Il caolino possiede abbondanti riserve nel mio paese, con riserve geologiche accertate pari a circa 3 miliardi di tonnellate, distribuite principalmente nelle province di Guangdong, Guangxi, Jiangxi, Fujian, Jiangsu e altre. A causa delle diverse cause di formazione geologica, la composizione e la struttura del caolino proveniente da diverse aree di produzione variano. Il caolino è un silicato lamellare di tipo 1:1, composto da un ottaedro e un tetraedro. I suoi componenti principali sono SiO2 e Al2O3. Contiene inoltre piccole quantità di Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O e Na2O. Il caolino possiede eccellenti proprietà fisiche e chimiche, nonché caratteristiche di processo vantaggiose, ed è quindi ampiamente utilizzato nell'industria petrolchimica, cartaria, dei materiali funzionali, dei rivestimenti, della ceramica, dei materiali idrorepellenti, ecc. Con il progresso della scienza e della tecnologia moderne, le nuove applicazioni del caolino sono in continua espansione e stanno iniziando a penetrare anche in settori altamente specializzati e all'avanguardia. Il minerale di caolino contiene una piccola quantità (generalmente dallo 0,5% al 3%) di minerali di ferro (ossidi di ferro, ilmenite, siderite, pirite, mica, tormalina, ecc.), che colorano il caolino e ne influenzano la sinterizzazione. Il candore e altre proprietà limitano l'applicazione del caolino. Pertanto, l'analisi della composizione del caolino e la ricerca di tecnologie per la rimozione delle impurità sono di particolare importanza. Queste impurità colorate presentano solitamente deboli proprietà magnetiche e possono essere rimosse mediante separazione magnetica. La separazione magnetica è un metodo per separare le particelle minerali in un campo magnetico sfruttando la differenza di magnetismo tra i minerali. Per i minerali debolmente magnetici, è necessario un campo magnetico forte e ad alto gradiente per la separazione magnetica.
Struttura e principio di funzionamento del separatore magnetico per fanghi ad alto gradiente HTDZ
1.1 Struttura del separatore magnetico elettromagnetico a gradiente elevato per fanghi
La macchina è composta principalmente da telaio, bobina di eccitazione raffreddata ad olio, sistema magnetico, mezzo di separazione, sistema di raffreddamento della bobina, sistema di lavaggio, sistema di ingresso e scarico del minerale, sistema di controllo, ecc.
Figura 1 Schema strutturale del separatore magnetico ad alto gradiente per fanghi elettromagnetici
1- Bobina di eccitazione 2- Sistema magnetico 3- Mezzo di separazione 4- Valvola pneumatica 5- Condotto di uscita della polpa
6-Scala mobile 7-Tubo di ingresso 8-Tubo di scarico delle scorie
1.2 Caratteristiche tecniche del separatore magnetico ad alto gradiente per fanghi elettromagnetici HTDZ
◎Tecnologia di raffreddamento ad olioIl sistema di raffreddamento utilizza olio completamente sigillato, lo scambio termico avviene secondo il principio dello scambio termico olio-acqua e viene adottata una pompa dell'olio a disco ad alta portata. L'olio di raffreddamento presenta un'elevata velocità di circolazione, una forte capacità di scambio termico, un basso aumento della temperatura della bobina e un'elevata intensità del campo magnetico.
◎Tecnologia di rettifica e stabilizzazione della correnteGrazie al modulo raddrizzatore, si ottiene un'uscita di corrente stabile e la corrente di eccitazione viene regolata in base alle caratteristiche dei diversi materiali per garantire un'intensità del campo magnetico stabile e raggiungere il miglior indice di arricchimento.
◎Tecnologia di magneti fisici ad alte prestazioni con armatura a cavità di grandi dimensioniUtilizzare un'armatura di ferro per avvolgere la bobina cava, progettare una struttura di circuito magnetico elettromagnetico razionale, ridurre la saturazione dell'armatura di ferro, ridurre la dispersione del flusso magnetico e formare un campo ad alta intensità nella cavità di smistamento.
◎tecnologia di separazione trifase solido-liquido-gasIl materiale nella camera di separazione è soggetto a spinta di galleggiamento, gravità propria e forza magnetica per ottenere un adeguato effetto di arricchimento in condizioni ottimali. La combinazione di acqua di scarico e alta pressione dell'aria rende il fluido di lavaggio più pulito.
◎Nuova tecnologia di materiali magnetici conduttivi e a punta in acciaio inossidabileIl mezzo di smistamento è costituito da lana d'acciaio, rete metallica a maglie romboidali o una combinazione di lana d'acciaio e rete metallica a maglie romboidali. Questo mezzo combina le caratteristiche dell'apparecchiatura e la ricerca e lo sviluppo di acciaio inossidabile ad alta permeabilità resistente all'usura. Il gradiente di induzione del campo magnetico è elevato, facilita la cattura di minerali debolmente magnetici, la remanenza è bassa e il mezzo è più facile da lavare quando il minerale viene scaricato.
1.3 Analisi del principio di funzionamento dell'apparecchiatura e analisi della distribuzione del campo magnetico
1.3.1Il principio di ordinamento èNella bobina corazzata viene inserita una certa quantità di lana di acciaio inossidabile (o lamiera stirata) magneticamente conduttiva. Dopo l'eccitazione della bobina, la lana di acciaio inossidabile magneticamente conduttiva si magnetizza, generando sulla sua superficie un campo magnetico altamente disomogeneo, ovvero un campo magnetico magnetizzante ad alto gradiente. Quando il materiale paramagnetico attraversa la lana di acciaio nel serbatoio di smistamento, riceve una forza di campo magnetico proporzionale al prodotto del campo magnetico applicato e del gradiente del campo magnetico, e viene adsorbito sulla superficie della lana di acciaio, anziché attraversare direttamente il campo magnetico come materiale non magnetico. Il materiale non magnetico fluisce nel serbatoio del prodotto non magnetico attraverso la valvola e la tubazione. Quando la quantità di materiale debolmente magnetico raccolta dalla lana di acciaio raggiunge un certo livello (determinato dai requisiti di processo), si interrompe l'alimentazione del minerale. Si scollega l'alimentazione di eccitazione e si eliminano gli oggetti magnetici. Gli oggetti magnetici fluiscono nel serbatoio del prodotto magnetico attraverso la valvola e la tubazione. Si procede quindi alla seconda fase e si ripete il ciclo.
1.3.2Analisi della distribuzione del campo magnetico: Utilizzare software avanzato agli elementi finiti per simulare rapidamente la mappa della distribuzione del campo magnetico, accorciando il ciclo di progettazione e analisi; adottare una progettazione ottimizzata per ridurre il consumo energetico delle apparecchiature e i costi per l'utente; individuare potenziali problemi prima della produzione del prodotto, aumentando l'affidabilità di prodotti e progetti; simulare vari schemi di test, riducendo tempi e costi di test;
Caratteristiche del movimento dei minerali
2.1 Analisi dei movimenti dei materiali
Il separatore magnetico ad alto gradiente HTDZ è adatto per l'alimentazione a basso flusso durante la separazione del caolino. L'apparecchiatura utilizza lana di acciaio inossidabile multistrato (o rete metallica espansa) come mezzo di separazione, in modo che la traiettoria delle particelle di minerale sia irregolare nelle direzioni verticale e orizzontale. Il movimento curvilineo delle particelle minerali è mostrato in Figura 1. Pertanto, l'estensione del tempo e della distanza di transito dei minerali nell'area di separazione favorisce il completo adsorbimento dei magneti deboli. Inoltre, la velocità di flusso della sospensione, la gravità e la spinta di galleggiamento durante il processo di separazione interagiscono tra loro. L'effetto è quello di mantenere le particelle di minerale in uno stato sciolto in ogni momento, ridurre l'adesione tra le particelle di minerale e migliorare l'efficienza di rimozione del ferro, ottenendo un buon effetto di separazione.
Figura 4 Schema del movimento dei minerali
1. Rete multimediale 2. Particelle magnetiche 3. Particelle non magnetiche.
2. La natura del minerale grezzo e il processo di base di arricchimento
2.1 Le proprietà di un particolare materiale minerale caolinico del Guangdong:
I minerali di ganga del caolino in una certa area del Guangdong includono quarzo, muscovite, biotite e feldspato, e una piccola quantità di limonite rossa. Il quarzo è principalmente arricchito nella granulometria +0,057 mm, il contenuto di mica e feldspato è arricchito nella granulometria media (0,02-0,6 mm), e il contenuto di caolinite e una piccola quantità di minerali scuri aumenta gradualmente al diminuire della granulometria. La caolinite inizia ad arricchirsi a -0,057 mm ed è nettamente arricchita a -0,020 mm.
Tabella 1 Risultati dell'analisi multielementare del minerale di caolino %
2.2 Le principali condizioni di arricchimento applicabili all'esplorazione sperimentale di piccoli campioni
I principali fattori che influenzano il processo di separazione magnetica del separatore magnetico a sospensione ad alto gradiente HTDZ sono la portata della sospensione, l'intensità del campo magnetico di fondo, ecc. In questo studio sperimentale vengono testate le due condizioni principali seguenti.
2.2.1 Portata della sospensione: Quando la portata è elevata, la resa del concentrato è maggiore e anche il suo contenuto di ferro è elevato; quando la portata è bassa, il contenuto di ferro del concentrato è basso e anche la sua resa è bassa. I dati sperimentali sono riportati nella Tabella 2.
Tabella 2 Risultati sperimentali della portata della sospensione
Nota: il test di portata della sospensione viene eseguito in condizioni di campo magnetico di fondo di 1,25 T e dosaggio di disperdente dello 0,25%.
Figura 5 Corrispondenza tra portata e Fe2O3
Figura 6 Corrispondenza tra velocità di flusso e bianco secco.
Considerando complessivamente i costi di arricchimento, la velocità di flusso della sospensione dovrebbe essere controllata a 12 mm/s.
2.2.2 Campo magnetico di fondo: L'intensità del campo magnetico di fondo del separatore magnetico per fanghi è coerente con la legge dell'indice di rimozione del ferro della separazione magnetica del caolino, ovvero, quando l'intensità del campo magnetico è elevata, la resa del concentrato e il contenuto di ferro del separatore magnetico sono entrambi bassi e il tasso di rimozione del ferro è relativamente basso. Elevato, buon effetto di rimozione del ferro.
Tabella 3 Risultati sperimentali del campo magnetico di fondo
Nota: il test del campo magnetico di fondo viene eseguito nelle condizioni di una velocità di flusso della sospensione di 12 mm/s e un dosaggio di disperdente dello 0,25%.
Poiché maggiore è l'intensità del campo magnetico di fondo, maggiore è la potenza di eccitazione, maggiore è il consumo energetico dell'apparecchiatura e maggiore è il costo unitario di produzione, tenendo conto del costo di arricchimento, il campo magnetico di fondo selezionato è stato fissato a 1,25 T.
Figura 7 Corrispondenza tra intensità del campo magnetico e contenuto di Fe2O3.
2.3 Selezione del processo di base per la separazione magnetica
Lo scopo principale dell'arricchimento del minerale di caolino è la rimozione del ferro e la purificazione. In base alla differenza magnetica di ciascun minerale, l'utilizzo di un campo magnetico ad alto gradiente per rimuovere il ferro e purificare il caolino risulta efficace, e il processo è semplice e facile da implementare a livello industriale. Pertanto, come processo di selezione, viene utilizzato un separatore magnetico a sospensione ad alto gradiente, con una sezione di separazione grossolana e una fine.
Produzione industriale
3.1 Processo di produzione industriale del caolino
Per la rimozione del ferro dal minerale di caolino in una determinata area del Guangdong, viene utilizzata la combinazione della serie HTDZ-1000 per realizzare un processo di separazione magnetica grossolana-fine. Il diagramma di flusso è mostrato nella Figura 2.
3.2 Condizioni di produzione industriale
3.2.1Classificazione dei materiali: scopo principale1. Separare preventivamente le impurità come quarzo, feldspato e mica nel caolino tramite un ciclone a due stadi, ridurre la pressione delle apparecchiature successive e classificare la granulometria in modo da soddisfare i requisiti delle apparecchiature successive. 2. Poiché il mezzo di separazione del separatore magnetico per fanghi è lana d'acciaio n. 3, la granulometria deve essere inferiore a 250 mesh per garantire che non vi siano particelle residue nel mezzo di lana d'acciaio, evitando così l'intasamento del mezzo stesso, compromettendo l'indice di arricchimento, il lavaggio del mezzo e la capacità di lavorazione dell'apparecchiatura.
3.2.2Condizioni operative della separazione magneticaIl flusso di processo prevede un test grossolano e uno fine, e un processo a circuito aperto grossolano e uno fine. Secondo l'esperimento di esempio, l'intensità del campo di fondo del separatore magnetico a sospensione ad alto gradiente per l'operazione di sgrossatura è di 0,7 T, il separatore magnetico ad alto gradiente per l'operazione di selezione è di 1,25 T, e viene utilizzato un separatore magnetico HTDZ-1000 per la sospensione di sgrossatura. Dotato di un separatore magnetico a sospensione selezionata HTDZ-1000.
3.3 Risultati della produzione industriale
La produzione industriale di caolino per la rimozione del ferro in una determinata località del Guangdong, il campione di torta di prodotto ottenuto dal separatore magnetico ad alto gradiente HTDZ sono mostrati in Figura 3 e i dati sono riportati nella Tabella 2.
Torta 1: È la torta del campione di minerale grezzo che entra nel separatore magnetico di sospensione per la separazione grossolana.
Torta 2: Torta campione selezionata approssimativamente
Torta 3, Torta 4, Torta 5: Campioni selezionati
Tabella 2 Risultati della produzione industriale (risultati del campionamento e della rottura delle torte alle ore 20:30 del 6 novembre)
Figura 3 Un campione di torta prodotta con caolino in una determinata località del Guangdong
I risultati della produzione dimostrano che il contenuto di Fe2O3 nel concentrato può essere ridotto di circa il 50% attraverso due separazioni magnetiche ad alto gradiente della sospensione, ottenendo un buon effetto di rimozione del ferro.
应用案例
Data di pubblicazione: 27 marzo 2021