Kaolin ma w moim kraju obfite zasoby, a potwierdzone zasoby geologiczne wynoszą około 3 miliardów ton i są rozmieszczone głównie w Guangdong, Guangxi, Jiangxi, Fujian, Jiangsu i innych miejscach. Ze względu na różne przyczyny powstawania geologicznego skład i struktura kaolinu z różnych obszarów produkcyjnych są również różne. Kaolin to krzemian warstwowy typu 1:1, który składa się z oktaedru i czworościanu. Jego głównymi składnikami są SiO2 i Al203. Zawiera również niewielką ilość Fe203, Ti02, MgO, CaO, K2O i Na2O itp. składnika. Kaolin ma wiele doskonałych właściwości fizycznych i chemicznych oraz charakterystyk procesowych, dlatego jest szeroko stosowany w przemyśle petrochemicznym, papierniczym, materiałach funkcjonalnych, powłokach, ceramice, materiałach wodoodpornych itp. Wraz z postępem współczesnej nauki i technologii pojawiają się nowe zastosowania kaolinu stale się rozwijają i zaczynają przenikać do dziedzin wysokich, precyzyjnych i najnowocześniejszych. Ruda kaolinu zawiera niewielką ilość (zwykle 0,5% do 3%) minerałów żelaza (tlenki żelaza, ilmenit, syderyt, piryt, mika, turmalin itp.), które barwią kaolin i wpływają na jego spiekanie. Białość i inne właściwości ograniczają zastosowanie z kaolinu. Dlatego też szczególnie istotna jest analiza składu kaolinu oraz badania nad technologią usuwania jego zanieczyszczeń. Te kolorowe zanieczyszczenia mają zwykle słabe właściwości magnetyczne i można je usunąć poprzez separację magnetyczną. Separacja magnetyczna to metoda oddzielania cząstek minerałów w polu magnetycznym przy wykorzystaniu różnicy magnetycznej minerałów. W przypadku minerałów słabo magnetycznych do separacji magnetycznej wymagane jest silne pole magnetyczne o wysokim gradiencie.
Struktura i zasada działania separatora magnetycznego zawiesiny o wysokim gradiencie HTDZ
1.1 Struktura separatora magnetycznego o wysokim gradiencie zawiesiny elektromagnetycznej
Maszyna składa się głównie z ramy, cewki wzbudzenia chłodzonej olejem, układu magnetycznego, czynnika separującego, układu chłodzenia cewki, układu płukania, układu wlotu i rozładunku rudy, układu sterowania itp.
Rysunek 1 Schemat struktury separatora magnetycznego o wysokim gradiencie dla zawiesiny elektromagnetycznej
1- Cewka wzbudzająca 2- Układ magnetyczny 3- Medium oddzielające 4- Zawór pneumatyczny 5- Rurociąg wylotowy miazgi
6-Schody ruchome 7-Rura wlotowa 8-Rura odprowadzająca żużel
1.2 Charakterystyka techniczna wysokogradientowego separatora magnetycznego zawiesiny elektromagnetycznej HTDZ
◎Technologia chłodzenia oleju: Do chłodzenia używany jest całkowicie uszczelniony olej chłodzący, wymiana ciepła odbywa się na zasadzie wymiany ciepła olej-woda i zastosowano transformatorową pompę olejową o dużym przepływie. Olej chłodzący ma dużą prędkość cyrkulacji, dużą zdolność wymiany ciepła, niski wzrost temperatury cewki i wysoką siłę pola magnetycznego.
◎Aktualna technologia prostowania i stabilizacji prądu: Dzięki modułowi prostownika realizowany jest stabilny prąd wyjściowy, a prąd wzbudzenia jest dostosowywany zgodnie z charakterystyką różnych materiałów, aby zapewnić stabilne natężenie pola magnetycznego i osiągnąć najlepszy wskaźnik wzbogacenia.
◎Technologia magnesów fizycznych o dużej wnęce i wysokiej wydajności: Użyj żelaznego pancerza, aby owinąć pustą cewkę, zaprojektuj rozsądną elektromagnetyczną strukturę obwodu magnetycznego, zmniejsz nasycenie żelaznego pancerza, zmniejsz wyciek strumienia magnetycznego i uformuj wysokie natężenie pola we wnęce sortującej.
◎Technologia separacji trójfazowej ciało stałe-ciecz-gaz: Materiał w komorze separacyjnej poddawany jest działaniu wyporu, własnej grawitacji i sile magnetycznej, aby osiągnąć odpowiedni efekt wzbogacania w odpowiednich warunkach. Połączenie wody rozładunkowej i wysokiego ciśnienia powietrza sprawia, że średnie płukanie jest czystsze.
◎Nowa, kolczasta, nierdzewna technologia materiałów przewodzących i magnetycznych: medium sortujące wykorzystuje wełnę stalową, siatkę w kształcie rombu lub kombinację wełny stalowej i siatki w kształcie rombu. Medium to łączy w sobie cechy sprzętu oraz badania i rozwój odpornej na zużycie stali nierdzewnej o wysokiej przepuszczalności. Gradient indukcji pola magnetycznego jest duży, łatwiej jest wychwycić słabe minerały magnetyczne, remanencja jest mała, a medium jest łatwiejsze do mycia po wyładowaniu rudy.
1.3 Analiza zasad działania sprzętu i analiza rozkładu pola magnetycznego
1.3.1Zasada sortowania jest taka: W cewce pancernej umieszczona jest pewna ilość magnetycznie przewodzącej wełny ze stali nierdzewnej (lub siatki cięto-ciągnionej). Po wzbudzeniu cewki, magnetycznie przewodząca wełna ze stali nierdzewnej ulega namagnesowaniu, a na powierzchni generowane jest bardzo nierówne pole magnetyczne, mianowicie magnetyzujące pole magnetyczne o wysokim gradiencie, gdy materiał paramagnetyczny przechodzi przez wełnę stalową w zbiorniku sortującym, to otrzyma siłę pola magnetycznego proporcjonalną do iloczynu przyłożonego pola magnetycznego i gradientu pola magnetycznego i zostanie zaadsorbowana na powierzchni wełny stalowej, zamiast przez materiał niemagnetyczny przechodzący bezpośrednio przez pole magnetyczne. Wpływa do zbiornika produktu niemagnetycznego przez niemagnetyczny zawór i rurociąg. Kiedy materiał słabo magnetyczny zebrany przez wełnę stalową osiągnie określony poziom (określony wymaganiami procesu), należy przerwać podawanie rudy. Odłączyć zasilanie wzbudzenia i przepłukać obiekty magnetyczne. Przedmioty magnetyczne wpływają do zbiornika produktu magnetycznego przez zawór magnetyczny i rurociąg. Następnie wykonaj drugą pracę domową i powtórz ten cykl.
1.3.2Analiza rozkładu pola magnetycznego: Użyj zaawansowanego oprogramowania elementów skończonych, aby szybko symulować mapę chmur rozkładu pola magnetycznego, skracając cykl projektowania i analizy; przyjąć zoptymalizowany projekt, aby zmniejszyć zużycie energii przez sprzęt i zmniejszyć koszty użytkownika; odkryć potencjalne problemy przed wytworzeniem produktu, zwiększyć niezawodność produktów i projektów; symulować różne schematy testów, skracać czas testów i wydatki;
Charakterystyka ruchu minerałów
2.1 Analiza ruchu materiału
Separator magnetyczny o wysokim gradiencie HTDZ nadaje się do dolnego podawania podczas sortowania kaolinu. W urządzeniu zastosowano wielowarstwową wełnę ze stali nierdzewnej (lub metal cięto-ciągniony) jako medium sortujące, dzięki czemu trajektoria cząstek rudy jest nieregularna w kierunku pionowym i poziomym. Ruch krzywoliniowy cząstek mineralnych pokazano na rysunku 1. Dlatego wydłużenie czasu przepływu i odległości minerałów w obszarze separacji jest pomocne w pełnej adsorpcji słabych magnesów. Ponadto natężenie przepływu zawiesiny, grawitacja i wyporność podczas procesu separacji oddziałują ze sobą. Efektem jest utrzymanie cząstek rudy w stanie luźnym przez cały czas, zmniejszenie adhezji pomiędzy cząstkami rudy i poprawa wydajności usuwania żelaza. Uzyskaj dobry efekt sortowania.
Rysunek 4 Schematyczny diagram ruchu minerałów
1. Sieć medialna 2. Cząstki magnetyczne 3. Cząsteczki niemagnetyczne.
2. Charakter rudy surowej i podstawowy proces wzbogacania
2.1 Właściwości określonego materiału mineralnego kaolinu w Guangdong:
Minerały płonne kaolinu występujące na pewnym obszarze Guangdong obejmują kwarc, muskowit, biotyt i skaleń, a także niewielką ilość czerwieni i limonitu. Kwarc wzbogacony jest głównie o wielkość ziarna +0,057mm, zawartość minerałów miki i skalenia jest wzbogacona w średniej wielkości ziarna (0,02-0,6mm), a zawartość kaolinitu i niewielkiej ilości ciemnych minerałów stopniowo wzrasta wraz ze wzrostem ziarna rozmiar maleje. , Kaolinit zaczyna się wzbogacać przy -0,057 mm i jest oczywiście wzbogacany przy -0,020 mm.
Tabela 1 Wyniki analizy wieloelementowej rudy kaolinu%
2.2 Główne warunki wzbogacania mające zastosowanie do eksperymentalnych poszukiwań małych próbek
Głównymi czynnikami wpływającymi na proces separacji magnetycznej w wysokogradientowym separatorze magnetycznym zawiesiny HTDZ są natężenie przepływu zawiesiny, natężenie pola magnetycznego tła itp. W tym badaniu eksperymentalnym testowane są następujące dwa główne warunki.
2.2.1 Natężenie przepływu gnojowicy: Gdy natężenie przepływu jest duże, wydajność koncentratu jest wyższa, a zawartość żelaza jest również wysoka; gdy natężenie przepływu jest niskie, zawartość żelaza w koncentracie jest niska, a jego wydajność jest również niska. Dane eksperymentalne przedstawiono w tabeli 2
Tablica 2. Wyniki doświadczalne natężenia przepływu zawiesiny
Uwaga: Badanie natężenia przepływu zawiesiny przeprowadza się w warunkach tła pola magnetycznego o natężeniu 1,25 T i dawce dyspergatora 0,25%.
Rysunek 5 Zależność pomiędzy natężeniem przepływu i Fe2O3
Rysunek 6. Zależność pomiędzy prędkością przepływu i suchą bielą.
Biorąc pod uwagę całkowity koszt wzbogacania, natężenie przepływu zawiesiny powinno być kontrolowane na poziomie 12 mm/s.
2.2.2 Pole magnetyczne tła: Natężenie pola magnetycznego tła separatora magnetycznego szlamu jest zgodne z prawem wskaźnika usuwania żelaza w procesie separacji magnetycznej kaolinu, to znaczy, gdy natężenie pola magnetycznego jest wysokie, wydajność koncentratu i zawartość żelaza w separator magnetyczny są niskie, a stopień usuwania żelaza jest stosunkowo niski. Wysoki, dobry efekt usuwania żelaza.
Tabela 3 Wyniki eksperymentów tła pola magnetycznego
Uwaga: Badanie tła pola magnetycznego przeprowadza się w warunkach natężenia przepływu zawiesiny 12 mm/s i dawki dyspergatora 0,25%.
Ponieważ im wyższe natężenie pola magnetycznego tła, tym większa moc wzbudzenia, tym większe zużycie energii przez sprzęt i wyższy jednostkowy koszt produkcji. Biorąc pod uwagę koszt wzbogacania, wybrane pole magnetyczne tła ustalono na 1,25T.
Rysunek 7. Zależność pomiędzy natężeniem pola magnetycznego a zawartością Fe2O3.
2.3 Podstawowy wybór procesu separacji magnetycznej
Głównym celem wzbogacania rudy kaolinu jest usunięcie żelaza i oczyszczenie. Zgodnie z różnicą magnetyczną każdego minerału, zastosowanie pola magnetycznego o wysokim gradiencie do usuwania żelaza i oczyszczania kaolinu jest skuteczne, a proces jest prosty i łatwy do wdrożenia w przemyśle. Dlatego w procesie sortowania stosuje się wysokogradientowy separator magnetyczny szlamu, jeden zgrubny i jeden drobny.
Produkcja przemysłowa
3.1 Proces produkcji przemysłowej kaolinu
Do usuwania żelaza z rudy kaolinu na określonym obszarze Guangdong stosuje się kombinację serii HTDZ-1000 w celu utworzenia procesu separacji magnetycznej grubo-drobnej. Schemat blokowy pokazano na rysunku 2.
3.2 Warunki produkcji przemysłowej
3.2.1Klasyfikacja materiału: główny cel: 1. Oddzielić wcześniej zanieczyszczenia, takie jak kwarc, skaleń i mika, z kaolinu za pomocą dwustopniowego cyklonu, zmniejszyć ciśnienie w kolejnym sprzęcie i sklasyfikować wielkość cząstek tak, aby spełniał wymagania kolejnego sprzętu. 2. Ponieważ środkiem oddzielającym w separatorze magnetycznym szlamu jest wełna stalowa o grubości 3 #, wielkość cząstek musi być mniejsza niż 250 mesh, aby zapewnić, że w ośrodku z wełny stalowej nie pozostaną żadne cząstki, aby zapobiec blokowaniu ośrodka z wełny stalowej przez wełnę stalową , wpływające na wskaźnik wzbogacania i średnie mycie oraz zdolność przerobową sprzętu itp.
3.2.2Warunki pracy separacji magnetycznej: przebieg procesu obejmuje jeden test zgrubny i jeden dokładny oraz jeden proces zgrubny i jeden dokładny z obiegiem otwartym. Zgodnie z przykładowym eksperymentem natężenie pola tła wysokogradientowego separatora magnetycznego szlamu do obróbki zgrubnej wynosi 0,7 T, wysokogradientowego separatora magnetycznego do operacji selekcji wynosi 1,25 T, a do obróbki zgrubnej szlamu stosuje się separator magnetyczny HTDZ-1000 . Wyposażony w wybrany separator magnetyczny szlamu HTDZ-1000.
3.3 Wyniki produkcji przemysłowej
Przemysłową produkcję kaolinu do usuwania żelaza w pewnym miejscu w Guangdong. Placek próbki produktu wytworzony przez wysokogradientowy separator magnetyczny zawiesiny HTDZ pokazano na rysunku 3, a dane przedstawiono w tabeli 2.
Ciasto 1: Jest to placek surowej próbki rudy, który wchodzi do magnetycznego separatora zawiesiny zgrubnej separacji
Ciasto 2: Z grubsza wybrane przykładowe ciasto
Ciasto 3, Ciasto 4, Ciasto 5: Wybrane próbki
Tabela 2 Wyniki produkcji przemysłowej (wyniki pobierania próbek i łamania ciast o godzinie 20:30 w dniu 6 listopada)
Rysunek 3 Próbka ciasta wyprodukowanego przy użyciu kaolinu w pewnym miejscu w Guangdong
Wyniki produkcji pokazują, że zawartość Fe2O3 w koncentracie można zmniejszyć o około 50% poprzez dwie wysokogradientowe separacje magnetyczne zawiesiny i uzyskać dobry efekt usuwania żelaza.
应用案例
Czas publikacji: 27 marca 2021 r