Для обогащения железных руд используется в основном мокрая магнитная сепарация: руда измельчается, классифицируется (пропускается через систему сит), а затем при помощи магнитных методов обогащения очищается от посторонних примесей. В Горном институте Кольского научного центра разработали экологически сбалансированные технологические схемы обогащения, позволяющие получать концентрат с высоким содержанием железа и сравнительно низкой себестоимостью на основе применения магнитно-гравитационной сепарации.
Результаты представлены в статье «Повышение качества магнетитовых концентратов на основе магнитно-гравитационной сепарации» в «Горном журнале». Разработка успешно внедрена в производство на комбинатах АО «Олкон» и АО «Карельский окатыш». Эксперименты подтвердили, что эта технология эффективна для обогащения железистых кварцитов, перерабатываемых и на других предприятиях России и стран СНГ.
Сочетание в одном аппарате влияния магнитных и гравитационных сил способствует управлению агрегированием ферромагнитных частиц при воздействии на них магнитным полем и потоком воды. Эффективность разделения зависит от соотношения магнитных и гидродинамических сил, определяющего комплексность воздействия физических сил на ферромагнитную суспензию с возможностью регулирования технологических показателей разделения.
Чем меньше частицы руды, тем эффективнее обогащение, однако крупность измельчения имеет предел. Магнитные свойства микронных и субмикронных частиц значительно снижаются из-за изменения структуры магнетита с частичным переходом его в α-гематит, что создает проблемы с фильтрацией и существенно увеличивает потери полезного минерала.
Ученые из Горного института Александр Опалев и Валентина Марчевская выяснили, где находится предел измельчения магнетита, исследовав влияние крупности его зерен на магнитную восприимчивость этих частиц. Статья об этом исследовании вышла в свежем номере журнала «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых».
Авторы исследовали высококачественные магнетитовые концентраты, полученные из железистых кварцитов Оленегорской группы месторождений, Костомукшского и Стойленского месторождений, содержащих более 70 процентов железа. Концентраты отсортировали по размеру частиц, определили минеральный состав и магнитную восприимчивость каждой фракции. Для материала – 160 + 50 мкм магнитная восприимчивость практически не изменялась и была максимальной.
В материале менее 50 мкм магнитная восприимчивость частиц магнетита с уменьшением их крупности равномерно снижалась, принимая минимальные значения в фракциях менее восьми мкм. Поскольку магнитная восприимчивость магнетитовых концентратов зависит от содержания магнетита, ученые высчитали зависимость удельной магнитной восприимчивости (на единицу содержания магнетита) концентратов от максимальной крупности частиц в материале крупностью менее 50 мкм.
Результаты исследования показывают: для уменьшения потерь мелких частиц магнетита, магнитная восприимчивость которых снижается в полтора раза и более, необходимо выводить железорудный концентрат стадиально для предотвращения образования тонких частиц магнетита (переизмельчения) методом магнитно-гравитационной сепарации после каждого цикла измельчения.