Kaolino atsargos mano šalyje yra didelės, o patvirtintos geologinės atsargos siekia apie 3 milijardus tonų, daugiausia paskirstytos Guangdonge, Guangsi, Dziangsi, Fudziane, Dziangsu ir kitose vietose. Dėl skirtingų geologinių formavimosi priežasčių kaolino iš skirtingų gamybos vietovių sudėtis ir struktūra taip pat skiriasi. Kaolinas yra 1:1 tipo sluoksniuotas silikatas, sudarytas iš oktaedro ir tetraedro. Jo pagrindiniai komponentai yra SiO2 ir Al2O3. Jame taip pat yra nedidelis kiekis Fe203, Ti02, MgO, CaO, K2O ir Na2O ir kt. Kaolinas pasižymi daugybe puikių fizikinių ir cheminių savybių bei technologinių charakteristikų, todėl jis plačiai naudojamas naftos chemijos, popieriaus gamybos, funkcinių medžiagų, dangų, keramikos, vandeniui atsparių medžiagų ir kt. srityse. Tobulėjant šiuolaikiniam mokslui ir technologijoms, nuolat plečiasi nauji kaolino panaudojimo būdai, kurie pradeda skverbtis į aukšto, tikslaus ir pažangiausias sritis. Kaolino rūdoje yra nedidelis kiekis (paprastai nuo 0,5 % iki 3 %) geležies mineralų (geležies oksidų, ilmenito, siderito, pirito, žėručio, turmalino ir kt.), kurie nudažo kaoliną ir turi įtakos jo sukepimui. Baltumas ir kitos savybės riboja kaolino pritaikymą. Todėl ypač svarbi kaolino sudėties analizė ir priemaišų šalinimo technologijos tyrimai. Šios spalvotos priemaišos paprastai pasižymi silpnomis magnetinėmis savybėmis ir gali būti pašalintos magnetiniu separavimu. Magnetinis separavimas – tai mineralų dalelių atskyrimo magnetiniame lauke metodas, naudojant mineralų magnetinį skirtumą. Silpnai magnetiniams mineralams magnetiniam atskyrimui reikalingas didelio gradiento stiprus magnetinis laukas.
HTDZ didelio gradiento srutų magnetinio separatoriaus struktūra ir veikimo principas
1.1 Elektromagnetinio srutų didelio gradiento magnetinio separatoriaus struktūra
Mašiną daugiausia sudaro rėmas, alyva aušinama sužadinimo ritė, magnetinė sistema, atskyrimo terpė, ritės aušinimo sistema, praplovimo sistema, rūdos įleidimo ir išleidimo sistema, valdymo sistema ir kt.
1 pav. Elektromagnetinių srutų didelio gradiento magnetinio separatoriaus struktūros schema
1. Sužadinimo ritė 2. Magnetinė sistema 3. Separavimo terpė 4. Pneumatinis vožtuvas 5. Celiuliozės išleidimo vamzdynas
6-Eskalatorius 7-Įleidimo vamzdis 8-Šlako išleidimo vamzdis
1.2 HTDZ elektromagnetinio srutų didelio gradiento magnetinio separatoriaus techninės charakteristikos
◎Alyvos aušinimo technologijaAušinimas atliekamas visiškai sandariai uždarytu aušinimo alyva, šilumos mainai atliekami alyvos ir vandens šilumos mainų principu, naudojant didelio srauto diskinį transformatorinį alyvos siurblį. Aušinimo alyva pasižymi dideliu cirkuliacijos greičiu, didele šilumos mainų talpa, mažu ritės temperatūros kilimu ir dideliu magnetinio lauko stiprumu.
◎Srovės ištaisymo ir srovės stabilizavimo technologijaPer lygintuvo modulį realizuojama stabili srovės išvestis, o sužadinimo srovė reguliuojama pagal skirtingų medžiagų savybes, kad būtų užtikrintas stabilus magnetinio lauko stiprumas ir pasiektas geriausias sodrinimo indeksas.
◎Didelės ertmės šarvuota didelio našumo fizinio magneto technologija: Naudokite geležinius šarvus tuščiavidurei ritei apvynioti, suprojektuokite pagrįstą elektromagnetinės magnetinės grandinės struktūrą, sumažinkite geležinių šarvų prisotinimą, sumažinkite magnetinio srauto nuotėkį ir suformuokite didelį lauko stiprumą rūšiavimo ertmėje.
◎Kietųjų-skysčių-dujų trifazio atskyrimo technologijaAtskyrimo kameroje esanti medžiaga yra veikiama plūdrumo, savojo gravitacijos ir magnetinės jėgos, kad tinkamomis sąlygomis būtų pasiektas tinkamas sodrinimo efektas. Išleidžiamo vandens ir aukšto oro slėgio derinys paverčia vidutinio stiprumo praplovimo valiklį.
◎Nauja dygliuoto nerūdijančio plieno magnetinio laidžiojo ir magnetinio medžiagų technologijaRūšiavimo terpė: naudojama plieninė vata, rombo formos tinklelis arba plieninės vatos ir rombo formos tinklelio derinys. Ši terpė sujungia įrangos savybes ir dilimui atsparaus, didelio pralaidumo nerūdijančio plieno tyrimus bei plėtrą. Magnetinio lauko indukcijos gradientas yra didelis, todėl lengviau užfiksuoti silpnus magnetinius mineralus, liekamasis magnetumas yra mažas, o terpę lengviau plauti, kai rūda iškraunama.
1.3 Įrangos principo analizė ir magnetinio lauko pasiskirstymo analizė
1.3.1Rūšiavimo principas yra toksŠarvuotoje ritėje įdedamas tam tikras kiekis magnetiškai laidžios nerūdijančio plieno vatos (arba išplėstinio metalo). Sužadinus ritę, magnetiškai laidi nerūdijančio plieno vata įmagnetinama, o paviršiuje susidaro labai netolygus magnetinis laukas, t. y. didelio gradiento įmagnetinimo magnetinis laukas. Kai paramagnetinė medžiaga praeina pro plieninę vatą rūšiavimo bake, ji gauna magnetinio lauko jėgą, proporcingą taikomo magnetinio lauko ir magnetinio lauko gradiento sandaugai, ir adsorbuojama ant plieninės vatos paviršiaus, o ne nemagnetinė medžiaga tiesiogiai praeina pro magnetinį lauką. Ji teka į nemagnetinio produkto baką per nemagnetinį vožtuvą ir vamzdyną. Kai plieninės vatos surinkta silpnai magnetinė medžiaga pasiekia tam tikrą lygį (nustatomą pagal proceso reikalavimus), nutraukiamas rūdos tiekimas. Atjungiamas sužadinimo maitinimo šaltinis ir praplaunami magnetiniai objektai. Magnetiniai objektai teka į magnetinio produkto baką per magnetinį vožtuvą ir vamzdyną. Tada atliekamas antras namų darbas ir šis ciklas kartojamas.
1.3.2Magnetinio lauko pasiskirstymo analizėNaudoti pažangią baigtinių elementų programinę įrangą, kad būtų galima greitai imituoti magnetinio lauko pasiskirstymo debesies žemėlapį, sutrumpinti projektavimo ir analizės ciklą; pritaikyti optimizuotą projektą, siekiant sumažinti įrangos energijos suvartojimą ir sumažinti naudotojų išlaidas; aptikti galimas problemas prieš pradedant gaminti gaminius, padidinti gaminių ir projektų patikimumą; imituoti įvairias bandymų schemas, sumažinti bandymų laiką ir išlaidas.
Mineralų judėjimo charakteristikos
2.1 Medžiagų judėjimo analizė
HTDZ didelio gradiento magnetinis separatorius tinka mažesniam kaolino padavimui. Įranga naudoja daugiasluoksnę nerūdijančio plieno vatą (arba išplėstą metalą) kaip rūšiavimo terpę, todėl rūdos dalelės juda netaisyklingai vertikalia ir horizontalia kryptimis. Mineralų dalelių judėjimo kreivė parodyta 1 paveiksle. Todėl mineralų judėjimo laiko ir atstumo atskyrimo zonoje pailginimas padeda visiškai adsorbuoti silpnus magnetus. Be to, atskyrimo proceso metu suspensijos srauto greitis, gravitacija ir plūdrumas sąveikauja tarpusavyje. Dėl to rūdos dalelės visada išlieka purios, sumažėja rūdos dalelių sukibimas ir pagerėja geležies šalinimo efektyvumas. Gaunamas geras rūšiavimo efektas.
4 pav. Mineralų judėjimo schema
1. Medijų tinklas 2. Magnetinės dalelės 3. Nemagnetinės dalelės.
2. Žalios rūdos pobūdis ir pagrindinis sodrinimo procesas
2.1 Tam tikros kaolino mineralinės medžiagos savybės Guangdonge:
Tam tikroje Guangdongo vietovėje kaolino priemaišų mineralai yra kvarcas, muskovitas, biotitas ir feldšpatas, taip pat nedidelis kiekis raudonojo ir limonito. Kvarcas daugiausia praturtintas +0,057 mm grūdelių dydžiu, žėručio ir feldšpato mineralų kiekis praturtintas vidutinio grūdelių dydžio (0,02–0,6 mm), o kaolinito ir nedidelio kiekio tamsiųjų mineralų kiekis palaipsniui didėja mažėjant grūdelių dydžiui. Kaolinitas pradeda sodrintis esant -0,057 mm ir akivaizdžiai praturtėja iki -0,020 mm dydžio.
1 lentelė. Kaolino rūdos daugiaelementės analizės rezultatai (%)
2.2 Pagrindinės sodrinimo sąlygos, taikomos eksperimentiniam mažų mėginių tyrimui
Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką HTDZ didelio gradiento srutų magnetinio separatoriaus magnetinio atskyrimo procesui, yra srutų srauto greitis, foninio magnetinio lauko stiprumas ir kt. Šiame eksperimentiniame tyrime tiriamos šios dvi pagrindinės sąlygos.
2.2.1 Srutų srautas: Kai srautas didelis, koncentrato išeiga didesnė, o jame taip pat didelis geležies kiekis; kai srautas mažas, koncentrato geležies kiekis mažas, o jo išeiga taip pat maža. Eksperimentiniai duomenys pateikti 2 lentelėje.
2 lentelė. Srutų srauto greičio eksperimentiniai rezultatai
Pastaba: suspensijos srauto greičio bandymas atliekamas esant 1,25 T foniniam magnetiniam laukui ir 0,25 % dispergento dozei.
5 pav. Srauto greičio ir Fe2O3 atitikmuo
6 pav. Srauto greičio ir sausos baltos spalvos atitikmuo.
Atsižvelgiant į sodrinimo sąnaudas, srutų srauto greitis turėtų būti kontroliuojamas ties 12 mm/s.
2.2.2 Foninis magnetinis laukas: Suspensinio magnetinio separatoriaus foninio magnetinio lauko intensyvumas atitinka kaolino magnetinio separatoriaus geležies pašalinimo indekso dėsnį, t. y. kai magnetinio lauko intensyvumas yra didelis, magnetinio separatoriaus koncentrato išeiga ir geležies kiekis yra maži, o geležies pašalinimo greitis yra santykinai mažas. Didelis, geras geležies pašalinimo efektas.
3 lentelė. Foninio magnetinio lauko eksperimentiniai rezultatai.
Pastaba: Foninio magnetinio lauko bandymas atliekamas esant 12 mm/s suspensijos srauto greičiui ir 0,25 % dispergento dozei.
Kadangi kuo didesnis foninio magnetinio lauko intensyvumas, tuo didesnė sužadinimo galia, tuo didesnės įrangos energijos sąnaudos ir tuo didesnė vieneto gamybos kaina, atsižvelgiant į sodrinimo kainą, pasirinktas foninis magnetinis laukas yra 1,25 T.
7 pav. Magnetinio lauko stiprumo ir Fe₂O₃ kiekio atitikmuo.
2.3 Pagrindinis magnetinio atskyrimo proceso pasirinkimas
Pagrindinis kaolino rūdos sodrinimo tikslas – pašalinti geležį ir išgryninti. Atsižvelgiant į kiekvieno mineralo magnetinį skirtumą, didelio gradiento magnetinio lauko naudojimas geležiai pašalinti ir kaolinui išgryninti yra efektyvus, o procesas yra paprastas ir lengvai įgyvendinamas pramonėje. Todėl rūšiavimo procesui naudojamas didelio gradiento srutų magnetinis separatorius, vienas stambus ir vienas smulkus.
Pramoninė gamyba
3.1 Kaolino pramoninės gamybos procesas
Geležiai pašalinti iš kaolino rūdos tam tikroje Guangdongo vietovėje naudojamas HTDZ-1000 serijos derinys, skirtas šiurkščiavilnių ir smulkiaspalvių magnetinių atskyrimo procesų vykdymui. Srauto schema parodyta 2 paveiksle.
3.2 Pramoninės gamybos sąlygos
3.2.1Medžiagų klasifikacija: pagrindinė paskirtis1. Iš anksto atskirkite kaolino priemaišas, tokias kaip kvarcas, feldšpatas ir žėrutis, naudodami dviejų pakopų cikloną, sumažinkite vėlesnės įrangos slėgį ir suklasifikuokite dalelių dydį, kad atitiktų vėlesnės įrangos reikalavimus. 2. Kadangi srutų magnetinio separatoriaus atskyrimo terpė yra 3# plieninė vata, dalelių dydis turi būti mažesnis nei 250 akių, kad plieninės vatos terpėje neliktų dalelių ir plieninė vata neužblokuotų plieninės vatos terpės, o tai neturėtų įtakos sodrinimo indeksui ir terpės plovimui, taip pat įrangos perdirbimo pajėgumui ir kt.
3.2.2Magnetinio atskyrimo veikimo sąlygosProceso eigoje atliekamas vienas grubus ir vienas tikslus bandymas bei vienas grubus ir vienas tikslus atvirosios grandinės procesas. Remiantis imties eksperimentu, grubaus apdorojimo režimu veikiančio didelio gradiento srutų magnetinio separatoriaus foninio lauko stipris yra 0,7 T, atrankos režimu veikiančio didelio gradiento magnetinio separatoriaus – 1,25 T, o grubiam srutų valymui naudojamas HTDZ-1000 magnetinis separatorius. Įrengtas atrinktų srutų magnetinis separatorius HTDZ-1000.
3.3 Pramonės gamybos rezultatai
Pramoninė kaolino, skirto geležies šalinimui, gamyba tam tikroje Guangdongo vietoje, HTDZ srutų didelio gradiento magnetiniu separatoriumi pagamintas produkto mėginio pyragas parodytas 3 paveiksle, o duomenys pateikti 2 lentelėje.
1 tortas: tai neapdoroto rūdos mėginio tortas, kuris patenka į stambiai atskyrimo srutų magnetinį separatorių.
2 pyragas: apytiksliai parinktas pyrago pavyzdys
3 pyragas, 4 pyragas, 5 pyragas: atrinkti pavyzdžiai
2 lentelė. Pramoninės gamybos rezultatai (mėginių ėmimo ir pyragų laužymo rezultatai lapkričio 6 d. 20.30 val.)
3 pav. Kaolino pyrago, pagaminto tam tikroje Guangdongo vietoje, pavyzdys.
Gamybos rezultatai rodo, kad taikant du didelio gradiento magnetinius srutų atskyrimo metodus, koncentrato Fe2O3 kiekį galima sumažinti apie 50 % ir pasiekti gerą geležies pašalinimo efektą.
应用案例
Įrašo laikas: 2021 m. kovo 27 d.