sept/Dec. 2001

36.Da-He X., Research and commercialisation of treatment of fine ilmenite with SLon magnetic separators. Magnetic and Electrical Separation, Vol.10 No.2, 2000

37.S. Song, S. Lu, A. Lopez-Valdivieso. Magnetic separation of hematite and limonite fines as hydrophobic floes from iron ores. Minerals Engineering, Vol.15, no.6, 2002.

38.Panov S. P., Metson J. B. and Batchelor J. J. Benefication of New Zealand ilmeno-magnetites, AusIMM Proceedings, Vol. 305 No. 1, 2000

39.Prakash S. The recovery of fine iron minerals from quartz and corundum mixtures using selective magnetic coating, Int. J. Mineral Processing, Vol.57, no.2, 1999

40.Азбель Ю.И., Воликов Ю.А., Егоров И.Ф. Исследование мокрого магнитного обогащения полевошпатового сырья с использованием высокоградиентного роторного сепаратора на обогатительной фабрике Вишневогорского рудоуправления // Новые физические методы обогащения полезных ископаемых. - Д., 1983. - С. 19-24.

41.Karapinar N. Magnetic separation: an alternative method to the treatment of wastewater, review. The European Journal of Mineral Processing and Environmental Protection, Vol.3, No.2, 2003

42.Б.М. Савицкий, B.B. Кармазин, В.И. Кармазин и др. Сепарация полезных ископаемых с применением сверхпроводящих магнитных систем // Обогащение и брикетирование углей. - 1973. - № 2. - С. 17-21.

43.Деркач В.Г. Магнитное обогащение слабомагнитных руд. - М.: Металлургзавод, 1954.-294 с.

44.Деркач В.Г. Специальные методы обогащения полезных ископаемых. - М.: Недра, 1966.-338 с.

45.Деркач В.Г., Дацюк И.С. Электромагнитные процессы обогащения. - М.: Металлургиздат, 1947. - 126 с.

46.Деркач В.Г. Процесс мокрой магнитной сепарации слабомагнитных руд. - М.: Металлургиздат, 1940. - 74 с.

47.Джонс Д.Х. Сепаратор для мокрой магнитной сепарации слабомагнитных материалов // Материалы международного конгресса по обогащению полезных ископаемых, г. Лондон, апрель, 1960 г. - М.: Госгортехиздат, 1962. - С. 424 -436.

48.0berteuffer J.A. Magnetic Separation: A review of principles, devices and applications. - IEEE Trans. Magnetics. - 1974. -Vol.10. - P. 22-238.

49.J. Svoboda. A realistic description of the process of high-gradient magnetic separation. Minerals Engineering, Vol.14, no.l 1, 2001.

50.Тихонов O.H. Введение в динамику массопереноса процессов обогатительной технологии. - Л.: Недра, 1973. - 240 с.

51 .Watson J.H. P. Magnetic filtration. -J. of Appl Phys. - 1973. - 44, № 9. P. 4209 -4213.

52.Тихонов O.H. Теоретические основы сепарационных процессов обогащения полезных ископаемых. - Л.: Изд-во ЛГИ, 1978. - 97 с.

53.Н Kitahara. 3-D simulation of magnetic particles'behaviour during compaction in a magnetic field. Powder Technology, Vol.109 no. 1-3, 2000.

54.Turkenich A.M., A novel method for improvement of quality of a magnetite concentrate. Magnetic and Electrical Separation. - Vol.10. - No.4. - 2001.

55.G. Iacob and N. Rezlescu, A novel advantage of HGMS ordered matrices. Magnetic and Electrical Separation, Vol.10 No.2, 2000.

56.V. Murariu, O. Rotariu, V. Badescu, R. Badescu. Modelling of magnetodensimetric separation in two high gradient magnetic separation axial cells. Powder Technology, Vol.116 no.l, 2001

57 J.G. Rayner, T.J. Napier-Munn. The mechanism of magnetics capture in the wet drum magnetic separator. Minerals Engineering, Vol.13, no.3, Mar.2000.

58.Augusto P.A., and Martins J.P., Innovation features of a new magnetic separator and classifier. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, Vol. 22, Nos. 1-3 (2001).

59.Dahe X., A large scale application of Slon magnetic separator in Meishan iron ore mine. Magnetic and Electrical Separation, Vol.11 No. 1-2, 2002

60.Ersayin S., Iwasaki I., Magnetically enhanced hydroseparator. Minerals and Metallurgical Processing, Vol.19 No.4, 2002

61.Newns R.D., Pascoe. Influence of path length and slurry velocity on the removal of iron from kaolin using a high gradient magnetic separator. Minerals Engineering, Vol.15, no.6, 2002

62.Kohaupt U., Filtration of fine particles by high gradient magnetic filtration., Filtration, Vol.5 No.l, 2005

63 .N. Karapinar, Magnetic separation of ferrihydrite from wastewater by magnetic seeding and high-gradient magnetic separation. International Journal of Mineral Processing, Vol.71 No. 1-4, 2003

64.Premaratne W.A.P.J., and Rowson N.A., The processing of beach sand from Sri Lanka for the recovery of titanium using magneic separation. Physical Separation in Science and Engineering Volume 12 Number 1 (2003)

65.Gerber R., Birss R.R. High gradient magnetic separation. - John Wiley and Sons LTD. - Chichester, 1983.

66.Watson J.H. P. Particle retention in high-intensity magnetic separation. — In: Deposition and filtration of particles from gases and liquids (Symp. Loughbor. Univ., 6—8.09. 1978), p. 43-60.

67.Азбель Ю.И. Расчет магнитных полей сепараторов с помощью электронных вычислительных цифровых машин // Обогащение руд. - 1968. - № I. - С. 56-59.

68.Muha P., Hencl V., Madai Е. Magnetic Forces in an Oriented matrix of the High Gradient Magnetic Separator// Int. Jour, of Mineral Processing. - 1982. - Vol.9, №3. -P.259-268.

69.Hencl V. Current developments in the application of high-gradient magnetic separation (in Czech).- Rudy. - 1982. - № 30. - 41 p.

70.Gerber R., Takayasu M., Friedlaender F.I. Generalization of HGMS theory: the capture of ultra fine particles. IEEE Trans. Mag., MAG-19(1983), p.2115.

71.Birss R.R., Parker H.R. High-intensity magnetic separation Progress in Filtration and Separation. (Ed.R.I. Wakeman). Vol. 2, Elsevier Sci, Publ. Co., Amsterdam, 1981, p.171

72.Gerber R. Theory of particle capture in axial filters for HGMS I. Phys. D: Appl. Phys. -№ 11(1978). - P.2119.

73.Reffle J., Dusschl H., Hoffman H., Friedlaender F. Critical capture radius in single wire HMGS. I. Appl. Phys. 24(1981), p.225.

74.Friedleander F.I. Gerber R. Kurz W., Birss R.R. Particle motion near and capture on single spheres in HGMS. IEEE Trans. Mag., MAG-17(1984), p.2801.

75. Watson I.H.P. Theory of capture of particles in magnetic High-intensity filters. - IEEE Trans. Magn. - MAG-11 (1975).

76. Watson J.H.P. Theory of high-intensive magnetic separation/ Filtration & Separation. -May/June, 1977.-P.242.

77.Birrs R.R., Gerber R., Parker M.R., Sheerer T.J. Laminar flomodel of particle capture of axial magnetic filters. IEEE, Trans. Mag., MAG-14, 1978, p.l 165.

78.Cohen E., Roberts S., Kerley N. A new super conducting magnet system for high intensity magnetic separation. Proc. "Electrical and Magnetic separation and Filtration Technology". Antwerpen 1984. Tech. Inst., 1984.

79.Friedleander F.J., Takayasu M., Rittig J.B., Kentzer C.P. Particle flow and collective process in single wire HGMS studies. IEEE Trans. Mag. MAG-14, 1978, p.l 158.

80. Levin J. Wat high intensity magnetic separation. Laboratory tests conducted in 1978 and 1979. Report 2076. National institute for metallurgy. Randburg. RSA, 1980.

81.Nesset J.F., Finch J.A. A loading equation for HGMS and application in identifying the fine size limit of recovery. Fine Particles Processing. Vol.2. AIME, New York, 1980, p.1217.

82.Туркенич A.M. Течение пульпы по наклонным треугольным впадинам пластин роторных магнитных сепараторов. - 1985. - 12с. - Деп. в ВИНИТИ. 6.03.85, № 1713-85 с.

83.Hollingworth М., Finch I.A. Downstream capture in longitudinal HGHS. IEEE Trans.Mag.MAG-18, 1982, p. 1674.

84.Hayashi K., Uchiyama S. On particle trajectory and capture efficiency around many wires. IEEE Trans.Mag.MAG-16, 1980, p.827.

85.Sheerer T.J., Parker M.R., Friedleander F.J., Birss R.R. Theory of capture of weakly magnetic particles in randown matrices in the longitudinal configuration in HGMS. IEEE Trans. Mag. MAG-17, 1981, p.2807.

86.Ю.С. Мостика, В.Ю. Шутов, H.C. Атаманов, И.В. Ахметшина. Извлечение частиц в рабочей зоне ВГМС с циклическим режимом работы // Теория и практика процессов разделения. - Одесса: ОГМА, 1994. - С.47-53.

87.Мостика Ю.С., Шутов В.Ю., Ахметшина И.В. Разработка математической модели процесса улавливания слабомагнитных частиц в шаровой рабочей зоне ВГМС // Теория и практика процессов разделения - Одесса: ОГМА, 1994. - С. 43-47.

88.Karmazin, V.V., Bikbov, М.А., and Bikbov, A.A., The energy saving technology of beneficiation of iron ore. Magnetic and Electrical Separation, Vol.11 Number 4, 2002.

89.Karmazin V.I., Karmazin V.V., Bardovskiy V.A., and Zamytskiy O.V., Development of a continuous chamber high-gradient magnetic separator with a strong field. Magnetic and Electrical Separation, Vol.11 No. 1-2, 2002.

90.Yu.S.Mostyka, V.l. Karmazin, V.Yu.Shutov, L.Z.Grebenuk. Selection of an Expression for the Hydrodynamic Drag on a Particle in a Magnetic Separator // Magnetic and Electrical Separation. - 1999. -Vol. 10. -P.45-55.

91.Кармазин В.И., Мостика Ю.С., Шутов В.Ю., Гребенюк JI.3. Исследования влияния насыщения матрицы ВГМС на силовые характеристики магнитного поля. // Горн, информ.-аналит. бюл. - 1998. -№ 3. - С.56-62.

92.Мостика Ю.С., Кармазин В.И., Гребенюк JI.3., Шутов В.Ю. Расчет силовых характеристик рабочей зоны магнитного сепаратора с цилиндрическими ферромагнитными элементами. // Горн, информ.-аналит. бюл. - 1996. - № 3. - С. 56-59.

93.Кармазин В.И., Захарова М.С. Магнитное поле сепаратора с шаровыми насадками // Обогащение руд. - 1966. - № 1. - С.39-43.

94.Бондаренко Г.И., Мадьяров В.Г. Расчет эффективности магнитного фильтра с шаровым наполнением. - Изв. вузов. Энергетика. - 1977. - № 4. - С. 13-18.

95.В.И. Кармазин, М.С. Захарова, A.M. Туркенич и др. Магнитные силы, действующие в межшаровом пространстве полиградиентных сепараторов. // В кн.: Обогащение полезных ископаемых. - К.: Техника, 1973. - С. 65-68.

96.Херсонец JI.H., Крутий В.В., Давыденко В.П. и др. Оценка магнитных характеристик сепараторов с шариковой рабочей зоной // Горн. журн. - 1970. -№ 3. - С. 56-59.

97.Мостыка Ю.С., Султанович Е.А., Савлук E.H. Исследование технологии обогащения редкометальных песков // Материалы науч. конф.: «Рациональное природопользование в условиях перестройки». - Петрозаводск, 1989. - С. 85-87.

98.Мостыка Ю.С., Султанович Е.А., Савлук E.H. Исследование технологии обогащения техногенного месторождения редкометальных песков // Материалы всесоюз. совещ. «Минерально-сырьевые ресурсы и их комплексное освоение». -Сарапул, 1989.-С. 43-44.

99.Бахвалов Ю.А., Никитенко А.Г., Щербаков В.Г. Аналитический обзор методов расчета магнитных полей электрических аппаратов. М.: Электротехника. 1997, №1.с. 15-19.

100. J. Svoboda, T. Fujita., Recent developments in magnetic methods of material separation. Minerals Engineering, Vol.16 Issue 9, 2003.

101. Long Si JURNG, Toyohisa FUJITA and Junzo SHIMOIIZAKA. High Gradient Magnetic Separation of Fine Low Grade Iron Ore. J. of Mining and Materials Processing Institute of Japan.Vol.101,1985, pp.525-530

102. J. Svoboda, T.Fujita. Innovation Magnetic Techniques of Material Treatment Technology at Crossroad, Proc. 22nd Intnl Mineral Processing Cong. (IMPC), 2003, pp 261-269.