კაოლინის რეზერვები ჩემს ქვეყანაში უხვადაა და დადასტურებული გეოლოგიური რეზერვები დაახლოებით 3 მილიარდ ტონას შეადგენს, ძირითადად გავრცელებულია გუანდუნგში, გუანქსიში, ძიანსიში, ფუჯიანში, ძიანსუსა და სხვა ადგილებში. გეოლოგიური ფორმირების სხვადასხვა მიზეზის გამო, სხვადასხვა წარმოების არეალში კაოლინის შემადგენლობა და სტრუქტურაც განსხვავებულია. კაოლინი არის 1:1 ტიპის ფენოვანი სილიკატი, რომელიც შედგება ოქტაედრისა და ტეტრაედრისგან. მისი ძირითადი კომპონენტებია SiO2 და Al2O3. იგი ასევე შეიცავს მცირე რაოდენობით Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O და Na2O და ა.შ. ინგრედიენტებს. კაოლინს აქვს მრავალი შესანიშნავი ფიზიკური და ქიმიური თვისება და დამუშავების მახასიათებელი, ამიტომ იგი ფართოდ გამოიყენება ნავთობქიმიურ მრეწველობაში, ქაღალდის წარმოებაში, ფუნქციურ მასალებში, საფარებში, კერამიკაში, წყალგამძლე მასალებში და ა.შ. თანამედროვე მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, კაოლინის ახალი გამოყენება მუდმივად ფართოვდება და ისინი იწყებენ შეღწევას მაღალი, ზუსტი და უახლესი სფეროებში. კაოლინის მადანი მცირე რაოდენობით (ჩვეულებრივ 0.5%-დან 3%-მდე) შეიცავს რკინის მინერალებს (რკინის ოქსიდები, ილმენიტი, სიდერიტი, პირიტი, ქარსი, ტურმალინი და ა.შ.), რომლებიც აფერადებენ კაოლინს და გავლენას ახდენენ მის შედუღებაზე. სითეთრე და სხვა თვისებები ზღუდავს კაოლინის გამოყენებას. ამიტომ, განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კაოლინის შემადგენლობის ანალიზი და მისი მინარევების მოცილების ტექნოლოგიის კვლევა. ამ შეფერილ მინარევებს, როგორც წესი, აქვთ სუსტი მაგნიტური თვისებები და მათი მოცილება შესაძლებელია მაგნიტური გამოყოფით. მაგნიტური გამოყოფა არის მინერალური ნაწილაკების მაგნიტურ ველში გამოყოფის მეთოდი მინერალების მაგნიტური სხვაობის გამოყენებით. სუსტად მაგნიტური მინერალებისთვის მაგნიტური გამოყოფისთვის საჭიროა მაღალი გრადიენტის ძლიერი მაგნიტური ველი.
HTDZ მაღალი გრადიენტის სუსპენზიის მაგნიტური გამყოფის სტრუქტურა და მუშაობის პრინციპი
1.1 ელექტრომაგნიტური სუსპენზიის მაღალი გრადიენტის მაგნიტური გამყოფის სტრუქტურა
მანქანა ძირითადად შედგება ჩარჩოსგან, ზეთით გაგრილებადი აგზნების ხვეულისგან, მაგნიტური სისტემისგან, გამყოფი საშუალებისგან, ხვეულის გაგრილების სისტემისგან, გამორეცხვის სისტემისგან, მადნის შესასვლელი და გამონადენის სისტემისგან, მართვის სისტემისგან და ა.შ.
სურათი 1. ელექტრომაგნიტური სუსპენზიის მაღალი გრადიენტის მაგნიტური გამყოფის სტრუქტურული დიაგრამა
1- აგზნების ხვეული 2- მაგნიტური სისტემა 3- გამყოფი საშუალება 4- პნევმატური სარქველი 5- რბილობის გამოსასვლელი მილი
6-ესკალატორი 7-შესასვლელი მილი 8-წიდის გამშვები მილი
1.2 HTDZ ელექტრომაგნიტური სუსპენზიის მაღალი გრადიენტის მაგნიტური გამყოფის ტექნიკური მახასიათებლები
◎ზეთის გაგრილების ტექნოლოგიაგაგრილებისთვის გამოიყენება სრულად დალუქული გამაგრილებელი ზეთი, სითბოს გაცვლა ხორციელდება ზეთ-წყლის სითბოს გაცვლის პრინციპით და გამოყენებულია დიდი ნაკადის დისკიანი ტრანსფორმატორის ზეთის ტუმბო. გამაგრილებელ ზეთს აქვს სწრაფი ცირკულაციის სიჩქარე, ძლიერი სითბოს გაცვლის ტევადობა, ხვეულის დაბალი ტემპერატურის მატება და მაღალი მაგნიტური ველის სიძლიერე.
◎მიმდინარე გასწორებისა და მიმდინარე სტაბილიზაციის ტექნოლოგიაგასწორების მოდულის მეშვეობით, სტაბილური დენის გამომუშავება ხორციელდება და აგზნების დენი რეგულირდება სხვადასხვა მასალის მახასიათებლების მიხედვით, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სტაბილური მაგნიტური ველის სიძლიერე და მიღწეული იქნას საუკეთესო გამდიდრების ინდექსი.
◎დიდი ღრუს ჯავშნიანი მაღალი ხარისხის ფიზიკური მაგნიტის ტექნოლოგიაღრუ ხვეულის შესაფუთად გამოიყენეთ რკინის ჯავშანი, შეიმუშავეთ გონივრული ელექტრომაგნიტური წრედის სტრუქტურა, შეამცირეთ რკინის ჯავშნის გაჯერება, შეამცირეთ მაგნიტური ნაკადის გაჟონვა და შექმენით მაღალი ველის სიძლიერე დახარისხების ღრუში.
◎მყარი-თხევადი-აირის სამფაზიანი გამოყოფის ტექნოლოგიაგამყოფ კამერაში არსებული მასალა ექვემდებარება ამწევ ძალას, საკუთარ გრავიტაციას და მაგნიტურ ძალას, რათა მიღწეულ იქნას სათანადო გამდიდრების ეფექტი შესაბამის პირობებში. გადმოტვირთვის წყლისა და მაღალი ჰაერის წნევის კომბინაცია გამორეცხვის საშუალებას უფრო სუფთას ხდის.
◎ახალი წვეტიანი უჟანგავი ფოლადის მაგნიტური გამტარი და მაგნიტური მასალის ტექნოლოგიადახარისხების საშუალება იყენებს ფოლადის ბამბას, ალმასის ფორმის მედია ბადეს ან ფოლადის ბამბისა და ალმასის ფორმის მედია ბადის კომბინაციას. ეს საშუალება აერთიანებს აღჭურვილობის მახასიათებლებს და ცვეთამედეგი, მაღალი გამტარიანობის უჟანგავი ფოლადის კვლევასა და განვითარებას. მაგნიტური ველის ინდუქციის გრადიენტი დიდია, სუსტი მაგნიტური მინერალების დაჭერა უფრო ადვილია, ნარჩენი მასალა მცირეა და მადნის გამოდევნისას გარემო უფრო ადვილად ირეცხება.
1.3 აღჭურვილობის პრინციპის ანალიზი და მაგნიტური ველის განაწილების ანალიზი
1.3.1დახარისხების პრინციპიაჯავშნიან ხვეულში მოთავსებულია მაგნიტურად გამტარი უჟანგავი ფოლადის ბამბის (ან გაფართოებული ლითონის) გარკვეული რაოდენობა. ხვეულის აგზნების შემდეგ, მაგნიტურად გამტარი უჟანგავი ფოლადის ბამბა მაგნიტიზდება და ზედაპირზე წარმოიქმნება ძლიერ არათანაბარი მაგნიტური ველი, კერძოდ, მაღალი გრადიენტის მაგნიტიზირებადი მაგნიტური ველი. როდესაც პარამაგნიტური მასალა გადის ფოლადის ბამბაში დახარისხების ავზში, ის მიიღებს მაგნიტური ველის ძალას, რომელიც პროპორციულია გამოყენებული მაგნიტური ველისა და მაგნიტური ველის გრადიენტის ნამრავლისა და ადსორბირებული იქნება ფოლადის ბამბის ზედაპირზე, არამაგნიტური მასალის ნაცვლად, რომელიც პირდაპირ გაივლის მაგნიტურ ველს. ის ჩაედინება არამაგნიტურ პროდუქტის ავზში არამაგნიტური სარქვლისა და მილსადენის მეშვეობით. როდესაც ფოლადის ბამბის მიერ შეგროვებული სუსტად მაგნიტური მასალა მიაღწევს გარკვეულ დონეს (განსაზღვრულია პროცესის მოთხოვნებით), შეწყვიტეთ მადნის მიწოდება. გათიშეთ აგზნების კვების წყარო და გამორეცხეთ მაგნიტური ობიექტები. მაგნიტური ობიექტები ჩაედინება მაგნიტური პროდუქტის ავზში მაგნიტური სარქვლისა და მილსადენის მეშვეობით. შემდეგ შეასრულეთ მეორე საშინაო დავალება და გაიმეორეთ ეს ციკლი.
1.3.2მაგნიტური ველის განაწილების ანალიზიმაგნიტური ველის განაწილების ღრუბლოვანი რუკის სწრაფი სიმულირებისთვის გამოიყენეთ მოწინავე სასრული ელემენტების პროგრამული უზრუნველყოფა, შეამცირეთ დიზაინისა და ანალიზის ციკლი; დანერგეთ ოპტიმიზირებული დიზაინი აღჭურვილობის ენერგომოხმარების შესამცირებლად და მომხმარებლის ხარჯების შესამცირებლად; აღმოაჩინეთ პოტენციური პრობლემები პროდუქტის წარმოებამდე, გაზარდეთ პროდუქტებისა და პროექტების საიმედოობა; სიმულირე გაუკეთეთ სხვადასხვა სატესტო სქემებს, შეამცირეთ ტესტირების დრო და ხარჯები;
მინერალური მოძრაობის მახასიათებლები
2.1 მასალის მოძრაობის ანალიზი
HTDZ მაღალი გრადიენტის მაგნიტური გამყოფი კაოლინის დახარისხებისას შესაფერისია ქვედა მიწოდებისთვის. აღჭურვილობა იყენებს მრავალშრიან უჟანგავი ფოლადის ბამბას (ან გაფართოებულ ლითონს) დახარისხების საშუალებად, ისე, რომ მადნის ნაწილაკების ტრაექტორია არარეგულარულია ვერტიკალური და ჰორიზონტალური მიმართულებით. მინერალური ნაწილაკების მრუდის მოძრაობა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. ამიტომ, გამოყოფის არეალში მინერალების მოძრაობის დროისა და მანძილის გახანგრძლივება სასარგებლოა სუსტი მაგნიტების სრული ადსორბციისთვის. გარდა ამისა, გამოყოფის პროცესის დროს სუსპენზიის ნაკადის სიჩქარე, გრავიტაცია და ამომგდები ძალა ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან. ეფექტი არის მადნის ნაწილაკების მუდმივად ფხვიერ მდგომარეობაში შენარჩუნება, მადნის ნაწილაკებს შორის ადჰეზიის შემცირება და რკინის მოცილების ეფექტურობის გაუმჯობესება. კარგი დახარისხების ეფექტის მიღება.
სურათი 4. მინერალების მოძრაობის სქემატური დიაგრამა
1. მედია ქსელი 2. მაგნიტური ნაწილაკები 3. არამაგნიტური ნაწილაკები.
2. ნედლი მადნის ბუნება და გამდიდრების ძირითადი პროცესი
2.1 გუანდუნის შტატში გარკვეული კაოლინის მინერალური მასალის თვისებები:
გუანდუნის გარკვეულ ტერიტორიაზე კაოლინის განგის მინერალები მოიცავს კვარცს, მუსკოვიტს, ბიოტიტს და ფელდშპატს, ასევე მცირე რაოდენობით წითელ ქვას და ლიმონიტს. კვარცი ძირითადად გამდიდრებულია +0.057 მმ მარცვლის ზომით, ქარსის და ფელდშპატის მინერალების შემცველობა გამდიდრებულია საშუალო მარცვლის ზომით (0.02-0.6 მმ), ხოლო კაოლინიტის და მცირე რაოდენობით მუქი მინერალების შემცველობა თანდათან იზრდება მარცვლის ზომის შემცირებასთან ერთად. კაოლინიტი იწყებს გამდიდრებას -0.057 მმ-დან და აშკარად გამდიდრებულია -0.020 მმ ზომით.
ცხრილი 1 კაოლინის მადნის მრავალელემენტიანი ანალიზის შედეგები%
2.2 მცირე ნიმუშის ექსპერიმენტული კვლევისთვის გამოსაყენებელი ძირითადი გამდიდრების პირობები
HTDZ მაღალი გრადიენტის მქონე სუსპენზიის მაგნიტური სეპარატორის მაგნიტური გამოყოფის პროცესზე მოქმედი ძირითადი ფაქტორებია სუსპენზიის ნაკადის სიჩქარე, ფონური მაგნიტური ველის სიძლიერე და ა.შ. ამ ექსპერიმენტულ კვლევაში შემოწმებულია შემდეგი ორი ძირითადი პირობა.
2.2.1 სუსპენზიის ნაკადის სიჩქარე: როდესაც ნაკადის სიჩქარე დიდია, კონცენტრატის გამოსავლიანობა უფრო მაღალია და მისი რკინის შემცველობაც მაღალია; როდესაც ნაკადის სიჩქარე დაბალია, კონცენტრატის რკინის შემცველობა დაბალია და მისი გამოსავლიანობაც დაბალია. ექსპერიმენტული მონაცემები ნაჩვენებია ცხრილში 2.
ცხრილი 2. სუსპენზიის ნაკადის სიჩქარის ექსპერიმენტული შედეგები
შენიშვნა: სუსპენზიის ნაკადის სიჩქარის ტესტი ტარდება 1.25T ფონური მაგნიტური ველისა და 0.25%-იანი დისპერსანტის დოზის პირობებში.
სურათი 5. ნაკადის სიჩქარესა და Fe2O3-ს შორის შესაბამისობა
სურათი 6. ნაკადის სიჩქარესა და მშრალ თეთრ ფერს შორის შესაბამისობა.
გამდიდრების ღირებულების ყოვლისმომცველი გათვალისწინებით, სუსპენზიის ნაკადის სიჩქარე უნდა იყოს კონტროლირებადი 12 მმ/წმ-ზე.
2.2.2 ფონური მაგნიტური ველი: სუსპენზიის მაგნიტური გამყოფის ფონური მაგნიტური ველის ინტენსივობა შეესაბამება კაოლინის მაგნიტური გამყოფის რკინის მოცილების ინდექსის კანონს, ანუ როდესაც მაგნიტური ველის ინტენსივობა მაღალია, მაგნიტური გამყოფის კონცენტრატის გამოსავლიანობა და რკინის შემცველობა დაბალია და რკინის მოცილების სიჩქარე შედარებით დაბალია. მაღალი, რკინის მოცილების კარგი ეფექტი.
ცხრილი 3. ფონური მაგნიტური ველის ექსპერიმენტული შედეგები
შენიშვნა: ფონური მაგნიტური ველის ტესტი ტარდება 12 მმ/წმ ნალექის ნაკადის სიჩქარისა და 0.25%-იანი დისპერსანტის დოზის პირობებში.
რადგან რაც უფრო მაღალია ფონის მაგნიტური ველის ინტენსივობა, მით უფრო დიდია აგზნების სიმძლავრე, მით უფრო მაღალია აღჭურვილობის ენერგომოხმარება და მით უფრო მაღალია ერთეულის წარმოების ღირებულება. გამდიდრების ღირებულების გათვალისწინებით, შერჩეული ფონის მაგნიტური ველი დაყენებულია 1.25T-ზე.
სურათი 7. მაგნიტური ველის სიძლიერესა და Fe2O3 შემცველობას შორის შესაბამისობა.
2.3 მაგნიტური გამოყოფის ძირითადი პროცესის შერჩევა
კაოლინის მადნის გამდიდრების მთავარი მიზანი რკინის მოცილება და გაწმენდაა. თითოეული მინერალის მაგნიტური განსხვავების მიხედვით, რკინის მოცილების და კაოლინის გასაწმენდად მაღალი გრადიენტის მაგნიტური ველის გამოყენება ეფექტურია, ხოლო პროცესი მარტივი და ადვილად განსახორციელებელია ინდუსტრიაში. ამიტომ, დახარისხების პროცესისთვის გამოიყენება მაღალი გრადიენტის სუსპენზიის მაგნიტური გამყოფი, ერთი მსხვილი და ერთი წვრილი.
სამრეწველო წარმოება
3.1 კაოლინის სამრეწველო წარმოების პროცესი
გუანდუნის შტატის გარკვეულ ტერიტორიაზე კაოლინის მადნიდან რკინის მოსაშორებლად, HTDZ-1000 სერიის კომბინაცია გამოიყენება უხეშად-წვრილი მაგნიტური გამოყოფის პროცესის შესაქმნელად. დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.
3.2 სამრეწველო წარმოების პირობები
3.2.1მასალის კლასიფიკაცია: მთავარი დანიშნულება1. კაოლინში არსებული მინარევების, როგორიცაა კვარცი, ფელდშპატი და ქარსი, წინასწარ გამოაცალკევეთ ორეტაპიანი ციკლონის მეშვეობით, შეამცირეთ შემდგომი აღჭურვილობის წნევა და დაახარისხეთ ნაწილაკების ზომა შემდგომი აღჭურვილობის მოთხოვნების შესაბამისად. 2. რადგან სუსპენზიის მაგნიტური გამყოფი საშუალება არის 3# ფოლადის ბამბა, ნაწილაკების ზომა უნდა იყოს 250 mesh-ზე ნაკლები, რათა უზრუნველყოფილი იყოს, რომ ფოლადის ბამბის გარემოში არ დარჩეს ნაწილაკები, რათა თავიდან იქნას აცილებული ფოლადის ბამბის გარემოს მიერ ფოლადის ბამბის გარემოს დაბლოკვა, რაც გავლენას მოახდენს გამდიდრების ინდექსზე, გარემოს გარეცხვაზე და აღჭურვილობის დამუშავების სიმძლავრეზე და ა.შ.
3.2.2მაგნიტური გამოყოფის ოპერაციული პირობებიპროცესის მიმდინარეობა იყენებს ერთ უხეშ და ერთ წვრილ ნაწილაკებს, ასევე ერთ უხეშ და ერთ წვრილ ნაწილაკებს ღია წრედის პროცესში. ნიმუშის ექსპერიმენტის მიხედვით, უხეში დამუშავებისთვის მაღალი გრადიენტის მქონე სუსპენზიის მაგნიტური სეპარატორის ფონური ველის სიძლიერეა 0.7T, შერჩევითი ოპერაციისთვის მაღალი გრადიენტის მქონე მაგნიტური სეპარატორის - 1.25T, ხოლო უხეში სუსპენზიისთვის გამოიყენება HTDZ-1000 მაგნიტური სეპარატორი. აღჭურვილია HTDZ-1000 შერჩეული სუსპენზიის მაგნიტური სეპარატორით.
3.3 სამრეწველო წარმოების შედეგები
გუანდუნგის შტატში რკინის მოსაშორებლად კაოლინის სამრეწველო წარმოება, HTDZ-ის მაღალი გრადიენტული მაგნიტური გამყოფით წარმოებული პროდუქტის ნიმუშის ნამცხვარი ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში, ხოლო მონაცემები მოცემულია ცხრილ 2-ში.
ნამცხვარი 1: ეს არის ნედლი მადნის ნიმუშის ნამცხვარი, რომელიც შედის უხეში გამოყოფის სუსპენზიის მაგნიტურ გამყოფში.
ღვეზელი 2: დაახლოებით შერჩეული ნიმუშის ღვეზელი
ღვეზელი 3, ღვეზელი 4, ღვეზელი 5: შერჩეული ნიმუშები
ცხრილი 2. სამრეწველო წარმოების შედეგები (6 ნოემბრის 20:30 საათზე ნიმუშების აღებისა და ნამცხვრების გატეხვის შედეგები)
სურათი 3. კაოლინით დამზადებული ნამცხვრის ნიმუში გუანდუნგის შტატში გარკვეულ ადგილას
წარმოების შედეგები აჩვენებს, რომ კონცენტრატში Fe2O3 შემცველობა შეიძლება შემცირდეს დაახლოებით 50%-ით ნალექის ორი მაღალი გრადიენტის მაგნიტური გამოყოფის გზით და მიღწეული იქნას რკინის მოცილების კარგი ეფექტი.
应用案例
გამოქვეყნების დრო: 27 მარტი, 2021