Опыт применения магнитных сепараторов в золотодобывающей промышленности

С 1996 года ООО «ЭРГА» специализируется на разработке и производстве магнитных сепараторов на основе постоянных магнитов. Специально для применения на предприятиях золотодобывающей промышленности «ЭРГА» разработаны высокопроизводительные обогатительные установки для горно-обогатительных комбинатов и магнитные сепараторы, работающие в полевых условиях на артелях и доводке концентратов. Конструктивно модернизированы стандартные сепараторы мокрого обогащения барабанного типа серии ПБМ, серийно выпускаемые машиностроительными заводами с 60-х годов прошлого века. С учетом развития редкоземельных сплавов и накопленного опыта проектирования и сборки магнитных систем компания «ЭРГА» пересмотрела концепцию магнитной системы. Благодаря доработанной магнитной системе стало возможным создание в рабочей зоне сепаратора магнитных полей с высокими характеристиками, позволяющих обогащать материалы со средней магнитной восприимчивостью. Магнитная индукция в рабочей зоне сепаратора МБС-ЛП может составлять от 0,4 до 0,9 Тл в зависимости от удельной восприимчивости обогащаемых минералов и материалов. Помимо высоких характеристик магнитного поля отличительной конструктивной особенностью серии МБС-ЛП (рис.1) является специальное устройство съема материала, выполненное в виде индукционного ролика. Данное устройство позволяет облегчить процесс съема материла с высокой и средней магнитной восприимчивостью и максимально извлечь магнитную фракцию.

Рис.1 Полупромышленный образец МБС-ЛП со специальным съемом магнитной фракции

Ванны могут быть исполнены в прямоточном и противоточном виде в зависимости от гранулометрического состава продукта и задачи, поставленной перед мокрой магнитной сепарацией (рис.2, рис.3). Таким образом, открылась возможность мокрой магнитной сепарации золотосодержащих руд в сильном магнитном поле без применения ненадёжных электромагнитных систем.

Рис. 2,3 Схема сепарации МБС-ЛП

Также магнитная сепарация нашла широкое применение в золотодобывающей промышленности в виде железоотделения. На предприятиях горно-обогатительного комплекса существует проблема ускоренного износа технологического оборудования, вызванного попаданием образующегося в процессе измельчения материалов скрапа и натира в дальнейший технологический процесс. Традиционный способ удаления такого скрапа базируется на использовании барабанных грохотов-бутар. Механические бутары не обеспечивают полного выделения скрапа. Попадая вместе с подбутарным продуктом в зумпфовые насосы, гидроциклоны, отсадочные машины и прочие агрегаты, скрап оказывает негативное влияние на эффективность их работы, существенно снижает срок их службы, увеличивая риск аварийных остановок производственного процесса. Для устранения вышеописанной проблемы «ЭРГА» спроектировало установку магнитную скрапоулавливающую – УМС (рис. 4)

Рис. 4 УМС

Принцип действия УМС представлен на рисунке 5.

Рис. 5 Схема работы УМС

В 2010 г. скрапоулавливающее оборудование было поставлено на Риддерский горно-обогатительный комплекс (ТОО “Казцинк”) с целью проведения промышленных испытаний и подтверждения эффективности вывода железного скрапа из цикла измельчения, а также изучения возможности улучшения показателей работы отсадочных машин на этапе выделения чернового гравитационного концентрата при переработке сульфидной руды Риддер-Сокольного месторождения. В качестве контролируемых технологических показателей работы экспериментальной отсадочной машины № 2а до и после установки УМС были приняты выход чернового гравитационного концентрата и извлечение золота в черновой гравитационный концентрат. Результаты анализа полученных данных показали улучшение технологических показателей обогащения руды методом отсадки:

• выход чернового гравитационного концентрата на отсадочной машине № 2а увеличился на 1,6% от операции (с 2,16% до 3,76%);
• извлечение золота в черновой гравитационный концентрат отсадочной машины № 2а повысилось на 9,2% от операции (с 11,54% до 20,75%);
• масса магнитного продукта, уловленного УМС из разгрузки мельницы № 2а, составила 0,5% (от операции) или 0,06% (от руды), прогнозируемая годичная масса – 1171,3 т.

На основании положительных результатов промышленных испытаний оборудование было принято к запуску в эксплуатацию.

Для доводки концентратов от магнитновосприимчивых минералов, извлекаемых в тяжелую фракцию гравитационного обогащения, часто используют сухую магнитную сепарацию.

Извлечение магнитновосприимчивых минералов (как сильномагнитных (магнетит, пирротин), так и слабомагнитных частиц (гранат, гематит, ильменит и т.д.) из черновых концентратов можно осуществить с помощью комплекса сухой магнитной сепарации, состоящего из барабанного магнитного сепаратора типа БСМ с индукцией на рабочей поверхности 0,32 Тл и валкового сепаратора типа СМВИ с индукцией на валу 1,7 Тл (рис.6). В основе комплекса запатентованные магнитные системы из редкоземельных постоянных магнитов, не потребляющие энергию для возбуждения магнитных полей высокой напряженности.

Рис. 6 Комплекс сухой магнитной сепарации БСМ-СМВИ для удаления сильно- и слабомагнитных минералов

В таблице 1. представлены результаты одностадийной обработки концентратов тяжелосредных установок на сепараторе БСМ-СМВИ (удельный вес концентрата > 2,6 г/см3).

С целью сравнения показателей обогащения установки БСМ-СМВИ и электромагнитного аналога ЭВС-20М были проведены испытания на классе крупности -2+1 мм. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты одностадийной обработки концентратов тяжелосредных установок класса -2+1 мм, на сепараторах БСМ-СМВИ и ЭВС-20М

Преимуществами комплекса БСМ-СМВИ, отмеченными заказчиком, стали высокая производительность установки, возможность обработки высокого диапазона крупности материала (-20+0,1 мм), качество сепарации (выход слабомагнитных минералов на 21,5% больше по сравнению с ЭВС-20М при равных условиях) и отсутствие затрат электроэнергии на создание сильного магнитного поля.

Рис. 7 Пикроильмениты и пиропы, притянувшиеся к поверхности валкового сепаратора СМВИ

Помимо контрастности золота по удельному весу в сравнении с сопутствующими неметаллическими минералами, оно обладает другим физическим свойством – электропроводностью. При сравнении электрической проводимости чистых цветных металлов и сплавов, золото находится в ряду с медью и алюминием, которые успешно извлекаются во вторпереработке сепарацией в комбинированном электрическом и магнитном поле.

Принцип электродинамической сепарации заключается в наведении на частицу проводника переменным магнитным полем индукционных токов, которые вызывают появление магнитного момента у частицы, не обладающей магнитными свойствами. Немагнитная частица взаимодействует с внешним магнитным полем своим наведенным магнитным моментом как обычный магнетик, имеющий собственный магнитный момент.

Отличительной особенностью сепаратора серии СМБ-ДМ (рис.8) является возможность его применения для разделения различного минерального сырья, имеющего низкие электропроводные свойства по сравнению с металлами, а именно для сепарации золотосодержащих руд и россыпей за счет увеличенной электродинамической силы.

Возможность такой сепарации возникла после усовершенствования магнитной системы с применением высокоэнергетических постоянных магнитов, создающих магнитное поле на рабочей зоне свыше 1,4 Тл, и внесения конструкторских доработок, а именно увеличение частоты вращения ротора до 10000-15000 об/мин.

Рис. 8 СМБ-ДМ

Принцип работы установки СМБ-ДМ представлен на рис. 9. Сепаратор снабжен приемным бункером с вибропитателем (1) для равномерного распределения и подачи материала на поверхность рабочего барабана (2). Внутри барабана находится быстроходный магнитный ротор, вращающийся независимо от внешней обечайки с высокой скоростью. Полученные в результате сепарации продукты уводятся в отдельные съемные лотки (3,4).

Рис. 9 Электродинамический сепаратор серии СМБ-ДМ. 1 - приемный бункер с вибропитателем; 2- барабан с быстроходным магнитным ротором; 3 – приемный лоток для неэлектропроводящей фракции; 4 – приемный лоток для электропроводящей фракции (рис. 9)

Сепаратор испытывался на искусственной смеси электропроводящих медных частиц разной крупности, имеющих, как и золото, высокий удельный вес, с диэлектриком – кварцевым песком.

На рисунке 10 представлены результаты испытания.

Рис. 10 График зависимости извлечения электропроводящих частиц меди от размеров самих частиц

Максимальное извлечение медных частиц на уровне 97-99% достигалось при классе крупности материала -1+0,5 мм и снижалось до 90-92% с классом -0,5+0,1 мм, что можно назвать хорошими результатами, так как по сравнению с другими электродинамическими сепараторами значительно расширяется область применения СМБ-ДМ, а именно при переработке золотосодержащего минерального сырья.

В настоящей статье были описаны лишь некоторые виды оборудования (таб. 3), наиболее востребованные предприятиями золотодобывающей промышленности.

Специалисты «ЭРГА» готовы предложить, как кастомизированные решения типовых задач, так и разработать принципиально новые решения в области промышленного магнетизма.

Авторы: Котунов С.В., Красногоров В.О., Тупиков Д.Ю. (ООО «ЭРГА»)