Ещё в XIX веке европейские промышленники начали использовать магнитные способы обогащения. Тогда их применяли преимущественно для переработки железной руды, впрочем, для работы с этим типом сырья магнитное оборудование используют до сих пор. Однако аналогичные технологии — это один из самых простых и эффективных способов разделения многих элементов, необходимых для развития высокотехнологичной промышленности. Это значит, что индустрии не обойтись без магнитных сепараторов.
На самом деле, магнитное оборудование сегодня применяют не только в горной отрасли — правильнее даже будет сказать, далеко не только здесь.
Электродвигатели постоянного тока, генераторы, компьютерное оборудование, датчики, регуляторы, магнитные зажимы и захваты, электросчётчики, станочное оборудование, магнитные линзы, магнитные тормоза, магнитные системы для удержания плазмы, магнитные сепараторы, магнитные муфты, магнитные дефектоскопы — перечисляет оборудование, чья работа построена на свойствах магнитов генеральный директор TAPP Group (ООО «Открытые технологии») Дмитрий Лохов. И это ведь не полный список.
Но, отмечает заместитель генерального директора ООО «ЭРГА» Дмитрий Тупиков, оборудование для горной отрасли имеет ряд особенностей. В производстве задействуются индивидуально разработанные решения, подбираемые по результатам испытаний в тест-центре. Во-вторых, добывающая промышленность требует от оборудования большого запаса прочности для работы без аварийных остановок, чтобы сохранить уверенность в процессе производства.
На обогатительных предприятиях оборудование, созданное на базе магнитов, можно увидеть в различных ипостасях на различных технологических этапах. Дмитрий Лохов напоминает: помимо того, что это основное решение для извлечения магнитовосприимчивых минералов, на магнитах может быть основана работа вспомогательного оборудования.
Так, на многих обогатительных (и не только) предприятиях в самом начале производственной цепочки установлен железоотделитель. Задача такого оборудования — выемка посторонних предметов, если таковые попадаются в горной массе, пришедшей с разреза или шахты. На конвейере вместе с рудой запросто может оказаться фрагмент анкера или, скажем, зуб ковша экскаватора, да и просто мусор, и всё это точно не должно попасть в дробилку. Решают эту проблему разными способами.
Самый простой — посадить у конвейера человека, который удалит инородные предметы вручную. Другой путь — это привлечь к процессу высокие технологии: на ряде крупных предприятий России уже используют систему распознавания и удаления инородных элементов с конвейерной ленты, основанную на искусственном интеллекте. Однако даже последняя работает в тандеме с магнитным металлоуловителем.
Такое оборудование (это был подвесной магнитный сепаратор, а поставщиком выступила российская компания «ЭРГА») несколько лет назад обновила ЦОФ «Печорская» — объект в структуре «Воркутауголь». Магнитный сепаратор на фабрике установлен на цепочке углеподачи перед предварительным грохочением.
Фабрика довольна своим приобретением, и специалисты предприятия отмечают, что «пострадала» от внедрения нового оборудования механическая служба обогатительной фабрики, так как объём сторонних предметов, который необходимо отгружать, увеличился в два-три раза.
А вот жизнь технологической службе ЦОФ железоотделитель определённо облегчил. Изначально фабрика поставила магнитный сепаратор на одну угольную цепочку, а через несколько месяцев оснастила аналогичным оборудованием и вторую.
Кроме того, на фабриках, где задействованы технологии тяжелосредного обогащения, магнитная сепарация является вспомогательным процессом: с помощью магнитного оборудования происходит регенерация утяжелителя (магнетитовой суспензии), который впоследствии возвращается в технологический процесс.
Например, на ОФ «Каскад-2» «Кузбасской топливной компании» магнетит используют при обогащении крупного (в тяжелосредном сепараторе) и среднего (в тяжелосредном гидроциклоне) классов угля. И там, и там задействован регенерирующий магнитный сепаратор. Схожая схема реализована и на ЦОФ «Берёзовская» ПАО «Кокс», где обогащают уже коксующийся металлургический уголь.
Крупный класс, опять же, отправляется в тяжелосредный сепаратор, а тяжёлая среда создаётся за счёт добавления в воду магнетитовой суспензии. Так вот, магнетит улавливается с помощью магнитных сепараторов, сбрасывается в воронку и возвращается в процесс, а вода идёт на флотацию.
Специалисты добывающих предприятий объясняют, что магнетит, который, по сути, является железорудным концентратом, — продукт недешёвый, и числе прочего поэтому тяжелосредное обогащение не может обойтись без магнитных сепараторов.
При этом на многих производствах магнитные сепараторы входят в перечень основного обогатительного оборудования. Решения такого типа в основном применяются при переработке железа, руд разных типов и металла. Напомним, что железо является одним из самых распространённых элементов земной коры, занимая второе место среди металлов после алюминия.
«Как всем известно, оборудование такого типа в основном применяется при переработке наиболее распространённых материалов: железа, руд разных типов и металла. Именно поэтому с технологией извлечения минералов железа и магнитной сепарацией сталкиваются при переработке руд цветных и драгоценных металлов, для извлечения минералов магнетита и пирротина, препятствующих получению высоких показателей обогащения флотационными и гравитационными методами.
Также используют с целью доводки черновых концентратов: титан-циркониевых, ниобий-танталовых руд и кварцевых, гранатовых песков», — напоминает Дмитрий Тупиков.
Дмитрий Лохов добавляет, что в последние годы наблюдалось активное развитие магнитного оборудования, которое увеличивалось в размерах и преобразовывалось по форме. Эксперт предлагает классифицировать эти решения по нескольким признакам.
Технологии разделения элементов можно разделить на «сухие» и «мокрые», и каждой технологии будет соответствовать своё магнитное оборудование. «Сухое» обогащение подразумевает разделение в воздушной среде, а «мокрое» — в воде, растворе или магнитной жидкости.
По магнитной интенсивности магнитного оборудования его можно разделить на слабое и сильное. Кроме того, можно классифицировать это оборудование по способу генерации магнитного поля. Здесь выделяются решения с постоянными магнитами, электромагнитные сепараторы и магнитное оборудование сверхпроводящего типа.
Как мы уже говорили, магнитное оборудование используется для обогащения различных полезных ископаемых. Причём, говорит Дмитрий Лохов, даже в узкой нише могут применяться различные типы и виды магнитных сепараторов, несколько примеров приведены в таблице 1. И здесь мы возвращаемся к тезису, который в самом начале проговаривал Дмитрий Тупиков: горная отрасль требует от производителей оборудования индивидуально проработанных решений.
| Обогащаемый продукт | Крупность | Среда разделения | Основной тип применяемых сепараторов | Примечания |
| Магнетитовая руда | Крупнокусковая | Воздух (сухая сепарация) | Барабанные сепараторы с верхней подачей и перечисткой немагнитного продукта. | Если удобно по компоновке, можно применять шкивные сепараторы. |
| Магнетитовая руда | Мелкокусковая | Воздух (сухая сепарация) | Барабанные сепараторы с верхней подачей и с многополюсной системой. | В быстроходном режиме |
| Магнетитовая руда | Крупнозернистая (разгрузка стержневой мельницы) | Вода (мокрая сепарация) | Барабанные сепараторы с прямоточной ванной. | Обычно сепараторы устанавливают последовательно для перечистки магнитного и (реже) немагнитного продукта. От перечистки немагнитного продукта можно отказаться в случае применения сепараторов с повышенной напряжённостью поля и длиной рабочей зоны. |
| Магнетитовая руда | Мелкозернистая (разгрузка шаровой мельницы) | Вода (мокрая сепарация) | Барабанные сепараторы с противоточной ванной. | |
| Магнетитовая руда | Тонкозернистая (слив гидроциклона) | Вода (мокрая сепарация) | Барабанные сепараторы с полупротивоточной ванной. | |
| Слабомагнитная руда | Мелкозернистая при отсутствии значительного количества тонких фракций | Воздух (сухая сепарация) | Валковые сепараторы с нижней подачей. | В перспективе — применение роликовых сепараторов с верхней подачей в быстроходном режиме. |
| Слабомагнитная руда | Мелкозернистая | Вода (мокрая сепарация) | Валковые сепараторы с нижней подачей. Устанавливаются последовательно для перечистки немагнитного продукта. | В перспективе — применение отклоняющих сепараторов. |
«Производство магнитного оборудования, в частности магнитных сепараторов, — ответственный процесс, ведь от качества и эффективности этих решений зависят свойства товарного концентрата. Так что производители магнитных сепараторов должны глубоко разбираться в процессах создания магнитных полей, силовых линий, расчёта магнитной индукции, градиентного магнитного поля, дальнодействии магнитного поля, а также понимать принципы процессов обогащения. Внедрение новых материалов и технологий в дело на сегодняшний день — основная цель», — подчёркивает заместитель генерального директора ООО «ЭРГА».
«Как подбор, так и разработка магнитного оборудования для каждого типа руды требуют учёта типа магнитной сепарации, среды обогащения и интенсивности магнитного поля. Самыми существенными параметрами, определяющими выбор сепаратора, можно назвать магнитную восприимчивость извлекаемого минерала, крупность обогащаемой руды, а также конкретные условия работы сепаратора.
Производительность магнитных сепараторов определяется в основном следующими факторами: крупность руды; магнитная восприимчивость извлекаемых частиц и содержание их в руде; скорость перемещения руды через рабочую зону; скорость удаления продуктов сепарации; плотность пульпы при мокрой сепарации, а также принцип подачи питания — она может быть верхней и нижней», — объясняет Дмитрий Лохов.
Учитывая такую широкую сферу применения и очевидную востребованность магнитного оборудования, актуальным является вопрос о доступности этих решений в России в текущих условиях и уровне импортозависимости в отрасли. Хорошей иллюстрацией в данном случае может быть кейс Туганского ГОКа «Ильменит», где магнитные сепараторы являются одним из основных видов обогатительного оборудования.
Туганский ГОК добывает и перерабатывает ильменитовые пески и на выходе получает несколько видов продукции, в частности концентраты циркония и титана. Технология разделения коллективного концентрата основана как раз на различных магнитных и электростатических свойствах металлов, и работают, соответственно, магнитный и электростатический сепараторы.
Кроме того, ГОК выпускает кварцевые пески различных марок, и тот продукт, который предназначен для стекольной промышленности, проходит дополнительную очистку от оксида железа. И здесь тоже работает магнитный сепаратор.
Так вот, оборудование, работающее с кварцевыми песками, предприятие приобрело в ЮАР. А вот те машины, которые разделяют коллективный концентрат на ильменит и цирконий, уже российские. И сегодня ГОК старается наладить сотрудничество с отечественными производителями, чтобы приобретать здесь расходные части для африканского сепаратора.
«В России рынок магнитного оборудования для горно-обогатительной отрасли находится в стадии переориентации и трансформации. Уход с рынка „недружественных” стран (США, стран Европы, ЮАР и Австралии) заставляет заказчика пристально вглядываться в набирающих опыт и компетенции отечественных производителей и предложения от „дружественных” (в основном китайских) поставщиков», — комментирует ситуацию Дмитрий Лохов.
«После начала СВО российские горно-перерабатывающие компании всё больше переходят на отечественных производителей, в том числе и производителей магнитных сепараторов. Доверие российским разработчикам, качеству и внедрению собственных технологий увеличивается», — отмечает Дмитрий Тупиков.
Однако о тотальном переходе на российское оборудование говорить пока рано. Впрочем, возможно, такой шаг нашей промышленности никогда и не понадобится. Во-первых, напоминает Дмитрий Лохов, основным поставщиком постоянных магнитов является Китай, что обусловлено сосредоточением на территории этой страны месторождений редкоземельных металлов, необходимых для их изготовления.
«Таким образом, на мировом рынке магнитного оборудования существует зависимость от китайского сырья, компонентов или магнитного оборудования, а возникшую после начала СВО свободную нишу успешно заполняют российские и китайские производители», — говорит Дмитрий Лохов.
При этом в настоящий момент ООО «ЭРГА» — российский производитель профильного оборудования — имеет собственную линию по выпуску постоянных магнитов. Развитие редкометалльной промышленности в нашей стране также активизировалось, поэтому есть шанс, что импортозависимость в данном сегменте нам удастся преодолеть, хотя на это, конечно же, потребуется время.
Но, во-вторых, продолжает Дмитрий Лохов, не во всех отраслях у российских производителей магнитного оборудования сегодня накоплен достаточный опыт. Да, в сфере обогащения железной руды и угля компетенций у отечественных компаний достаточно, и здесь российское оборудование давно и прочно занимает ключевые позиции на рынке.
Но вот при обогащении марганцевых, титансодержащих и иных руд наши ГОКи чаще всего обращались к зарубежным производителям. И в данном секторе большой опыт как раз имеется у китайских компаний. Хотя, как мы уже говорили, выпуск магнитных сепараторов для «сухих» и «мокрых» методов обогащения сегодня наладили и российские заводы.
«Как таковая импортозависимость горнодобывающих компаний в части оборудования для магнитной сепарации практически отсутствует, так как российские производители перекрывают основные потребности наших предприятий и даже выходят на зарубежные рынки», — подчёркивает Дмитрий Тупиков.
Дмитрий Тупиков, заместитель генерального директора ООО «ЭРГА»
«Наша компания имеет многолетний опыт производства оборудования для горной отрасли, и производимое оборудование имеет ряд особенностей. Конструкторское бюро, крупный машиностроительный цех, собственная линия по производству постоянных магнитов, сектор автоматики и электроники нашей компании значительно снизили зависимость от импортных фирм.
Мы не останавливаем процесс поиска новых решений, и сегодня компания обладает обширной базой оборудования и уникальных разработок, которые заменяют электромагнитные аналоги для доводки черновых концентратов, обогащения кварцевых, гранатовых, глауконитовых песков. По нашим наблюдениям, спрос на уникальные и эффективные технологии не падает, а только растёт с каждым годом».
Дмитрий Лохов, генеральный директор TAPP Group (ООО «Открытые технологии»)
«Магнитное обогатительное оборудование непрерывно развивается. Например, в ранних разработках для извлечения железа в основном использовалось „мокрое” электромагнитное оборудование низкой интенсивности, которое затем постепенно заменялось оборудованием низкой интенсивности на постоянных магнитах. Это основной метод для разделения сильномагнитных мелкозернистых минералов.
Новым типом можно назвать высокоградиентное магнитное оборудование, в котором используется магнитное разделение за счёт взаимодействия ферромагнитных и слабомагнитных частиц. Используется в основном для разделения мелкого минерального сырья и упорных руд».
Текст: Кира Истратова
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.