Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, Россия

А. Е. Пелевин, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых, докт. техн. наук, доцент, эл. почта: a-pelevin@yandex.ru

Стадиальное выделение железного концентрата позволяет снизить затраты на последующее измельчение. Использование тонкого гидравлического грохочения и винтовой сепарации для получения концентрата из питания третьей стадии измельчения схемы обогащения титаномагнетитовой руды не обеспечило выделение концентрата требуемого качества. В связи с этим рассмотрено применение комбинированных схем, включающих два метода обогащения. Выполнены исследования трех вариантов схем. В качестве первого метода обогащения рассмотрены тонкое гидравлическое грохочение, винтовая сепарация и обогащение в переменном магнитном поле. Вторым методом обогащения являлась мокрая магнитная сепарация. Применение комбинированных схем «тонкое грохочение — мокрая магнитная сепарация» или «винтовая сепарация — мокрая магнитная сепарация» обеспечивает выделение порядка 50 % концентрата для агломерации перед третьей стадией измельчения. Использование сепарации в переменном магнитном поле позволило без дополнительной операции мокрой магнитной сепарации выделить из питания третьей стадии измельчения концентрат. Применение магнитного обогащения в переменном поле способствовало уменьшению негативного влияния магнитной флокуляции на результаты обогащения, проявляющиеся в снижении вероятности попадания немагнитных частиц в магнитный продукт. Стадиальное выделение концентрата приводит к снижению содержания класса –0,071 мм в суммарном концентрате, поэтому получаемый концентрат пригоден только для производства агломерата.

1. Chernousov P. I., Karpalev A. E., Kramar A. V., Podusovskiy V. O. Comprehensive index of compound blast furnace smelting // CIS Iron and Steel Review. 2022. Vol. 23. P. 9–14.
2. Bojian Chen, Tao Jiang, Jing Wen, Lin Li, Peng Hu. Review of pellets and blast furnace slag research progress: the effects of MgO on metallurgical properties // Ironmaking & Steelmaking: Processes, Products and Applications. 2023. Vol. 50, Iss. 8. P. 1022-1036. DOI: 10.1080/03019233.2023.2192113
3. Vetyugov D. A., Matveeva T. N. Application of bentopolymer composition as a binder to improve metallurgical properties of iron ore pellets // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 29. P. 23–27.
4. Шехирев Д. В., Чантурия Е. Л., Исмагилов Р. И., Рахимов Х. К. Флотометрический анализ обратной флотации рядового железорудного концентрата разными расходами катионного собирателя // Обогащение руд. 2024. № 2. С. 12–19.
5. Ismagilov R. I., Yushina T. I, Dumov A. M. Contrast range examination of rich iron ore from Mikhailovskoe deposit and evaluation of possibility of its preliminary concentration via physical methods // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 26. P. 22–32.
6. Zhichao Yang, Yijiang Heng, Ni Gao, Qing Teng, Yu Zheng. Hydrophilic Fe3O4 nanoparticles coatings with starch and citric acid for efficient flotation separation of quartz from magnetite // Minerals Engineering. 2025. Vol. 233. 109617. DOI: 10.1016/j.mineng.2025.109626
7. Пелевин А. Е. Корнилков С. В., Дмитриев А. Н., Багазеев В. К. Повышение качества магнетитовых концентратов при раздельном обогащении природных типов и разновидностей железных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11-1. С. 306–317. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_306
8. Kuskov V. B., Lvov V. V., Yushina T. I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 21. Р. 4–8.
9. Опалев А. С., Черезов А. А. Опыт освоения магнитно-гравитационной сепарации на предприятиях России и стран СНГ для повышения качества железорудного сырья // Горная промышленность. 2023. № 3. С. 122–128. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-3-122-128
10. Osipova N. V. Investigation of the possibility of obtaining concentrate production targets based on a mathematical model of an ferrum ore processing site // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 25. P. 4–9.
11. Александрова Т. Н., Чантурия А. В. Выбор схемы рудоподготовки железистых кварцитов по результатам имитационного моделирования // Обогащение руд. 2023. № 1. С. 3–9.
12. Пелевин А. Е. Повышение эффективности обогащения железорудного сырья путем применения сепарации в повышенном магнитном поле // Черные металлы. 2022. № 1. С. 31–36.
13. Пелевин А. Е., Цыпин Е. Ф., Колтунов А. В., Комлев С. Г. Высокоинтенсивные магнитные сепараторы с постоянными магнитами // Известия вузов. Горный журнал. 2001. № 4–5. С. 133–136.
14. Osipova N. V. Use of an artificial Kohonen neural network for analysis of pulp technological properties during magnetic separation // CIS Iron and Steel Review. 2025. Vol. 29. P. 23–27.
15. Xiaosong Tian, Liwei Wu, Zhiqiang Zhao, Huixin Dai, Lei Qi, Feiwang Wang. Modeling of separation performance prediction model for industrial low intensity magnetic separation equipment // Minerals Engineering. 2025. Vol. 228. 109311. DOI: 10.1016/j.mineng.2025.109311
16. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Применение сепараторов с повышенной индукцией магнитного поля при обогащении титаномагнетитовой руды // Обогащение руд. 2020. № 2. С. 15–20.
17. Shunping Xie, Zhicheng Hu, Dongfang Lu, Yan Zhao. Dry permanent magnetic separator: present status and future prospects // Minerals. 2022. Vol. 12, Iss. 10. 1251. DOI: 10.3390/min12101251
18. Dongdong Tang, Yongfeng Yan, Xiaosong Tian, Huixin Dai, Liwei Wu, Feiwang Wang. Separation mechanism of a pneumatic dry low-intensity drum magnetic separator and optimization of magnetic fields // Minerals Engineering. 2025. Vol. 231. 109451. DOI: 10.1016/j.mineng.2025.109451
19. Xinkai Hou, Shaosong Wu, Xiangfeng Wang, Zhentong Xi, Jiaoyang Sun. An air-fluidized magnetic separator and its separation performance for steel slag // AIP Advances. 2024. Vol. 14, Iss. 3. 035302. DOI: 10.1063/5.0190730
20. Bobkov V. I., Dli M. I., Sokolov A. M., Rubin Y. B. Analysis of chemical-metallurgical agglomeration processes during charge sintering // CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 20. P. 7–11.
21. Косой Г. М. Разработка и испытания технологического тандема плоскодонный гидроциклон — многочастотный грохот // Обогащение руд. 2022. № 4. С. 3–8.
22. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Испытания двухстадиальной схемы измельчения титаномагнетитовой руды // Обогащение руд. 2018. № 2. С. 13–18.
23. Опалев А. С., Алексеева С. А., Черезов А. А. Исследование режимов стадиального вывода железорудного концентрата при изменении вещественного состава руды // Обогащение руд. 2023. № 3. С. 3–9.
24. Прокопьев С. А., Прокопьев Е. С., Емельянова К. К., Напольских С. А. Получение высококачественного магнетит-гематитового железорудного концентрата методом винтовой сепарации // Горной журнал. 2021. № 6. С. 54–60.
25. Guichuan Ye, Qingxiang Liu, Liqiang Ma, Xianshu Dong. CFD-DEM investigation of fluid and particle motion behaviors in initial stage of spiral separation process at low solids concentration // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2023. Vol. 44, Iss. 7. P. 475-480. DOI: 10.1080/08827508.2022.2084736
26. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Стадиальное извлечение железного концентрата с помощью барабанного сепаратора с модифицированной ванной // Обогащение руд. 2016. № 4. С. 10–15.
27. Кармазин В. В., Андреев В. Г., Палин И. В., Жилин С. Н., Пожарский Ю. М. Создание техники для технологии полностадиального обогащения магнетитовых кварцитов // Горный журнал. 2010. № 12. С. 85–89.
28. Корнилков С. В., Дмитриев А. Н., Пелевин А. Е., Яковлев А. М. Раздельная переработка руд Гусевогорского месторождения // Горный журнал. 2016. № 5. С. 86–90.
29. Терехин Е. П., Чуева Е. А., Хворостянова В. И. Совершенствование технологии дообогащения для повышения качества железорудного концентрата // Техника и технология горного дела. 2023. №3. С. 82-93. DOI: 10.26730/2618-7434-2023-3-82-93
30. Palaniandy S., Halomoan R, Ishikawa H. TowerMill circuit performance in the magnetite grinding circuit — The multi-component approach // Minerals Engineering. 2019. Vol. 133. Р. 10–18. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.12.019
31. Moraes M. N., Galery R., Mazzinghy D. B. A review of process models for wet fine classification with high frequency screens // Powder Technology. 2021. Vol. 394. Р. 525–532. DOI: 10.1016/j.powtec.2021.08.078
32. Rodrigues A. F. d. V., Junior H. D., Silva K., Zhou J., Galvin K. P., Filippov L. O. Transforming iron ore processing — Simplifying the comminution and replacing reverse flotation with magnetic and gravity separation // Minerals Engineering. 2023. Vol. 199. 108112. DOI: 10.1016/j.mineng.2023.108112
33. Mompati Mpho Bulayani, Prasad Raghupatruni, Tirivaviri Mamvura, Gwiranai Danha. Exploring low-grade iron ore beneficiation techniques: A comprehensive review // Minerals. 2024. Vol. 14, Iss. 8. 796. DOI: 10.3390/min14080796
34. Feiwang Wang, Dongdong Tang, Likun Gao, Huixin Dai, Purong Wang, Zhihui Gong. Magnetic entrainment mechanism of multi-type intergrowth particles for low-intensity magnetic separation based on a multiphysics model // Minerals Engineering. 2020. Vol. 149. 106264. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106264
35. Amiri Seyed Hamzeh, Mohsen Izadi-Yazdan Abadib. Grinding iron ore concentrate by using HPGR and ball mills and their effects on pelletizing and reduction stages - a pilot-scale study // Canadian Metallurgical Quarterly. 2022. Vol. 61. Iss. 4. P. 442–453. DOI: 10.1080/000844332022.2052522
36. Túlio M. Campos, Horacio A. Petit, Ricardo O. Freitas, Luís Marcelo Tavares. Online prediction of pressing iron ore concentrates in an industrial HPGR. Part 1: Modeling approach // Minerals Engineering. 2023. Vol. 201. 108206. DOI: 10.1016/j.mineng.2023.108206
37. Campos Túlio M., Horacio A. Petit, Ricardo O. Freitas, Luís Marcelo Tavares. Online prediction of pressing iron ore concentrates in an industrial HPGR. Part 2: Digital assistant // Minerals Engineering. 2023. Vol. 201. 108207. DOI: 10.1016/j.mineng.2023.108207