Магнитный барабан

Когда говорят про магнитный барабан, многие сразу представляют себе ту самую классическую конструкцию — вращающийся барабан с неподвижным магнитом внутри, который вытягивает магнитные частицы из потока. Это, конечно, основа. Но если копнуть глубже в практику обогащения, особенно на современных проектах, понимаешь, что всё не так однозначно. Частая ошибка — считать его универсальным решением для любой магнитной руды. На деле же эффективность упирается в десяток параметров: от гранулометрического состава питания и содержания магнетита до влажности пульпы и требуемой степени очистки концентрата. Я много раз видел, как на объектах ставят барабан по привычке или потому что ?так всегда делали?, а потом месяцами борются с низким извлечением или высокими потерями с хвостами. Сам через это проходил.

От классики к её ограничениям

Классический магнитный барабан хорош своей простотой и надежностью. Нет движущихся частей в магнитной системе, относительно низкие затраты на обслуживание. Но его ахиллесова пята — работа с тонкими и мелкодисперсными классами. Когда у вас руда с большим количеством сланцев или сильно окисленная, где магнетит присутствует в виде мельчайших вкраплений, обычный барабан часто ?проскакивает? эти частицы. Они просто не успевают намагнититься и притянуться за то короткое время, пока находятся в зоне действия магнитного поля. Выходят в хвосты, и всё, потери.

Был у меня случай на одном из старых уральских месторождений. Руда вроде бы магнитная, но сильно перемятая, тонковкрапленная. Ставили стандартные барабаны с достаточно сильными магнитами на NdFeB. Результат по извлечению едва дотягивал до 85%, при том что лабораторные испытания показывали потенциал под 94%. Стали разбираться. Оказалось, что тонкие классы -0.074 мм просто не улавливались, шли в отвал. Увеличивать скорость вращения барабана, чтобы создать большую центробежную силу? Но тогда срываются и более крупные, но слабомагнитные агрегаты. Замкнутый круг.

Именно в таких ситуациях и начинаешь искать альтернативы или комбинации. Просто взять и установить более мощный магнит — не всегда решение. Это может привести к забиванию барабана промежуточными продуктами, неполной разгрузке концентрата и, как следствие, к падению производительности всей секции. Нужно смотреть на процесс комплексно.

Когда автоматизация и промывка меняют правила игры

Вот здесь и выходят на сцену более современные подходы, о которых, кстати, хорошо пишут специалисты с ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (их сайт — jinken.ru). Их профиль — как раз электромагнитно-гравитационное оборудование и та самая технология электромагнитной сепарации-промывки. Я внимательно изучал их материалы по полностью автоматической промывочной магнитной сепарации. Их ключевая мысль, с которой я полностью согласен на основе своего опыта: для глубокого обогащения, особенно тонких классов, часто недостаточно просто однократного притяжения. Нужна интенсивная промывка в магнитном поле, чтобы отсеять сростки и пустую породу, которые цепляются за магнитные частицы.

В их описании есть важный момент: их разработки призваны заменить не только магнитные колонны или дегидратационные баки, но в определенных схемах могут заменить и барабанные магнитные сепараторы, и даже флотационные машины для оптимизации процесса. Это серьезная заявка. На практике я видел, как внедрение систем с многостадийной промывкой (гидравлической, пневматической) на стадии дочистки концентрата после первичного барабана кардинально поднимало качество концентрата по железу. Снижалось содержание кремния, иногда на проценты, что критически важно для металлургов.

Возвращаясь к нашему проблемному случаю на Урале. После анализа мы как раз пошли по пути не замены, а дополнения. Первичное грубое обогачение оставили за барабанами — они хорошо справлялись с крупным и средним классом. А вот хвосты первичного обогащения и тонкие классы направили на установку, принцип работы которой был близок к тому, что описывает Цзинькэнь — с электромагнитной системой и принудительной промывкой пульсирующим потоком воды. Результат — общее извлечение по фабрике выросло до 92%. Это был не просто новый аппарат, это была смена концепции на участке доизвлечения.

Интеграция в существующие технологические цепи

Одно дело — запустить новый проект ?с нуля? и выбрать оптимальную схему. Совсем другое — модернизировать действующее производство, где цех завязан на определенные габариты, пропускную способность и уже существующее расположение оборудования. Вот здесь с магнитным барабаном как раз часто и возникают сложности при попытке его чем-то заменить. Его место в цепи, как правило, четко фиксировано: обычно после дробилки и перед измельчением для предварительного обогащения, или после мельницы для основного.

Когда рассматриваешь альтернативу, например, те же автоматические промывочные сепараторы, нужно ответить на кучу практических вопросов. Хватит ли высоты перепада для самотечного движения пульпы? Можно ли вписать новое оборудование в существующие фундаменты или придется ломать перекрытия? Как интегрировать новую систему управления со старой? Компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии в своем описании отмечает, что их оборудование применяется на рудниках разного масштаба. Это намекает на возможную модульность и адаптивность решений, что для модернизации крайне важно.

На одном из сибирских ГОКов я наблюдал попытку прямой замены батареи старых барабанов на новое оборудование другого типа. Не учли гидравлику. Новая установка требовала более высокого и стабильного давления питающей пульпы. Пришлось экстренно ставить дополнительные бустерные насосы, переделывать пульпопроводы. Простой секции обогащения на неделю. Вывод: любое изменение, даже самое прогрессивное, нужно просчитывать не только по металлургическому балансу, но и по всем смежным инженерным системам.

Практические нюансы эксплуатации и ?подводные камни?

Допустим, вы выбрали и смонтировали оборудование. Дальше — эксплуатация. С обычным магнитным барабаном всё более-менее предсказуемо: контроль зазора между барабаном и кожухом, наблюдение за состоянием футеровки, проверка подшипниковых узлов, периодическая проверка магнитной системы на предмет падения силы поля (особенно если магниты ферритовые). Основные проблемы — это износ и забивание.

Но когда в технологию добавляется промывка, автоматическое управление, пульсации, ультразвук (как в некоторых моделях Цзинькэнь), спектр потенциальных проблем меняется. Добавляются контроллеры, датчики плотности и расхода, соленоидные клапаны, системы пневматики. Надежность в целом может быть высокой, но требования к квалификации обслуги и ремонтников возрастают на порядок. Не каждый слесарь на фабрике разберется в причине сбоя в программе промывочного цикла.

Еще один момент, который часто упускают из виду при переходе на более сложные системы — подготовка воды. Интенсивная промывка означает большой ее расход. И если вода жесткая, с высоким содержанием взвесей или солей, это может привести к быстрому зарастанию форсунок, каналов, отложению солей на чувствительных элементах. Требуется система водоподготовки, что увеличивает капитальные и операционные расходы. Это не минус технологии, это просто фактор, который должен быть учтен в ТЭО. Иногда именно такие ?мелочи? убивают экономику вроде бы эффективного с металлургической точки зрения решения.

Взгляд в будущее: барабан как часть гибридной системы

Итак, куда всё движется? На мой взгляд, будущее — не в отказе от магнитного барабана как класса, а в его разумной интеграции в более сложные, гибридные технологические схемы. Его роль как надежного, энергоэффективного ?рабочего? для первичного отбора крупных классов останется надолго. Но для получения высококачественного концентрата и максимального извлечения из сложных руд потребуется комбинация методов.

Опыт таких компаний, как ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии, которые комбинируют в своих аппаратах электромагнетизм, гидравлическую пульсацию, отсадку и пневматику, показывает вектор. Это создание компактных, возможно, модульных узлов, которые выполняют функцию не просто сепарации, а глубокой очистки. И эти узлы могут стоять как после классических барабанов, так и в отдельных, оптимизированных под тонкие классы, технологических потоках.

В конце концов, цель любого обогатителя — не использовать конкретный тип аппарата, а достичь заданных технологических и экономических показателей. Магнитный барабан — это проверенный временем инструмент в нашем арсенале. Но как и любой инструмент, он должен применяться там, где он эффективен. А там, где его возможностей не хватает, нужно без сожаления смотреть в сторону более современных, пусть и сложных, решений, которые предлагает сегодняшний рынок, в том числе и международный, как видно по географии поставок того же Цзинькэня. Главное — делать выбор осознанно, с четким пониманием физики процесса и всех эксплуатационных последствий.