ในประเทศของฉันมีแหล่งสำรองดินขาวอุดมสมบูรณ์ โดยมีปริมาณสำรองทางธรณีวิทยาที่พิสูจน์แล้วประมาณ 3 พันล้านตัน กระจายอยู่ส่วนใหญ่ในมณฑลกวางตุ้ง กวางซี เจียงซี ฝูเจี้ยน เจียงซู และพื้นที่อื่นๆ เนื่องจากสาเหตุการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน องค์ประกอบและโครงสร้างของดินขาวจากพื้นที่ผลิตต่างๆ จึงแตกต่างกัน ดินขาวเป็นซิลิเกตแบบชั้นชนิด 1:1 ซึ่งประกอบด้วยรูปทรงแปดเหลี่ยมและรูปทรงสี่เหลี่ยม ส่วนประกอบหลักคือ SiO2 และ Al2O3 นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย เช่น Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O และ Na2O เป็นต้น ดินขาวมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดีเยี่ยมหลายประการ รวมถึงลักษณะเฉพาะในการแปรรูป ดังนั้นจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การผลิตกระดาษ วัสดุฟังก์ชัน การเคลือบผิว เซรามิก วัสดุกันน้ำ เป็นต้น ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ การใช้งานใหม่ๆ ของดินขาวจึงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และเริ่มที่จะแทรกซึมเข้าสู่สาขาที่มีความแม่นยำสูงและล้ำสมัย แร่เคโอไลน์มีแร่เหล็กเจือปนอยู่เล็กน้อย (โดยปกติ 0.5% ถึง 3%) (เช่น เหล็กออกไซด์ อิลเมไนต์ ไซเดอไรต์ ไพไรต์ ไมกา ทัวร์มาลีน เป็นต้น) ซึ่งทำให้เคโอไลน์มีสีและส่งผลต่อคุณสมบัติการเผาผนึก ความขาวและคุณสมบัติอื่นๆ ทำให้การใช้งานเคโอไลน์มีข้อจำกัด ดังนั้น การวิเคราะห์องค์ประกอบของเคโอไลน์และการวิจัยเทคโนโลยีการกำจัดสิ่งเจือปนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง สิ่งเจือปนที่มีสีเหล่านี้มักมีคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน และสามารถกำจัดได้ด้วยการแยกด้วยแม่เหล็ก การแยกด้วยแม่เหล็กเป็นวิธีการแยกอนุภาคแร่ในสนามแม่เหล็กโดยใช้ความแตกต่างของสนามแม่เหล็กของแร่ สำหรับแร่ที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน จำเป็นต้องใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงและมีความชันสูงในการแยกด้วยแม่เหล็ก
โครงสร้างและหลักการทำงานของเครื่องแยกแม่เหล็กสารละลายความลาดชันสูง HTDZ
1.1 โครงสร้างของเครื่องแยกแม่เหล็กความชันสูงแบบสารละลายด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
เครื่องจักรนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักๆ ได้แก่ โครงเครื่อง ขดลวดกระตุ้นระบายความร้อนด้วยน้ำมัน ระบบแม่เหล็ก สารแยก ระบบระบายความร้อนขดลวด ระบบชะล้าง ระบบทางเข้าและทางออกของแร่ ระบบควบคุม เป็นต้น
รูปที่ 1 แผนภาพโครงสร้างของเครื่องแยกแม่เหล็กความชันสูงสำหรับสารละลายแม่เหล็กไฟฟ้า
1- ขดลวดกระตุ้น 2- ระบบแม่เหล็ก 3- สารแยก 4- วาล์วลม 5- ท่อส่งเยื่อกระดาษออก
6-บันไดเลื่อน 7-ท่อทางเข้า 8-ท่อระบายตะกรัน
1.2 คุณลักษณะทางเทคนิคของเครื่องแยกแม่เหล็กความชันสูงแบบสารละลายแม่เหล็กไฟฟ้า HTDZ
◎เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยน้ำมัน: ใช้ระบบน้ำมันหล่อเย็นแบบปิดสนิทในการระบายความร้อน โดยใช้หลักการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบน้ำมัน-น้ำ และใช้ปั๊มน้ำมันหม้อแปลงแบบจานขนาดใหญ่ น้ำมันหล่อเย็นมีอัตราการไหลเวียนสูง ความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อนสูง อุณหภูมิขดลวดเพิ่มขึ้นต่ำ และความแรงของสนามแม่เหล็กสูง
◎เทคโนโลยีการแก้ไขกระแสไฟฟ้าและการรักษาเสถียรภาพกระแสไฟฟ้า: ด้วยโมดูลวงจรเรียงกระแส ทำให้ได้กระแสไฟฟ้าขาออกที่เสถียร และกระแสกระตุ้นจะถูกปรับตามคุณลักษณะของวัสดุที่แตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความแรงของสนามแม่เหล็กที่เสถียรและได้ดัชนีการเพิ่มคุณค่าที่ดีที่สุด
◎เทคโนโลยีแม่เหล็กกายภาพประสิทธิภาพสูงหุ้มเกราะโพรงขนาดใหญ่: ใช้เกราะเหล็กห่อหุ้มขดลวดกลวง ออกแบบโครงสร้างวงจรแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหมาะสม ลดการอิ่มตัวของเกราะเหล็ก ลดการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก และสร้างความแรงสนามสูงในช่องคัดแยก
◎เทคโนโลยีการแยกสามเฟส ของแข็ง-ของเหลว-ก๊าซวัสดุในห้องแยกจะได้รับอิทธิพลจากแรงลอยตัว แรงโน้มถ่วงของตัวเอง และแรงแม่เหล็ก เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการแยกแร่ที่เหมาะสมภายใต้สภาวะที่ถูกต้อง การผสมผสานระหว่างน้ำที่ใช้ในการระบายและแรงดันอากาศสูงจะช่วยชะล้างตัวกลางให้สะอาดขึ้น
◎เทคโนโลยีวัสดุนำไฟฟ้าแม่เหล็กและแม่เหล็กสแตนเลสรูปทรงหนามแหลมแบบใหม่: วัสดุคัดแยกใช้วัสดุใยเหล็ก ตะแกรงรูปเพชร หรือการผสมผสานระหว่างใยเหล็กและตะแกรงรูปเพชร วัสดุนี้รวมเอาคุณสมบัติของอุปกรณ์เข้ากับการวิจัยและพัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความทนทานต่อการสึกหรอและมีค่าการซึมผ่านสูง มีค่าความชันของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กสูง สามารถดักจับแร่ที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อนได้ง่าย มีค่าการตกค้างของแม่เหล็กต่ำ และวัสดุนี้ล้างทำความสะอาดได้ง่ายเมื่อแร่ถูกระบายออก
1.3 การวิเคราะห์หลักการทำงานของอุปกรณ์และการวิเคราะห์การกระจายสนามแม่เหล็ก
1.3.1หลักการเรียงลำดับคือ: ในขดลวดหุ้มเกราะ จะมีการวางใยเหล็กสแตนเลส (หรือตาข่ายโลหะ) ที่นำไฟฟ้าได้ดีในปริมาณหนึ่ง เมื่อขดลวดถูกกระตุ้น ใยเหล็กสแตนเลสที่นำไฟฟ้าได้ดีจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก และเกิดสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอสูงบนพื้นผิว กล่าวคือ สนามแม่เหล็กที่มีความชันสูง เมื่อวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กผ่านใยเหล็กในถังคัดแยก มันจะได้รับแรงสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามผลคูณของสนามแม่เหล็กที่ใช้และความชันของสนามแม่เหล็ก และจะถูกดูดซับบนพื้นผิวของใยเหล็ก แทนที่วัสดุที่ไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กจะผ่านสนามแม่เหล็กโดยตรง มันจะไหลเข้าสู่ถังผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นแม่เหล็กผ่านวาล์วและท่อส่ง เมื่อวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กอ่อนที่สะสมโดยใยเหล็กถึงระดับหนึ่ง (กำหนดโดยข้อกำหนดของกระบวนการ) ให้หยุดการป้อนแร่ ตัดการจ่ายไฟกระตุ้น และล้างวัตถุแม่เหล็ก วัตถุแม่เหล็กจะไหลเข้าสู่ถังผลิตภัณฑ์แม่เหล็กผ่านวาล์วและท่อส่งแม่เหล็ก จากนั้นดำเนินการขั้นตอนที่สอง และทำซ้ำวงจรนี้
1.3.2การวิเคราะห์การกระจายสนามแม่เหล็ก: ใช้ซอฟต์แวร์ไฟไนต์เอเลเมนต์ขั้นสูงเพื่อจำลองแผนที่กลุ่มเมฆการกระจายสนามแม่เหล็กอย่างรวดเร็ว ลดระยะเวลาในการออกแบบและวิเคราะห์ ใช้การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดเพื่อลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์และลดต้นทุนของผู้ใช้ ค้นพบปัญหาที่อาจเกิดขึ้นก่อนการผลิตผลิตภัณฑ์ เพิ่มความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์และโครงการ จำลองแผนการทดสอบต่างๆ ลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการทดสอบ
ลักษณะการเคลื่อนที่ของแร่ธาตุ
2.1 การวิเคราะห์การเคลื่อนตัวของวัสดุ
เครื่องแยกแม่เหล็กความชันสูง HTDZ เหมาะสำหรับการป้อนวัตถุดิบในปริมาณน้อยเมื่อทำการคัดแยกดินขาว อุปกรณ์นี้ใช้ใยเหล็กสแตนเลสหลายชั้น (หรือตาข่ายโลหะขยาย) เป็นตัวกลางในการคัดแยก ทำให้วิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคแร่ไม่สม่ำเสมอทั้งในแนวตั้งและแนวนอน การเคลื่อนที่แบบโค้งของอนุภาคแร่แสดงในรูปที่ 1 ดังนั้น การเพิ่มระยะเวลาและระยะทางในการเคลื่อนที่ของแร่ในบริเวณการแยกจะช่วยให้แม่เหล็กอ่อนดูดซับได้อย่างเต็มที่ นอกจากนี้ อัตราการไหลของสารละลาย แรงโน้มถ่วง และแรงลอยตัวในระหว่างกระบวนการแยกจะมีการปฏิสัมพันธ์กัน ส่งผลให้อนุภาคแร่ยังคงอยู่ในสภาพหลวมๆ ตลอดเวลา ลดการยึดเกาะระหว่างอนุภาคแร่ และเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดเหล็ก ทำให้ได้ผลการคัดแยกที่ดี
รูปที่ 4 แผนภาพแสดงการเคลื่อนที่ของแร่ธาตุ
1. เครือข่ายสื่อ 2. อนุภาคแม่เหล็ก 3. อนุภาคที่ไม่ใช่แม่เหล็ก
2. ลักษณะของแร่ดิบและกระบวนการพื้นฐานในการเพิ่มคุณค่าแร่
2.1 คุณสมบัติของแร่เคโอไลน์ชนิดหนึ่งในมณฑลกวางตุ้ง:
แร่ประกอบดินขาวในพื้นที่หนึ่งของมณฑลกวางตุ้ง ได้แก่ ควอตซ์ มัสโคไวต์ ไบโอไทต์ และเฟลด์สปาร์ รวมทั้งแร่สีแดงและไลโมไนต์ในปริมาณเล็กน้อย ควอตซ์ส่วนใหญ่มีความเข้มข้นสูงในขนาดเม็ดแร่มากกว่า 0.057 มม. แร่ไมกาและเฟลด์สปาร์มีความเข้มข้นสูงในขนาดเม็ดแร่ขนาดกลาง (0.02-0.6 มม.) และปริมาณคาโอลิไนต์และแร่สีเข้มเล็กน้อยจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเมื่อขนาดเม็ดแร่ลดลง คาโอลิไนต์เริ่มมีความเข้มข้นสูงในขนาดเม็ดแร่ต่ำกว่า 0.057 มม. และมีความเข้มข้นสูงอย่างเห็นได้ชัดในขนาดเม็ดแร่ต่ำกว่า 0.020 มม.
ตารางที่ 1 ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบหลายชนิดของแร่เคโอไลน์ (%)
2.2 เงื่อนไขหลักในการเพิ่มคุณค่าที่ใช้ได้กับการสำรวจทดลองตัวอย่างขนาดเล็ก
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อกระบวนการแยกด้วยแม่เหล็กของเครื่องแยกสารแขวนลอยแบบความแรงแม่เหล็กสูง HTDZ ได้แก่ อัตราการไหลของสารแขวนลอย ความแรงของสนามแม่เหล็กพื้นหลัง เป็นต้น โดยในการศึกษาทดลองนี้จะทดสอบเงื่อนไขหลักสองประการดังต่อไปนี้
2.2.1 อัตราการไหลของสารละลาย: เมื่ออัตราการไหลสูง ผลผลิตของสารเข้มข้นจะสูงขึ้น และปริมาณเหล็กในสารเข้มข้นก็จะสูงขึ้นด้วย ในทางกลับกัน เมื่ออัตราการไหลต่ำ ปริมาณเหล็กในสารเข้มข้นจะต่ำ และผลผลิตก็จะต่ำเช่นกัน ข้อมูลจากการทดลองแสดงในตารางที่ 2
ตารางที่ 2 ผลการทดลองอัตราการไหลของสารละลายแขวนลอย
หมายเหตุ: การทดสอบอัตราการไหลของสารละลายข้นดำเนินการภายใต้สภาวะสนามแม่เหล็กพื้นหลัง 1.25 เทสลา และปริมาณสารช่วยกระจายตัว 0.25%
รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและ Fe2O3
รูปที่ 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วการไหลและสีขาวแห้ง
เมื่อพิจารณาต้นทุนการปรับปรุงคุณภาพแร่โดยรวมแล้ว ควรควบคุมอัตราการไหลของสารละลายไว้ที่ 12 มม./วินาที
2.2.2 สนามแม่เหล็กพื้นหลัง: ความเข้มของสนามแม่เหล็กพื้นหลังของเครื่องแยกแม่เหล็กแบบสารละลายข้นนั้นสอดคล้องกับกฎของดัชนีการกำจัดเหล็กของการแยกแม่เหล็กดินขาว กล่าวคือ เมื่อความเข้มของสนามแม่เหล็กสูง ผลผลิตของสารเข้มข้นและปริมาณเหล็กของเครื่องแยกแม่เหล็กจะต่ำทั้งคู่ และอัตราการกำจัดเหล็กจะค่อนข้างต่ำ เมื่อความเข้มของสนามแม่เหล็กสูง ประสิทธิภาพในการกำจัดเหล็กจะดี
ตารางที่ 3 ผลการทดลองของสนามแม่เหล็กพื้นหลัง
หมายเหตุ: การทดสอบสนามแม่เหล็กพื้นหลังดำเนินการภายใต้เงื่อนไขอัตราการไหลของสารละลาย 12 มม./วินาที และปริมาณสารช่วยกระจายตัว 0.25%
เนื่องจากความเข้มของสนามแม่เหล็กพื้นหลังยิ่งสูง พลังงานกระตุ้นก็จะยิ่งมากขึ้น การใช้พลังงานของอุปกรณ์ก็จะยิ่งสูงขึ้น และต้นทุนการผลิตต่อหน่วยก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนในการปรับปรุงคุณภาพแล้ว จึงเลือกใช้สนามแม่เหล็กพื้นหลังที่ 1.25 เทสลา
รูปที่ 7 ความสัมพันธ์ระหว่างความแรงของสนามแม่เหล็กและปริมาณ Fe2O3
2.3 การเลือกกระบวนการพื้นฐานสำหรับการแยกด้วยแม่เหล็ก
วัตถุประสงค์หลักของการปรับปรุงคุณภาพแร่เคโอไลน์คือการกำจัดเหล็กและทำให้บริสุทธิ์ โดยอาศัยความแตกต่างของแม่เหล็กในแต่ละแร่ การใช้สนามแม่เหล็กความเข้มสูงในการกำจัดเหล็กและทำให้เคโอไลน์บริสุทธิ์นั้นมีประสิทธิภาพ และกระบวนการก็ง่ายและง่ายต่อการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม ดังนั้นจึงใช้เครื่องแยกแม่เหล็กแบบสารละลายความเข้มสูง โดยแบ่งเป็นสองส่วน คือส่วนหยาบและส่วนละเอียด เป็นกระบวนการคัดแยก
การผลิตทางอุตสาหกรรม
3.1 กระบวนการผลิตดินขาวในระดับอุตสาหกรรม
สำหรับการกำจัดเหล็กออกจากแร่เคโอไลน์ในพื้นที่หนึ่งของมณฑลกวางตุ้ง ได้มีการใช้ชุดเครื่องจักร HTDZ-1000 เพื่อสร้างกระบวนการแยกด้วยแม่เหล็กแบบหยาบและละเอียด โดยแผนผังกระบวนการแสดงในรูปที่ 2
3.2 สภาพแวดล้อมการผลิตในภาคอุตสาหกรรม
3.2.1การจำแนกประเภทวัสดุ: วัตถุประสงค์หลัก1. แยกสิ่งเจือปน เช่น ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา ออกจากดินขาวล่วงหน้าโดยใช้ไซโคลนสองขั้นตอน เพื่อลดแรงดันของอุปกรณ์ในขั้นตอนถัดไป และคัดแยกขนาดอนุภาคให้ตรงตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ในขั้นตอนถัดไป 2. เนื่องจากตัวกลางในการแยกด้วยแม่เหล็กแบบสารละลายคือใยเหล็กเบอร์ 3 ขนาดอนุภาคต้องต่ำกว่า 250 เมช เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีอนุภาคเหลืออยู่ในตัวกลางใยเหล็ก ป้องกันการอุดตันของตัวกลางใยเหล็ก ส่งผลกระทบต่อดัชนีการเพิ่มคุณค่าแร่ การล้างตัวกลาง และกำลังการผลิตของอุปกรณ์ เป็นต้น
3.2.2สภาวะการทำงานของการแยกด้วยแม่เหล็กกระบวนการทำงานใช้การแยกแบบหยาบหนึ่งครั้งและแบบละเอียดหนึ่งครั้ง และกระบวนการวงจรเปิดแบบหยาบหนึ่งครั้งและแบบละเอียดหนึ่งครั้ง จากการทดลองตัวอย่าง พบว่าความแรงสนามพื้นหลังของเครื่องแยกแม่เหล็กแบบความแรงสูงสำหรับขั้นตอนการแยกหยาบคือ 0.7T เครื่องแยกแม่เหล็กแบบความแรงสูงสำหรับขั้นตอนการคัดแยกคือ 1.25T และใช้เครื่องแยกแม่เหล็ก HTDZ-1000 สำหรับขั้นตอนการแยกหยาบ และติดตั้งเครื่องแยกแม่เหล็ก HTDZ-1000 สำหรับขั้นตอนการคัดแยกด้วย
3.3 ผลผลิตทางการผลิตภาคอุตสาหกรรม
กระบวนการผลิตดินขาวเพื่อกำจัดเหล็กในพื้นที่แห่งหนึ่งในมณฑลกวางตุ้ง ตัวอย่างก้อนผลิตภัณฑ์ที่ได้จากเครื่องแยกแม่เหล็กความชันสูงแบบสารละลาย HTDZ แสดงในรูปที่ 3 และข้อมูลแสดงในตารางที่ 2
เค้กที่ 1: คือก้อนตัวอย่างแร่ดิบที่เข้าสู่เครื่องแยกแม่เหล็กแบบสารละลายหยาบ
พายชิ้นที่ 2: พายตัวอย่างที่เลือกมาอย่างคร่าวๆ
พาย 3, พาย 4, พาย 5: ตัวอย่างที่เลือก
ตารางที่ 2 ผลผลิตทางอุตสาหกรรม (ผลการสุ่มตัวอย่างและการทดสอบความแข็งแรงของเค้ก ณ เวลา 20:30 น. ของวันที่ 6 พฤศจิกายน)
ภาพที่ 3 ตัวอย่างเค้กที่ผลิตจากดินขาวในพื้นที่แห่งหนึ่งในมณฑลกวางตุ้ง
ผลการผลิตแสดงให้เห็นว่าปริมาณ Fe2O3 ในสารเข้มข้นสามารถลดลงได้ประมาณ 50% โดยใช้การแยกด้วยแม่เหล็กความเข้มสูงสองครั้งกับสารละลาย และสามารถกำจัดเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ
应用案例
วันที่โพสต์: 27 มีนาคม 2021