माझ्या देशात केओलिनचे मुबलक साठे आहेत आणि सिद्ध भूवैज्ञानिक साठा सुमारे ३ अब्ज टन आहे, जो प्रामुख्याने ग्वांगडोंग, ग्वांग्शी, जिआंग्शी, फुजियान, जिआंग्सू आणि इतर ठिकाणी वितरीत आहे. वेगवेगळ्या भूवैज्ञानिक रचनेच्या कारणांमुळे, वेगवेगळ्या उत्पादन क्षेत्रांतील केओलिनची रचना आणि संरचना देखील भिन्न असते. केओलिन हे १:१ प्रकारचे स्तरित सिलिकेट आहे, जे अष्टफलक आणि चतुष्फलकापासून बनलेले असते. त्याचे मुख्य घटक SiO2 आणि Al2O3 आहेत. त्यात Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O आणि Na2O इत्यादी घटक देखील अल्प प्रमाणात असतात. केओलिनमध्ये अनेक उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म आणि प्रक्रिया वैशिष्ट्ये आहेत, त्यामुळे त्याचा वापर पेट्रोकेमिकल्स, कागदनिर्मिती, कार्यात्मक साहित्य, कोटिंग्ज, सिरॅमिक्स, जल-प्रतिरोधक साहित्य इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. आधुनिक विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे, केओलिनचे नवीन उपयोग सतत विस्तारत आहेत आणि ते उच्च, अचूक आणि अत्याधुनिक क्षेत्रांमध्ये प्रवेश करू लागले आहेत. केओलिन धातुकमध्ये अल्प प्रमाणात (साधारणपणे ०.५% ते ३%) लोह खनिजे (लोह ऑक्साईड, इल्मेनाइट, सिडेराइट, पायराइट, अभ्रक, टूरमॅलिन इत्यादी) असतात, ज्यामुळे केओलिनला रंग येतो आणि त्याच्या सिंटरिंगवर परिणाम होतो. पांढरेपणा आणि इतर गुणधर्म केओलिनच्या वापराला मर्यादित करतात. त्यामुळे, केओलिनच्या रचनेचे विश्लेषण आणि त्यातील अशुद्धता दूर करण्याच्या तंत्रज्ञानावरील संशोधन विशेष महत्त्वाचे आहे. या रंगीत अशुद्धींमध्ये सहसा दुर्बल चुंबकीय गुणधर्म असतात आणि त्यांना चुंबकीय विलगीकरणाद्वारे काढून टाकता येते. चुंबकीय विलगीकरण ही खनिजांच्या चुंबकीय फरकाचा वापर करून चुंबकीय क्षेत्रात खनिज कणांना वेगळे करण्याची एक पद्धत आहे. दुर्बल चुंबकीय खनिजांसाठी, चुंबकीय विलगीकरणाकरिता उच्च-ग्रेडियंटच्या तीव्र चुंबकीय क्षेत्राची आवश्यकता असते.
एचटीडीझेड उच्च प्रवणता स्लरी चुंबकीय विभाजकाची रचना आणि कार्यप्रणाली
१.१ विद्युतचुंबकीय स्लरी उच्च प्रवणता चुंबकीय विभाजकाची रचना
यंत्र प्रामुख्याने फ्रेम, तेल-थंड उत्तेजन कॉइल, चुंबकीय प्रणाली, विलगीकरण माध्यम, कॉइल शीतकरण प्रणाली, फ्लशिंग प्रणाली, धातुक प्रवेश आणि निर्गमन प्रणाली, नियंत्रण प्रणाली इत्यादींनी बनलेले असते.
आकृती १ विद्युतचुंबकीय स्लरीसाठी उच्च प्रवणता चुंबकीय विभाजकाची संरचना आकृती
१- उत्तेजन कॉइल २- चुंबकीय प्रणाली ३- माध्यम वेगळे करणारे ४- न्यूमॅटिक व्हॉल्व्ह ५- पल्प आउटलेट पाइपलाइन
६-एस्केलेटर ७-इनलेट पाईप ८-स्लॅग डिस्चार्ज पाईप
१.२ एचटीडीझेड इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्लरी हाय ग्रेडियंट मॅग्नेटिक सेपरेटरची तांत्रिक वैशिष्ट्ये
◎तेल शीतकरण तंत्रज्ञानथंड करण्यासाठी पूर्णपणे सीलबंद कूलिंग ऑइल वापरले जाते, तेल-पाणी उष्णता विनिमयाच्या तत्त्वावर उष्णता विनिमय केला जातो आणि मोठ्या प्रवाहाचा डिस्क ट्रान्सफॉर्मर ऑइल पंप वापरला जातो. या कूलिंग ऑइलमध्ये जलद अभिसरण गती, मजबूत उष्णता विनिमय क्षमता, कॉइलच्या तापमानात कमी वाढ आणि उच्च चुंबकीय क्षेत्र सामर्थ्य असते.
◎वर्तमान सुधारणा आणि वर्तमान स्थिरीकरण तंत्रज्ञानरेक्टिफायर मॉड्यूलद्वारे, स्थिर विद्युत प्रवाह आउटपुट साध्य केले जाते आणि वेगवेगळ्या सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांनुसार उत्तेजन विद्युत प्रवाह समायोजित केला जातो, जेणेकरून स्थिर चुंबकीय क्षेत्र सामर्थ्य सुनिश्चित करता येईल आणि सर्वोत्तम शुद्धीकरण निर्देशांक प्राप्त करता येईल.
◎मोठ्या पोकळीचे आर्मर्ड उच्च-कार्यक्षमता भौतिक चुंबक तंत्रज्ञानपोकळ कॉइलला लोखंडी आवरणाने गुंडाळा, एक योग्य विद्युत चुंबकीय सर्किट रचना तयार करा, लोखंडी आवरणाचे संपृक्तता कमी करा, चुंबकीय फ्लक्स गळती कमी करा आणि वर्गीकरण पोकळीमध्ये उच्च क्षेत्र सामर्थ्य तयार करा.
◎घन-द्रव-वायू त्रि-प्रावस्था विलगीकरण तंत्रज्ञानविलगीकरण कक्षातील पदार्थावर योग्य परिस्थितीत उत्प्लावकता, स्वतःचे गुरुत्वाकर्षण आणि चुंबकीय शक्ती कार्य करते, ज्यामुळे योग्य शुद्धीकरण परिणाम साधला जातो. बाहेर पडणारे पाणी आणि उच्च हवेचा दाब यांच्या संयोगामुळे माध्यमाची स्वच्छता अधिक स्वच्छ होते.
◎नवीन काटेरी स्टेनलेस चुंबकीय प्रवाहकीय आणि चुंबकीय सामग्री तंत्रज्ञानवर्गीकरण माध्यमामध्ये स्टील वूल, हिऱ्याच्या आकाराची मीडिया मेश किंवा स्टील वूल आणि हिऱ्याच्या आकाराच्या मीडिया मेश यांचे मिश्रण वापरले जाते. हे माध्यम उपकरणांची वैशिष्ट्ये आणि संशोधन व विकासाद्वारे तयार केलेल्या झीज-प्रतिरोधक, उच्च-पारगम्यता असलेल्या स्टेनलेस स्टीलचा मिलाफ आहे. याचा चुंबकीय क्षेत्राचा प्रेरण प्रवणता (induction gradient) मोठा असतो, त्यामुळे कमी चुंबकीय खनिजे पकडणे सोपे होते, अवशिष्ट चुंबकत्व (remanence) कमी असते आणि धातुक (ore) बाहेर टाकताना हे माध्यम धुणे सोपे जाते.
१.३ उपकरणाच्या तत्त्वाचे विश्लेषण आणि चुंबकीय क्षेत्राच्या वितरणाचे विश्लेषण
१.३.१वर्गीकरणाचे तत्त्व आहेआर्मर्ड कॉइलमध्ये, ठराविक प्रमाणात चुंबकीय वाहक स्टेनलेस स्टील वूल (किंवा विस्तारित धातू) ठेवले जाते. कॉइल उत्तेजित केल्यानंतर, चुंबकीय वाहक स्टेनलेस स्टील वूल चुंबकीकृत होते आणि पृष्ठभागावर एक अत्यंत असमान चुंबकीय क्षेत्र तयार होते, म्हणजेच उच्च-ग्रेडियंट चुंबकीकरण चुंबकीय क्षेत्र. जेव्हा पॅरामॅग्नेटिक पदार्थ सॉर्टिंग टँकमधील स्टील वूलमधून जातो, तेव्हा त्याला लागू केलेले चुंबकीय क्षेत्र आणि चुंबकीय क्षेत्राचा ग्रेडियंट यांच्या गुणाकाराच्या प्रमाणात चुंबकीय क्षेत्र बल मिळते आणि तो स्टील वूलच्या पृष्ठभागावर शोषला जातो, त्याऐवजी अचुंबकीय पदार्थ थेट चुंबकीय क्षेत्रातून जातो. तो अचुंबकीय व्हॉल्व्ह आणि पाइपलाइनद्वारे अचुंबकीय उत्पादन टँकमध्ये जातो. जेव्हा स्टील वूलद्वारे गोळा केलेला दुर्बल चुंबकीय पदार्थ एका विशिष्ट पातळीवर पोहोचतो (प्रक्रियेच्या आवश्यकतेनुसार निर्धारित), तेव्हा धातुक (ore) टाकणे थांबवा. उत्तेजन वीज पुरवठा खंडित करा आणि चुंबकीय वस्तू बाहेर काढा. चुंबकीय वस्तू चुंबकीय व्हॉल्व्ह आणि पाइपलाइनद्वारे चुंबकीय उत्पादन टँकमध्ये जातात. त्यानंतर दुसरी प्रक्रिया करा आणि हे चक्र पुन्हा करा.
१.३.२चुंबकीय क्षेत्र वितरण विश्लेषणचुंबकीय क्षेत्राच्या वितरणाचा क्लाउड नकाशा जलदगतीने सिम्युलेट करण्यासाठी प्रगत फायनाईट एलिमेंट सॉफ्टवेअरचा वापर करणे, डिझाइन आणि विश्लेषणाचे चक्र कमी करणे; उपकरणांचा वीज वापर कमी करण्यासाठी आणि वापरकर्त्याचा खर्च कमी करण्यासाठी ऑप्टिमाइझ्ड डिझाइनचा अवलंब करणे; उत्पादन निर्मितीपूर्वी संभाव्य समस्या शोधणे, उत्पादने आणि प्रकल्पांची विश्वसनीयता वाढवणे; विविध चाचणी योजनांचे सिम्युलेशन करणे, चाचणीचा वेळ आणि खर्च कमी करणे;
खनिज हालचालीची वैशिष्ट्ये
२.१ सामग्री हालचाल विश्लेषण
एचटीडीझेड (HTDZ) उच्च प्रवणता चुंबकीय विभाजक केओलिनच्या वर्गीकरणासाठी कमी फीडिंगसाठी योग्य आहे. हे उपकरण वर्गीकरण माध्यम म्हणून बहु-स्तरीय स्टेनलेस स्टील वूल (किंवा विस्तारित धातू) वापरते, ज्यामुळे धातुकणांचा मार्ग उभ्या आणि आडव्या दिशांमध्ये अनियमित होतो. खनिज कणांची वक्र हालचाल आकृती १ मध्ये दर्शविली आहे. त्यामुळे, विलगीकरण क्षेत्रात खनिजांचा चालण्याचा वेळ आणि अंतर वाढवणे हे कमकुवत चुंबकांच्या पूर्ण अधिशोषणासाठी उपयुक्त ठरते. याव्यतिरिक्त, विलगीकरण प्रक्रियेदरम्यान स्लरीचा प्रवाह दर, गुरुत्वाकर्षण आणि उत्प्लावकता एकमेकांशी आंतरक्रिया करतात. याचा परिणाम म्हणजे धातुकण नेहमी मोकळ्या अवस्थेत राहतात, धातुकणांमधील आसंजन कमी होते आणि लोह काढण्याची कार्यक्षमता सुधारते. यामुळे चांगला वर्गीकरण परिणाम मिळतो.
आकृती ४ खनिज हालचालीचा योजनाबद्ध आराखडा
१. माध्यम जाळे २. चुंबकीय कण ३. अचुंबकीय कण।
२. कच्च्या खनिजाचे स्वरूप आणि शुद्धीकरणाची मूलभूत प्रक्रिया
२.१ ग्वांगडोंग येथील एका विशिष्ट केओलिन खनिज पदार्थाचे गुणधर्म:
ग्वांगडोंग येथील एका विशिष्ट भागातील केओलिनमधील गँग खनिजांमध्ये क्वार्ट्ज, मस्कोव्हाइट, बायोटाइट आणि फेल्डस्पार, तसेच अल्प प्रमाणात लाल अभ्रक आणि लिमोनाइट यांचा समावेश होतो. क्वार्ट्ज प्रामुख्याने +०.०५७ मिमी कणांच्या आकारात अधिक प्रमाणात आढळते, अभ्रक आणि फेल्डस्पार खनिजांचे प्रमाण मध्यम कणांच्या आकारात (०.०२-०.६ मिमी) अधिक असते, आणि कणांचा आकार जसजसा कमी होतो, तसतसे केओलिनाइट व अल्प प्रमाणात गडद खनिजांचे प्रमाण हळूहळू वाढते. केओलिनाइटचे प्रमाण -०.०५७ मिमी पासून सुरू होते आणि -०.०२० मिमी आकारात ते लक्षणीयरीत्या वाढलेले आढळते.
तक्ता १ केओलिन धातुकच्या बहु-घटक विश्लेषणाचे निकाल%
२.२ लहान नमुन्याच्या प्रायोगिक अन्वेषणासाठी लागू होणाऱ्या मुख्य संवर्धन अटी
एचटीडीझेड हाय ग्रेडियंट स्लरी मॅग्नेटिक सेपरेटरच्या चुंबकीय विलगीकरण प्रक्रियेवर परिणाम करणारे मुख्य घटक म्हणजे स्लरीचा प्रवाह दर, पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता इत्यादी. या प्रायोगिक अभ्यासात खालील दोन मुख्य परिस्थिती तपासल्या जातात.
२.२.१ स्लरीचा प्रवाह दर: जेव्हा प्रवाह दर जास्त असतो, तेव्हा सांद्रकाचे उत्पादन जास्त मिळते आणि त्यातील लोहाचे प्रमाणही जास्त असते; जेव्हा प्रवाह दर कमी असतो, तेव्हा सांद्रकातील लोहाचे प्रमाण कमी असते आणि त्याचे उत्पादनही कमी मिळते. प्रायोगिक माहिती तक्ता २ मध्ये दर्शविली आहे.
तक्ता २ स्लरी प्रवाह दराचे प्रायोगिक परिणाम
टीप: स्लरी प्रवाह दर चाचणी 1.25T च्या पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्र आणि 0.25% च्या विखुरणकारक डोसच्या परिस्थितीत केली जाते.
आकृती ५ प्रवाह दर आणि Fe2O3 यांच्यातील संबंध
आकृती ६ प्रवाहाचा वेग आणि कोरडा पांढरा रंग यांमधील परस्परसंबंध.
शुद्धीकरण खर्चाचा सर्वसमावेशक विचार करता, स्लरीचा प्रवाह दर 12 मिमी/सेकंद इतका नियंत्रित केला पाहिजे.
२.२.२ पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्र: स्लरी चुंबकीय विभाजकाची पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता ही केओलिन चुंबकीय विलगीकरणाच्या लोह निष्कासन निर्देशांकाच्या नियमाशी सुसंगत आहे, म्हणजेच, जेव्हा चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता जास्त असते, तेव्हा चुंबकीय विभाजकाचे सांद्र उत्पादन आणि लोहाचे प्रमाण दोन्ही कमी असतात आणि लोह निष्कासन दर तुलनेने कमी असतो. लोह निष्कासनाचा दर जास्त असल्यास, लोह निष्कासनाचा परिणाम चांगला असतो.
तक्ता ३ पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्राचे प्रायोगिक परिणाम
टीप: पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्राची चाचणी 12 मिमी/सेकंद स्लरी प्रवाह दर आणि 0.25% विखुरणकारक डोसच्या परिस्थितीत केली जाते.
कारण पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता जितकी जास्त असते, तितकी उत्तेजन शक्ती जास्त असते, उपकरणाचा ऊर्जा वापर जास्त असतो आणि प्रति युनिट उत्पादन खर्चही जास्त असतो. शुद्धीकरणाचा खर्च विचारात घेऊन, निवडलेले पार्श्वभूमी चुंबकीय क्षेत्र १.२५ टेस्ला (T) निश्चित केले आहे.
आकृती ७ चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता आणि Fe2O3 चे प्रमाण यांमधील परस्परसंबंध.
२.३ चुंबकीय विलगीकरणाच्या मूलभूत प्रक्रियेची निवड
केओलिन धातूच्या शुद्धीकरणाचा मुख्य उद्देश लोह काढून टाकणे आणि शुद्धीकरण करणे हा आहे. प्रत्येक खनिजाच्या चुंबकीय फरकानुसार, लोह काढून टाकण्यासाठी आणि केओलिन शुद्ध करण्यासाठी उच्च प्रवणता चुंबकीय क्षेत्राचा वापर प्रभावी ठरतो, आणि ही प्रक्रिया सोपी असून उद्योगात राबविण्यास सुलभ आहे. त्यामुळे, वर्गीकरण प्रक्रियेसाठी एक जाडसर आणि एक बारीक असे उच्च-प्रवणता स्लरी चुंबकीय विभाजक वापरले जाते.
औद्योगिक उत्पादन
३.१ केओलिन औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया
ग्वांगडोंग येथील एका विशिष्ट भागातील केओलिन धातुकमधून लोह काढण्यासाठी, HTDZ-1000 सिरीजच्या संयोजनाचा वापर करून एक स्थूल-सूक्ष्म चुंबकीय विलगीकरण प्रक्रिया तयार केली जाते. याचा प्रवाह तक्ता आकृती २ मध्ये दर्शविला आहे.
३.२ औद्योगिक उत्पादन परिस्थिती
३.२.१सामग्रीचे वर्गीकरण: मुख्य उद्देश१. दोन-टप्प्यांच्या सायक्लोनद्वारे केओलिनमधील क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार आणि मायका यांसारख्या अशुद्धी आगाऊ वेगळ्या करा, त्यानंतरच्या उपकरणांचा दाब कमी करा आणि त्यानंतरच्या उपकरणांच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी कणांच्या आकाराचे वर्गीकरण करा. २. स्लरी मॅग्नेटिक सेपरेटरचे विलगीकरण माध्यम ३# स्टील वूल असल्याने, कणांचा आकार २५० मेशपेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे, जेणेकरून स्टील वूल माध्यमात कोणतेही कण शिल्लक राहणार नाहीत आणि स्टील वूल माध्यम एकमेकांना अडवणार नाही, ज्यामुळे शुद्धीकरण निर्देशांक, माध्यम धुलाई आणि उपकरणाची प्रक्रिया क्षमता इत्यादींवर परिणाम होणार नाही.
३.२.२चुंबकीय विलगीकरणाच्या कार्यप्रणालीच्या अटीप्रक्रिया प्रवाहात एक जाडसर आणि एक बारीक चाचणी तसेच एक जाडसर आणि एक बारीक ओपन सर्किट प्रक्रिया वापरली जाते. नमुना प्रयोगानुसार, रफिंग ऑपरेशनसाठी वापरल्या जाणाऱ्या हाय-ग्रेडियंट स्लरी मॅग्नेटिक सेपरेटरची पार्श्वभूमी क्षेत्र तीव्रता 0.7T आहे, सिलेक्शन ऑपरेशनसाठी वापरल्या जाणाऱ्या हाय-ग्रेडियंट मॅग्नेटिक सेपरेटरची 1.25T आहे, आणि स्लरीच्या रफिंगसाठी HTDZ-1000 मॅग्नेटिक सेपरेटर वापरला जातो. HTDZ-1000 सिलेक्टेड स्लरी मॅग्नेटिक सेपरेटरने सुसज्ज.
३.३ औद्योगिक उत्पादन परिणाम
ग्वांगडोंग मधील एका विशिष्ट ठिकाणी लोह काढण्यासाठी केओलिनच्या औद्योगिक उत्पादनात, HTDZ स्लरी हाय ग्रेडियंट मॅग्नेटिक सेपरेटरद्वारे उत्पादित केलेला उत्पादन नमुना केक आकृती 3 मध्ये दर्शविला आहे आणि डेटा तक्ता 2 मध्ये दर्शविला आहे.
केक १: हा कच्च्या धातूच्या नमुन्याचा केक आहे जो जाडसर विलगीकरण स्लरी चुंबकीय विभाजकामध्ये प्रवेश करतो.
पाई २: अंदाजे निवडलेला नमुना पाई
पाई ३, पाई ४, पाई ५: निवडक नमुने
तक्ता २ औद्योगिक उत्पादनाचे निकाल (६ नोव्हेंबर रोजी २०:३० वाजता नमुना घेणे आणि केक फोडण्याचे निकाल)
आकृती ३ ग्वांगडोंग येथील एका विशिष्ट ठिकाणी केओलिनपासून तयार केलेल्या केकचा नमुना
उत्पादन परिणामांवरून असे दिसून येते की स्लरीच्या दोन उच्च-ग्रेडियंट चुंबकीय विलगीकरणाद्वारे कॉन्सन्ट्रेटमधील Fe2O3 चे प्रमाण सुमारे 50% ने कमी केले जाऊ शकते आणि चांगला लोह काढण्याचा परिणाम मिळू शकतो.
应用案例
पोस्ट करण्याची वेळ: २७ मार्च २०२१