ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СПЕКАНИЯ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ОКАТЫШЕЙ ИЗ КОНЦЕНТРАТА ЯКОВЛЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

STUDY OF THE INFLUENCE OF SINTERING ON THE MAGNETIC PROPERTIES OF PELLETS MADE FROM YAKOVSKOYE DEPOSIT CONCENTRATE

Alexey Diesperov

Student, Empress Catherine II St. Petersburg Mining University, Russia, St. Petersburg

Аннотация. Исследовано влияние спекания на магнитные свойства железорудных окатышей из концентрата Яковлевского месторождения. Установлено, что спекание при 1150 °C снижает магнитную восприимчивость в 5 раз из-за окисления кислородом. Показано, что измельчение образцов повышает плотность измеряемого материала, что повышает точность измерений.

Abstract. The influence of sintering on the magnetic properties of iron ore pellets made from the Yakovskoye deposit concentrate was studied. It was found that sintering at 1150 °C reduces magnetic susceptibility by a factor of 5 due to oxidation by oxygen. It was shown that grinding the samples increases the density of the measured material, which improves measurement accuracy.

Ключевые слова: концентрат Яковлевского месторождения, окатыши, магнитная восприимчивость, спекание, окисление кислородом.

Keywords: Yakovlevskoye deposit concentrate, pellets, magnetic susceptibility, sintering, oxygen oxidation.

В данной работе проведено изучение влияния процесса спекания на магнитные свойства железорудных окатышей, полученных из концентрата Яковлевского месторождения [1]. В качестве связующего вещества в окатышах использовалась только вода. Исследовались как сырые, так и спечённые окатыши, что позволило сравнить их магнитную восприимчивость до и после термической обработки.

Процесс спекания проводился в лабораторной трубчатой электропечи ПТК-1,2-40 (рисунок 1). Окатыши помещались в холодную печь, после чего происходил нагрев до 1150 °C в течение 90 мин. После спекания образцы извлекались из печи и подвергались дальнейшему анализу.

Рисунок 1. Процесс спекания окатышей: а) лабораторная печь; б) окатыши в печи; в) извлечённые окатыши

Для оценки магнитной восприимчивости использовался аппарат «Магнит-6». Измерение проводилось в относительных процентах. Исследование проходило в два этапа: сначала измерения выполнялись для целых окатышей размером 8–15 мм, а затем – для измельчённого материала. Между окатышами находились пустоты, что могло вносить некоторую погрешность в измерения.

Для устранения этого фактора окатыши были измельчены в истирателе ИВЧ-3 до размера частиц менее 74 мкм (рисунок 2).

Рисунок 2. Измельчение окатышей: а) истиратель ИВЧ-3; б) загруженные в истиратель сырые окатыши в) загруженные в истиратель спеченные окатыши

После измельчения оборудование очищалось с помощью битого стекла с участием воды и ПАВ [2].

При исследовании целых окатышей магнитная проницаемость составила: 0,275 (×1) % = 0,013 (×20) % – для спечённых; 0,213 (×20) % – для сырых окатышей.

После измельчения результаты изменились: 0,2 (×5) = 0,05 (×20) % – для пыли из спечённых окатышей; 0,25 (×20) % – для пыли из сырых окатышей (рисунок 3).

Рисунок 3. Измерение магнитной восприимчивости: а) целых спеченных окатышей; б) сырых окатышей; в) измельченных спеченных окатышей; г) измельченных сырых окатышей

Полученные данные свидетельствуют о том, что измельчение материала повышает точность измерений, поскольку исключает влияние воздушных зазоров между окатышами. Кроме того, спекание приводит к значительному снижению магнитной восприимчивости – в случае измельчённых окатышей этот показатель уменьшился в 5 раз.

Снижение магнитной восприимчивости после спекания может быть связано с окислением магнетита (Fe₃O₄) – основного магнитного компонента железорудного концентрата. При нагреве в воздушной среде магнетит частично превращается в гематит (Fe₂O₃), который обладает значительно меньшей магнитной восприимчивостью. Этот процесс объясняет пятикратное падение магнитной проницаемости после термической обработки [3].

Также важно отметить, что использование измельчённого материала позволяет минимизировать погрешность измерений, связанную с неоднородностью распределения частиц. В дальнейших исследованиях рекомендуется применять именно такой подход для повышения точности и стандартизации результатов.

Выводы: 1. Выявлено, что спекание окатышей из концентрата Яковлевского месторождения приводит к снижению их магнитной восприимчивости в 5 раз, что обусловлено окислением магнетита в гематит при высокой температуре.

2. Для повышения точности измерений магнитных свойств рекомендуется использовать измельчённые образцы, так как это позволяет исключить влияние воздушных промежутков между частицами.

3. Полученные данные указывают на необходимость оптимизации режимов спекания для сохранения магнитных свойств окатышей. В частности, можно рассмотреть возможность проведения термической обработки в контролируемой атмосфере, например, с пониженным содержанием кислорода или в инертной среде, для минимизации окисления магнетита.