Os recursos de minério de ferro do nosso país são abundantes em reservas e variedades, mas existem muitos minérios pobres, poucos minérios ricos e granulometria fina e dispersa. Poucos minérios podem ser usados diretamente. Uma grande quantidade de minérios precisa ser processada antes de ser utilizada. Por muito tempo, o beneficiamento dos minérios selecionados tornou-se cada vez mais difícil, a taxa de beneficiamento aumentou, o processo e os equipamentos tornaram-se cada vez mais complexos, especialmente o custo da moagem, que apresentou uma tendência crescente. Atualmente, as usinas de processamento geralmente adotam medidas como maior britagem e menor moagem, além da pré-seleção e descarte de rejeitos antes da moagem, o que tem alcançado resultados notáveis.
De um modo geral, o lançamento a seco bAntes da moagem, torna-se mais vantajoso nas seguintes situações:em:
(1) EmáreasEm regiões onde os recursos hídricos são escassos, o abastecimento de água para o desenvolvimento da mineração não pode ser garantido, o que torna a separação mineral por via úmida pouco viável. Portanto, nessas áreas, os métodos de pré-seleção a seco serão considerados em primeiro lugar.
(2) É necessário reduzir o volume de lama de rejeitos e a pressão da barragem de rejeitos. Será dada prioridade à pré-seleção a seco e à disposição de resíduos.
(3) O lançamento a seco de minério de partículas grandes é mais viável do que a separação por água.
(4) A modelagem a seco geralmente é dividida em várias etapas:
Projeção a seco de produtos grosseiramente triturados com tamanho máximo de partícula de 400～125 mm, Polimento a seco de produtos triturados medianamente com tamanho máximo de partícula de 100-50 mm, Trituração fina e polimento a seco com tamanho máximo de partícula de 25～5 mm. Além do polimento a seco de produtos triturados por moinhos de rolos de alta pressão, que são amplamente utilizados atualmente, a estrutura do equipamento selecionado é diferente.
Equipamento de separação a seco para materiais com tamanho máximo de partícula de 20 mm ou mais.
Para o polimento a seco de minério com tamanho máximo de partícula de 20 mm ou mais, o separador magnético a seco a granel com ímã permanente da série CTDG é atualmente o mais utilizado.
Os separadores magnéticos permanentes para materiais a granel secos são amplamente utilizados em minas metalúrgicas e outras indústrias para atender às necessidades de minas de grande, médio e pequeno porte. São utilizados para a pré-seleção de materiais com tamanho máximo de partícula de até 500 mm após a britagem em plantas de separação magnética. Ao restaurar a qualidade geológica da rocha estéril, economizam energia e reduzem o consumo, além de aumentarem a capacidade de processamento da planta. São utilizados em lavras para recuperar minério de magnetita da rocha estéril, melhorando a taxa de utilização dos recursos minerais; para recuperar ferro metálico da escória de aço; e para separar metais úteis em aterros sanitários.
O separador magnético de minério a granel seco com ímã permanente utiliza principalmente a força magnética para a separação. O minério é alimentado uniformemente na correia transportadora e levado para a área de triagem na parte superior do tambor magnético a uma velocidade constante. Sob a ação da força magnética, os minerais com forte magnetismo são adsorvidos na superfície da correia do tambor magnético, deslocando-se para a parte inferior do tambor, onde se desprendem do campo magnético e caem no tanque de concentrado por gravidade. Os rejeitos e o minério com baixo magnetismo não são atraídos pela força magnética e mantêm sua inércia. São lançados horizontalmente em frente à divisória de separação e caem na calha de rejeitos.
Do ponto de vista estrutural, o separador magnético de material a granel seco com ímã permanente inclui principalmente motor de acionamento, acoplamento de pino elástico, redutor de acionamento, acoplamento de deslizamento cruzado, conjunto de tambor magnético e redutor de ajuste magnético.
Pontos técnicos estruturais
(1) Para o lançamento a seco de produtos grosseiramente britados com tamanho máximo de partícula de 400-125 mm. Devido ao grande tamanho do minério, a correia transporta uma grande quantidade após a britagem grosseira, e a parte superior da correia transportadora entra na área de triagem do tambor. Para obter um efeito razoável de descarte de resíduos e reduzir o teor de ferro magnético dos rejeitos, o tambor magnético nesta etapa precisa ter uma maior profundidade de penetração magnética, para que as partículas grandes de minério possam ser capturadas. Os principais pontos técnicos da estrutura do produto nesta etapa são: ① Quanto maior o diâmetro do rolo, melhor, geralmente até 1400 mm ou 1500 mm. ② A largura da correia deve ser a maior possível. A largura máxima de projeto da correia atualmente selecionada é de 3000 mm; a correia deve ser o mais longa possível na seção reta próxima à cabeça do tambor, para que a camada de material que entra na área de triagem seja mais fina. ③ Maior profundidade de penetração magnética. Tomemos como exemplo a triagem de partículas de minério com tamanho máximo de 300-400 mm. Geralmente, a intensidade do campo magnético a uma distância de 150-200 mm da superfície do tambor, desde a área de sucção até a superfície do tambor, é superior a 64 kA/m, conforme ilustrado na Figura 1. 1.④ A distância entre a placa divisora e o tambor é superior a 400 mm e é ajustável. ⑤ A velocidade de operação do tambor é ajustável, e o ajuste do ângulo de declinação magnética e do dispositivo de distribuição otimiza o índice de triagem.
Figura 1 Mapa de nuvens do campo magnético
Tabela 1 Intensidade do campo magnético a uma determinada distância da mesa magnética (kA/m)
Conforme pode ser observado na Tabela 1, a intensidade do campo magnético a uma distância de 200 mm da superfície do sistema magnético é de 81,2 kA/m, e a intensidade do campo magnético a uma distância de 400 mm da superfície do sistema magnético é de 21,3 kA/m.
(2) Para o polimento a seco de produtos triturados medianamente com tamanho máximo de partícula de 100-50 mm, devido ao tamanho de partícula mais fino e à camada de material mais fina, os parâmetros de projeto e a seleção de trituração grossa a seco podem ser ajustados adequadamente:①O diâmetro do tambor é geralmente de 1 000, 1 200 ou 1 400 mm.②A largura usual da correia é de 1.400, 1.600, 1.800 e 2.000 mm; a correia é o mais longa possível na seção reta próxima à cabeça do tambor, para que a camada de material que entra na área de triagem seja reduzida.③Para uma maior profundidade de penetração magnética, tomando como exemplo a triagem de partículas de minério com um tamanho máximo de 100 mm, a intensidade do campo magnético a uma distância de 100-50 mm da superfície do tambor, desde a área de sucção até a superfície do tambor, é geralmente superior a 64 kA/m, conforme mostrado na Figura 2 e na Tabela 2.④O espaço entre a placa divisória e o tambor é superior a 100 mm e é ajustável.⑤A velocidade de trabalho do tambor é ajustável, e o ajuste do ângulo de inclinação magnética e do dispositivo de distribuição otimizam o índice de classificação.
Figura 2 Mapa de nuvens do campo magnético
Tabela 2 Intensidade do campo magnético a uma determinada distância da mesa magnética (kA/m)
Conforme pode ser observado na Tabela 2, a intensidade do campo magnético a uma distância de 100 mm da superfície do sistema magnético é de 105 kA/m, e a intensidade do campo magnético a uma distância de 200 mm da superfície do sistema magnético é de 30,1 kA/m.
(3) Para polimento a seco de produtos finamente divididos com um tamanho máximo de partícula de 25-5 mm, um diâmetro de tambor menor e uma profundidade de penetração magnética menor podem ser selecionados no projeto e seleção, o que não será discutido aqui.
Equipamento de secagem para materiais com tamanho máximo de partícula inferior a 20 mm.
- Separador magnético seco pulsante da série MCTF
O separador magnético pulsante a seco da série MCTF é um equipamento de separação magnética de intensidade de campo média. É adequado para minérios macios, como minério de arenito, minério de areia, areia de rio, areia marinha, etc., ou minério magro em pó britado com tamanho de partícula de 20 µm.～0 mm. Concentração de minerais magnéticos e pré-seleção a seco de produtos de magnetita finamente triturados.
1.2 Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento do separador magnético seco pulsante da série MCTF é mostrado na Figura 3.
Figura 3. Diagrama esquemático do princípio de funcionamento do separador magnético seco pulsante do tipo MCTF.
Utilizando o princípio de que materiais magnéticos podem ser atraídos por ímãs permanentes, um sistema magnético semicircular com um campo magnético mais intenso é instalado dentro do tambor por onde o material flui. Quando o material atravessa o campo magnético, as partículas minerais magnéticas são capturadas pela forte força magnética e adsorvidas na superfície do sistema magnético semicircular. Ao serem conduzidas para a área não magnética inferior pelo tambor rotativo, as partículas minerais magnéticas caem na saída de concentrado e são descarregadas pela ação da gravidade. Minérios não magnéticos ou com menor teor de ferro podem fluir livremente através do campo magnético até a saída de rejeitos, sob a ação da gravidade e da força centrífuga.
Do ponto de vista estrutural, o separador magnético seco pulsante do tipo MCTF inclui principalmente um dispositivo de ajuste do sistema magnético, um conjunto de tambor, uma carcaça superior, uma tampa contra poeira, uma estrutura, um dispositivo de transmissão e um dispositivo de distribuição.
Pontos técnicos estruturais
Os principais aspectos técnicos da estrutura incluem: ① Os diâmetros dos rolos mais comuns são 800, 1.000 e 1.200 mm; o projeto segue o princípio de que quanto mais fina a granulometria, menor o diâmetro, e quanto mais grossa a granulometria, maior o diâmetro do tambor. ② O comprimento do tambor é geralmente controlado em até 3.000 mm. Se o tambor for muito longo, o material não ficará uniforme longitudinalmente, o que afetará a eficiência da triagem. ③ À medida que a granulometria do material diminui, a profundidade de penetração magnética do tambor também diminui; o número de polos magnéticos aumenta, o que facilita a rotação múltipla do material e permite a separação dos rejeitos refinados. Quando a espessura da camada de material é de 30 mm, a distância da superfície do tambor é de 30 mm. A intensidade do campo magnético a essa distância é de 64 kA/m, conforme mostrado na Figura 4 e na Tabela 3. ④ A folga entre a placa divisora e o tambor é superior a 20 mm e é ajustável. ⑤ Para garantir uma distribuição uniforme ao longo do tambor, o equipamento deve ser equipado com dispositivos auxiliares, como calha, alimentador vibratório, distribuidor espiral ou distribuidor em estrela. ⑥ Para um índice de classificação estável, pode-se equipar o equipamento com um dispositivo de dosagem de alimentação para realizar a alimentação quantitativa. ⑦ A velocidade de trabalho do tambor é ajustável, e o ajuste do ângulo de inclinação magnética e do dispositivo de distribuição de material otimizam o índice de classificação. A Figura 5 mostra o local de aplicação do separador magnético seco pulsante MCTF com alimentador vibratório.
Figura 4 Mapa de nuvens do campo magnético
Tabela 3 Intensidade do campo magnético a uma determinada distância da mesa magnética (kA/m)
Conforme pode ser observado na Tabela 3, a intensidade do campo magnético a uma distância de 30 mm da superfície do sistema magnético é de 139 kA/m, e a intensidade do campo magnético a uma distância de 100 mm da superfície do sistema magnético é de 13,8 kA/m.
Figura 5. Local de aplicação do separador magnético seco pulsante MCTF com alimentador vibratório.
2. Separador magnético seco pulsante de tambor duplo da série MCTF
2.1 O princípio de funcionamento de uma varredura grosseira
O equipamento introduz o minério através do dispositivo de alimentação. Após a triagem do minério pelo primeiro tambor, parte do concentrado é inicialmente retirada. Os rejeitos do primeiro tambor entram no segundo tambor para varredura, e o concentrado de varredura é misturado com o primeiro concentrado para formar o concentrado final. Os rejeitos removidos constituem o rejeito final. O princípio de funcionamento de uma varredura primária é mostrado na Figura 6.
2.2 Princípio de funcionamento de um moinho de grão grosso e um moinho de grão fino
O equipamento introduz o minério através do dispositivo de alimentação. Após a triagem do minério no primeiro tambor, parte dos rejeitos é descartada. O concentrado do primeiro tambor entra no segundo tambor para seleção, e o concentrado selecionado no segundo tambor é o concentrado final. Os rejeitos da segunda etapa de beneficiamento são incorporados aos rejeitos finais. O princípio de funcionamento com um tambor de triagem primária e um de triagem secundária é ilustrado na Figura 7.
Figura 7. Ilustração do princípio de funcionamento do desbaste e do acabamento.
Pontos técnicos estruturais
Características técnicas do separador magnético seco pulsante de tambor duplo da série 2MCTF: ① O princípio básico de funcionamento é o mesmo do separador magnético seco pulsante da série MCTF. ② A intensidade do campo magnético do segundo tubo é maior que a do primeiro quando o primeiro está em processo de peneiramento grosso e o segundo em processo de peneiramento fino; a intensidade do campo magnético do segundo tubo é menor que a do primeiro quando o primeiro está em processo de peneiramento grosso e o segundo em processo de peneiramento fino. A Figura 8 mostra o local de aplicação do separador magnético seco pulsante de tambor duplo 2MCTF equipado com um dispositivo de alimentação em forma de estrela e um dispositivo de dosagem automática.
Figura 8. Local de aplicação do separador magnético seco pulsante de tambor duplo 2MCTF, equipado com dispositivo de alimentação em forma de estrela e dispositivo de dosagem automática.
Separador magnético seco pulsante de três tambores da série 3.3MCTF
3.1 Princípio de funcionamento de uma passada descida e duas passadas rápidas
O equipamento introduz o minério através do dispositivo de alimentação, o minério é classificado pelo primeiro tambor e parte do concentrado é inicialmente retirada. Os rejeitos do primeiro tambor entram no segundo tambor de varredura, os rejeitos do segundo tambor entram no terceiro tambor de varredura e, para os rejeitos finais, os concentrados do primeiro, segundo e terceiro tambores são combinados para formar o concentrado final. O princípio de funcionamento de um tambor de classificação primária e dois tambores de varredura é mostrado na Figura 9.
Figura 9. Diagrama esquemático do princípio de funcionamento de uma polimento de desbaste e duas polimentos de varredura.
O equipamento introduz o minério através do dispositivo de alimentação. Após a triagem do minério no primeiro tambor, o concentrado entra no segundo tambor para separação adicional. O concentrado do segundo tambor segue para o terceiro tambor de triagem, e o concentrado do terceiro tambor é o concentrado final. Os rejeitos do segundo e terceiro tambores são combinados nos rejeitos finais. O princípio de funcionamento com um tambor de separação primária e dois de separação secundária é mostrado na Figura 10.
Figura 10. Diagrama esquemático do princípio de funcionamento de um moinho de desbaste e dois moinhos de acabamento.
Pontos técnicos estruturais
Características técnicas do separador magnético a seco pulsante de três rolos da série 3MCTF: ① O princípio básico de funcionamento é o mesmo do separador magnético a seco pulsante da série MCTF. ② A intensidade do campo magnético do segundo e do terceiro rolos aumenta na ordem de uma passada grossa e duas passadas finas; a intensidade do campo magnético do segundo e do terceiro rolos diminui na ordem de uma passada grossa e duas passadas finas. A Figura 11 mostra o local de aplicação do separador magnético a seco pulsante de três tambores da série 3MCTF.
Figura 11. Local de aplicação do separador magnético seco pulsante de três tambores 3MCTF.
4. Separador magnético seco de campo magnético rotativo de ímã permanente da série CTGY
O princípio de funcionamento do separador magnético seco de campo magnético rotativo com ímã permanente da série CTGY é mostrado na Figura 12.
Figura 12. Princípio de funcionamento do separador magnético a seco de campo magnético rotativo de ímã permanente da série CTGY.
O pré-seletor de campo magnético rotativo de ímã permanente da série CTGY [3] adota um sistema magnético composto, através de dois conjuntos de mecanismos de transmissão mecânica, realiza a rotação reversa do sistema magnético e do tambor, produzindo uma rápida mudança de polaridade, de modo que o material magnético possa ser separado a longa distância. O meio é mais completamente separado de materiais não magnéticos e fracamente magnéticos.
O material cai na esteira transportadora através da porta de alimentação acima do dispositivo de alimentação, e a esteira se move sob a ação do motor de separação. O campo magnético rotativo gira na direção oposta à da esteira, também sob a ação do motor. Após o material ser levado ao campo magnético pela esteira, o material magnético é fortemente adsorvido à esteira e submetido a uma forte ação de agitação magnética, resultando em rotação e saltos, e "comprimindo" o material não magnético para a camada superior sob a ação da gravidade e da força centrífuga. Assim, o material entra rapidamente na caixa de separação de materiais não magnéticos. A substância magnética é adsorvida à esteira e continua a se mover sob o tambor. Ao sair do campo magnético, entra na caixa de separação sob a ação da gravidade e da força centrífuga, realizando a separação eficaz da substância magnética da substância não magnética.
Pontos técnicos estruturais
A estrutura básica do separador magnético a seco de campo magnético rotativo permanente da série CTGY inclui estrutura, caixa de alimentação, tambor, caixa de rejeitos, caixa de concentrado, sistema de transmissão magnética, sistema de transmissão do tambor, etc.
Características técnicas do separador magnético a seco rotativo de campo magnético permanente da série CTGY: ① O sistema magnético adota um design concêntrico rotativo, com um ângulo de envolvimento magnético de 360°, disposto alternadamente na direção circunferencial de acordo com a polaridade NSN. Utiliza-se uma tecnologia exclusiva de concentração magnética. Blocos magnéticos de cunha de NdFeB são adicionados entre os grupos magnéticos, aumentando a força do tambor em mais de 1,5 vezes e duplicando o número de polos magnéticos. Isso aumenta a frequência de rotação durante o processo de separação do material e permite a remoção eficaz de substâncias fracamente magnéticas e gangas misturadas em minerais. O neodímio-ferro-boro (NdFeB), um material de terras raras de alto desempenho, alta coercividade e alta resistência a altas temperaturas, é utilizado como fonte magnética. As placas polares magnéticas são feitas de ferro eletricamente puro DT3, um material de alta permeabilidade, o que melhora significativamente a permeabilidade. O eixo central minimiza a perda do campo magnético e a intensidade do campo magnético na superfície do cilindro magnético é efetivamente melhorada, o que aumenta a taxa de recuperação de materiais ferromagnéticos. ② O sistema magnético do tambor possui conversão de frequência e regulação de velocidade independentes. Dois motores com engrenagens são selecionados para controlar a velocidade do tambor e a rotação do sistema magnético, respectivamente, e cada um deles é controlado por um inversor de frequência. A velocidade do motor pode ser alterada ajustando-se a frequência. Alterando a velocidade de rotação do tambor e a velocidade de rotação do sistema magnético, controla-se o número de partículas minerais que são movimentadas. ③ O cilindro do rolo magnético permanente é feito de plástico reforçado com fibra de vidro e resina epóxi, o que evita o aquecimento do rolo e aumenta a potência do motor devido ao efeito de correntes parasitas.
5. Separador Magnético Suspenso Série CXFG
5.1 Estrutura principal e princípio de funcionamento
O separador magnético de suspensão da série CXFG é composto principalmente por uma caixa de alimentação, um dispositivo de distribuição com contra-rolos, uma correia transportadora principal, uma correia transportadora auxiliar, um sistema magnético, um dispositivo de distribuição, um dispositivo de parada, uma caixa de concentrado, uma caixa de rejeitos, uma estrutura e um sistema de transmissão.
O princípio de classificação do separador magnético de suspensão da série CXFG consiste em utilizar um mecanismo de rolos para alimentar uniformemente o material na superfície da correia transportadora auxiliar. O sistema magnético na correia transportadora principal está localizado na parte superior do material para separar os minerais fortemente magnéticos. Estes são então coletados e enviados para a caixa de concentrado. Quando os materiais fracamente magnéticos passam pela extremidade da correia transportadora auxiliar, são absorvidos na superfície do tambor pelo sistema magnético interno e caem na caixa de concentrado após serem separados pelo campo magnético à medida que o tambor gira. Os minerais não magnéticos são lançados na caixa de rejeitos pela ação da força inercial do movimento e da gravidade, atingindo assim o objetivo da classificação. O princípio de funcionamento do separador magnético de suspensão da série CXFG é mostrado na Figura 13.
Figura 13. Princípio de funcionamento do separador magnético de suspensão da série CXFG.
Pontos técnicos estruturais
Características técnicas do separador magnético de suspensão da série CXFG: ① O uso de tela com rolos contrarrotativos não só garante a uniformidade da capacidade de processamento e da camada de material, como também intercepta e auxilia na britagem de minérios de grãos grandes. Há um certo espaçamento entre os dois pares de rolos. Um par de engrenagens intertravadas é acionado para girar de forma síncrona e reversa por meio de um motor redutor de frequência constante. O usuário pode ajustar a velocidade do par de rolos de acordo com a produção para controlar a quantidade de minério. ② A correia transportadora principal de separação adota um sistema magnético planar aberto, com múltiplos polos magnéticos dispostos alternadamente. O sistema magnético planar possui uma longa área de separação e um longo tempo de magnetização, o que cria mais oportunidades de adsorção para o minério magnético. E como o sistema magnético está na parte superior do minério, o ferro magnético na área de triagem encontra-se em estado suspenso e solto, o monômero é adsorvido, não há fenômeno de inclusão e a eficiência na melhoria do teor é muito maior do que a do sistema magnético curvo. Os minerais magnéticos movem-se ao longo dos polos magnéticos e passam pelo sistema magnético plano. Os minerais magnéticos são automaticamente virados muitas vezes. A frequência de viragem é alta e o tempo é longo, o que é benéfico para melhorar o teor dos minerais magnéticos. No sistema magnético plano, o projeto possui uma diferença magnética inteligente e racional, e os minerais estão sempre sob a ação de polos magnéticos multipolares, o que separa efetivamente a ganga e os minerais não magnéticos, obtendo-se assim recuperação total, melhorando o teor do concentrado e reduzindo o rejeito. ③ A correia transportadora auxiliar é usada principalmente para transportar minerais, e a cabeça adota a estrutura de tambor magnético para separar partículas pequenas. O rolo adota uma estrutura de ranhura para evitar o desvio da correia.
A série de produtos acima mencionada, fabricada pela Shandong Huate Magnetoelectric Technology Co., Ltd., é adequada para a separação de minerais com diferentes tamanhos de partículas. Com foco no design da estrutura do produto para atender aos requisitos de diferentes índices de classificação, eles têm sido aplicados com sucesso em diversas empresas de mineração, contribuindo positivamente para a economia de energia, redução do consumo e aumento da eficiência.
As empresas de mineração devem selecionar equipamentos de separação magnética adequados às suas condições de negócio, levando em consideração a natureza do minério e as condições tecnológicas, a fim de melhorar a eficiência da produção.
Os fabricantes de equipamentos devem melhorar e aperfeiçoar continuamente o desempenho de seus produtos de acordo com as exigências de produção das empresas de mineração, solucionar problemas encontrados no uso prático, produzir produtos mais adequados para aplicações industriais e promover o desenvolvimento tecnológico de equipamentos de separação magnética.
Data da publicação: 17/03/2021