Извлечение магнетита магнитным разделением в подготовке угля
В процессе добычи и промывки угля магнетитовый порошок, как ключевой носитель в технологии густомедианной подготовки угля, его эффективное извлечение и рециклирование не только связаны с контролем затрат на промывку угля, но и напрямую влияют на эффективность разделения угольных ресурсов и экономические выгоды предприятий. Магнитный сепаратор, как основное оборудование для извлечения магнетитового порошка, обеспечивает точное разделение магнетитового порошка от угольной шлама и воды за счет специфической адсорбции магнитных минералов магнитной силой, становясь важной технической поддержкой для рециклирования ресурсов в процессе промывки угля.
Принцип извлечения магнетита магнитным разделением
Основной принцип извлечения магнетита магнитным разделением основывается на магнитной технологии. В процессе промывки угля магнетитовый порошок обладает сильной магнитностью (специфический коэффициент намагничивания > 38×10⁻⁶ см³/г), образуя явные магнитные различия с немагнитными примесями, такими как угольный шлам и порода. Когда угольная пульпа, содержащая магнетитовый порошок (т.е. густомедианная суспензия), попадает в магнитное поле сепаратора, магнитные частицы (магнетитовый порошок) адсорбируются на поверхности барабана под действием магнитной силы, вращаются с барабаном в немагнитную зону и отделяются от барабана под действием гравитации или промывной воды, образуя концентрат магнетитового порошка. Немагнитные частицы выводятся через выход для отходов вместе с потоком пульпы, завершая процесс извлечения и очистки магнетитового порошка.
Детали см. в Водный барабанный сепаратор
Процесс извлечения магнетита с использованием магнитного сепаратора (анализ с учетом технологической схемы)
1. Этап предварительной обработки угольной пульпы
Угольная пульпа, образующаяся после промывки угля (содержит магнетитовый порошок, угольный шлам, мелкую породу и т.д.), сначала поступает в концентратор для предварительного осаждения. Добавление флокулянта ускоряет осаждение частиц, снижает количество воды и мелкого мусора, поступающих в магнитно-разделительную систему, и повышает эффективность магнитного разделения. Сгущенная осадочная часть (концентрация около 30-40%) используется в качестве подачи в магнитный сепаратор, а перетекание возвращается в систему циркуляции промывной воды угля.
2. Основной этап разделения магнитным сепаратором
Предварительно обработанная угольная пульпа поступает в постоянно магнитный барабанный сепаратор (часто используемые модели в угольных шахтах, такие как серии CTN и CTB). Внутренняя постоянная магнитная система оборудования создает сильное магнитное поле. При протекании пульпы по поверхности барабана магнетитовый порошок адсорбируется на его поверхности, а немагнитные примеси (угольный шлам и т.д.) выводятся через нижний бачок для отходов вместе с пульпой. В этом процессе путем регулировки скорости вращения барабана (обычно 15-30 об/мин), концентрации подачи (25-35%) и магнитной индукции (регулируется в зависимости от размера частиц магнетитового порошка, обычно 1000-2000 Гс) можно оптимизировать эффект разделения, обеспечивая извлечение магнетитового порошка более чем на 90%.
3. Этап очистки концентрата и циркуляции
Концентрат магнетитового порошка (концентрация около 50-60%), выводимый из магнитного сепаратора, поступает в фильтр (например, дисковый фильтр) для обезвоживания, в результате влажность снижается до 10% и ниже, образуя напрямую перерабатываемый продукт. Очищенный магнетитовый порошок транспортируется в систему приготовления густой среды и вновь конфигурируется в подходящую густомедианную суспензию (плотность 1.2-1.8 г/см³) для рециклирования в процессе промывки угля, обеспечивая замкнутое использование ресурсов.
Преимущества извлечения магнетита с помощью магнитного сепаратора
Высокий коэффициент извлечения и низкие потери: Благодаря эффективной конструкции постоянной магнитной системы коэффициент извлечения магнетитового порошка достигает 90-95%, значительно снижая расход магнетитового порошка на тонну промываемого угля (с 2-3 кг/т в традиционных процессах до 0.5-1 кг/т) с существенной ежегодной экономией затрат.
Сильная адаптивность: Может обрабатывать магнетитовый порошок разных фракций (0.05-0.5 мм) и эффективно извлекать мелкозернистый магнетитовый порошок, образующийся при истирании в процессе промывки угля, адаптируясь к сложным характеристикам угольной пульпы в шахтах.
Стабильная работа и низкий энергопотребление: Оборудование имеет простую конструкцию, нет быстрых износящихся деталей, мощность единицы обычно составляет только 1.5-5.5 кВт, низкий уровень неисправностей, а эксплуатационные расходы составляют только 30-50% по сравнению с традиционным оборудованием для извлечения.
Экологичность и рециклирование ресурсов: Снижает экологическое загрязнение, вызванное выбросом магнетитового порошка, и обеспечивает рециклирование носителя, соответствуя требованиям зеленого и низкоуглеродного развития угольных шахтов и помогая предприятиям соблюдать экологические стандарты выбросов.
Практические эффекты применения и примеры
После ввода в эксплуатацию на угольной промывной фабрике крупного коксового предприятия 3-х сепараторов CTB-1230 в систему извлечения магнетитового порошка удельный расход магнетитового порошка снизился с 2.1 кг/т до 0.8 кг/т. При годовой объемности промывки угля 1.5 млн тонн ежегодная экономия на магнетитовом порошке составила около 2.8 млн юаней. Также выброс угольной пульпы снизился на 40%, а расходы на очистку сточных вод — на 15%, что дало значительные комплексные экономические и экологические выгоды. Этот пример показывает, что магнитные сепараторы могут эффективно повысить использование ресурсов при извлечении магнетитового порошка в шахтах и создать значительную экономическую ценность для предприятий.
Тенденции развития и направления оптимизации
С интеллектуализацией процессов промывки угля магнитные сепараторы будут развиваться в направлении автоматического контроля: через онлайн-мониторинг концентрации пульпы, магнитной индукции и качества концентрата实现参数自动优化. Также применение новой высокоградиентной магнитно-разделительной технологии позволит повысить извлечение мелкозернистого магнетитового порошка (<0.074 мм). В комбинации с комбинированной технологией магнитного разделения и флотации можно будет реализовать совместное извлечение магнетитового порошка и сопутствующих редких металлов, открывая новые пути для комплексного использования угольных ресурсов.