Лабораторный мокрый магнитный сепаратор высокой интенсивности (WHIMS)

Мокрая магнитная сепарация высокой интенсивности — единственная лабораторная техника, которая воспроизводит в граммовом масштабе то, что делает промышленная схема HGMS со слабомагнитным минералом. Само поле — от 1 до 2,2 Тл в открытом зазоре — работу не делает. Работу делает матрица: стальная шерсть, стержни, рифлёные пластины или шары, которые концентрируют поле на своих кромках, пока локальный градиент не превысит 100 Тл/м. Частица гематита в однородном поле 1,5 Тл почти ничего не чувствует; та же частица на кромке волокна стальной шерсти захватывается прочно.

Баланс сил, который всё решает

Частица захватывается, когда магнитная сила на ней превышает сопротивление движущейся пульпы и конкурирующие силы тяжести и инерции. Магнитная сила пропорциональна объёму частицы, напряжённости поля и градиенту поля — поэтому переменной проектирования является матрица, а не катушка. Сопротивление пропорционально диаметру частицы и скорости. Поднимая расход, вы первыми теряете самые тонкие и самые слабые частицы, и именно поэтому лабораторный опыт нужно вести минимум на двух скоростях, прежде чем кривая извлечения что-то значит.

Практическое следствие: напряжённость поля не компенсирует матрицу, которая не даёт частице за что зацепиться. Для очень тонких фракций ответом обычно является более тонкая матрица и меньшая скорость, а не лишние тесла.

Почему опыт циклический, а не непрерывный

Лабораторная установка работает партиями: пульпа подаётся при включённом поле, промывается при всё ещё включённом поле, чтобы снести механически удержанную пустую породу, и разгружается при выключенном поле. Именно этот цикл — подача, промывка, разгрузка — позволяет отделить истинный захват от механического удержания, и именно поэтому опыт занимает около 30 минут с подготовкой пульпы.

Непрерывный лабораторный опыт дал бы другую цифру: время пребывания было бы слишком коротким, чтобы слабые частицы нашли точку закрепления, и не было бы способа измерить, сколько пустой породы уходит с промывкой. Производство действительно непрерывно, с карусельными или пульсирующими матрицами, но цифра для его расчёта берётся из партийного опыта.

Что должна дать программа испытаний

• Кривую извлечения от скорости потока минимум в трёх точках, с гранулометрией каждого продукта.
• Содержание в концентрате и выход по массе, а не только извлечение металла: концентрат с большой механически удержанной породой объясняет баланс, который выглядит хорошим, и плавку, которая не сходится.
• Влияние размера матрицы, минимум два варианта, потому что именно эта переменная будет меняться на фабрике.
• Расход промывной воды на килограмм переработанного, который на фабриках в засушливых районах обычно и есть настоящий лимит.
• Поведение пустой породы: сколько её удерживается механически при максимальной интенсивности — это потолок достижимого содержания.

Подготовка пробы важнее машины

Опыт на плохо усреднённой, окисленной по поверхности или измельчённой железом мелющих тел пробе даёт результат, который не повторяется. Проба должна быть представительной, высушенной при низкой температуре и измельчённой в мельнице без загрязнения железом; если в реальной схеме измельчение стальными шарами, это стоит знать и записать, потому что износ железа проявляется как магнитный и искажает извлечение.

До покупки установки стоит подтвердить, что магнитная фракция вообще есть: трубка Дэвиса или ручной магнит на пробе скажут это за минуты. Именно лабораторный WHIMS предсказывает поведение на фабрике, потому что только он воспроизводит условия матрицы и градиента, которые будут использоваться в производстве.