u_lectures

13.3.Методы обогащения железных руд

Обогащение железных руд отличается в зависимости от типа ру-

ды.

Обогащение магнетитовых руд

Обогащение магнетитовых руд, как у нас, так и за рубежом проводится по магнитным комбинированным схемам (в случае комплексного состава руды). Для магнитного обогащения используют сепарацию в поле низкой интенсивности, для извлечения сопутствующих компонентов обычно применяют флотационные методы обогащения (рис. 13.1 –

13.2).

Технология магнитного обогащения руд однотипна и предусматривает стадиальное обогащение с последовательным выводом нерудной части в хвосты. Число стадий обогащения колеблется от одной до пяти (рис.13.3). Стадиальность схем определяется их обогатимостью. Со снижением вкрапленности руд стадиальность схем увеличивается. Это увеличение прослеживается в зависимости от разновидности магнетитовых руд в следующей последовательности: магнетитовые руды скарнового типа, титаномагнетитовые, магнетитовые кварциты.

Вкрапленность нерудных минералов является основным показателем возможности применения сухой магнитной сепарации

.Концентраты содержат 62-65% железа.

Для получения высокосортного концентрата применяется более сложная схема обогащения. Она включает доизмельчение рядового концентрата, магнитную сепарацию, обратную флотацию, сушку и сухую магнитную сепарацию.

Концентраты зарубежных фабрик содержат 64-70% железа. При извлечении ванадия, сосредоточенного в магните, обычно применяют гидрометаллургический метод. Концентрат, содержащий около 0,6% ванадия, окомковывается и обжигается совместно с содой (300 кг/т), в результате чего ванадиевые соединения переходят в водорастворимые соединения. Выщелачивание ванадия проводится водой. В растворе содержится 10-20 г/л ванадия, который осаждается в слабом растворе серной кислоты. Осадок фильтруется и обжигается при температуре 1000

°С для удаления влаги, хлора, летучих, серы и азота.

341

Руда

Дробление и измельчение

Цикл магнитной сепарации в слабом поле

Рис.13.1. Принципиальная схема комплексного обогащения магнетитовых руд Ковдорского месторождения

Обогащение гематитовых руд

Объем производства железорудных концентратов из этого типа руд является значительным в общем производстве товарных руд в Канаде, США, Австралии, Мексике, а в Бразилии эти руды являются практически единственным источником железорудного сырья не только для собственного потребления, но и для экспорта в больших объемах.

Технология обогащения гематитовых руд включает гравитационные, магнитные (в поле высокой интенсивности) и флотационные методы обогащения, которые используются как в комбинированных, так и в обычных схемах обогащения. Последовательность их применения в комбинированных схемах определяется технологической характеристикой руды, главным образом вкрапленностью рудных и нерудных минералов.

Широко используется для этих руд избирательное дробление, которое при добычи и переработки, природных руд позволяет более бедную часть руды перевести в мелочь и затем выделить ее для складирова-

342

ния или обогащения каким-либо способом (например, грохочением, промывкой в спиральных классификаторах).

Наиболее крупная обогатительная фабрика КЦГОКа обогащает мартито-гематитовые руды по обжиг-магнитной технологии. Химический состав концентрата и хвостов практически не отличается от аналогичных продуктов, полученных из магнетитовых руд. Концентрат содержит 63-65% железа при извлечении 82-83% магнитного железа и 6768% общего железа.

Руда

Дробление и грохочение

-25 мм

Магнитная сепарация

Цикл магнитной сепарации

Рис.13.2.Технологическая схема фабрики Качканарского ГОКа (титано– магнетитовые руды)

343

РУДА

СУХАЯ МАГНИТНАЯ СЕПА-

РАЦИЯ

Доизмельчение

и I стадия мокрой магнитной сепарации

(-2мм)

Доизмельчение

и II стадия мокрой магнитной сепарации (65 % класса -44 мкм)

Доизмельчение

и III стадия мокрой магнитной сепарации (90 % класса -40 мкм)

ФИЛЬТРАЦИЯ И СУШКА

ОТХОДЫ НА

УТИЛИЗАЦИЮ

ЖЕЛЕЗНЫЙ

КОНЦЕНТРАТ

Рис.13.3. Типовая технологическая схема обогащения железных (магнетитовых) руд

Обогащение бурожелезняковых руд

Бурожелезняковые руды занимают около 4% от общего объема обогащаемых руд в СНГ. Горно-обогатительные предприятия по переработке этих руд немногочисленны и расположены на Украине, в Казахстане и на Урале. Основные из них следующие: Камыш-Бурунский, Ли-

344

саковский, Туканская и Западно-Майгашлинская дробильнообогатительные фабрики. В большинстве зарубежных стран объем производства железорудного сырья из бурожелезняковых руд сокращается, в связи с невысокой металлургической ценностью получаемых концентратов.

Обогащение руд производится в основном по промывочным, гравитационным и комбинированным гравитационно-магнитным схемам обогащения. Наибольшее распространение получили промывка и обогащение в тяжелых суспензиях. Промывка является одной из основных операций, поскольку в рудах содержится значительное количество глины. Есть чисто промывочные схемы обогащения (Туканская, ЗападноМайгашлинская фабрики и Лоун-Старстиль).

Концентраты содержат 30-43% железа.

Более совершенные гравитационно-магнитная и обжиг-магнитная технологии обогащения бурожелезняковых руд осуществлены у нас на Лисаковском горно-обогатительном комбинате и за рубежом – на Кремиковском металлургическом комбинате, которые позволяют получать соответственно концентраты с содержанием железа 61,6% и 49,5% при извлечении 85,1% и 70%.

Обогащение сидеритовых руд

Сидеритовые, как и бурожелезняковые руды, пользуются пониженным спросом на международном рынке в связи с недостаточно благоприятным химическим составом получаемых из этих руд концентратов, что является следствием низкого содержания в них железа.

Технологическая характеристика сидеритовых руд в основном благоприятна для механического обогащения, так как руды имеют крупную вкрапленность минералов, хорошо поддающихся вскрытию уже при дроблении. Менее благоприятным является минеральный состав руд, представленный различными разновидностями карбонатных, силикатных и бурожелезняковых железорудных минералов, таких как сидерит, шамозит, тюренгит и гидроксилы железа. В рудах часто пр и- сутствуют некоторая доля магнетита.Технология и процессы обогащения сидеритовых руд сводятся к гравитационному и обжиг-магнитному обогащению. Широкое распространение получили промывка и обогащение в тяжелых суспензиях. Концентраты содержат 39-53% железа.

345

14. ТЕХНОЛОГИЯ МАРГАНЦЕВЫХ РУД

14.1.Типы руд и месторождений марганца

Лекция 32

План лекции: 1.Типы руд и месторождений марганца [10 c 239-228]

2. Технические требования к рудам и концентратам [10 с 224-240] 3.Методы обогащения марганцевых руд[10 с 240-241 ]

Основные промышленные минералы марганца: пиролюзит(MnO2),браунит(Mn2O3),манганит(Mn2O3*H2O),силомеланвад[(MnO2 )m*(MnO)n*(H2O)]p, родохрозит(MnCO3), характеризуются высокой гидротированностью их поверхности, легко шламуются и обладают худшей флотируемостью по сравнению с оксидами железа.

Марганцевые месторождения

Вопросы классификации марганцевых руд рассматриваются в работах В.Обручева, А.Бетехтина и др. Несмотря на значительный прогресс в изучении различных аспектов геологии, геохимии и минералогии марганцевых месторождений, принципы, на основании которых проводится подразделение этих месторождений за последние 50 лет мало изменились. Большинство исследователей классифицирует марганцевые месторождения на генетической основе:

1.Осадочные (марганцевые руды накапливаются в бассейне седиментации)

1.1Собственно осадочные (экзогенный источник рудных компонентов – коры выветривания, размыв пород питающей суши, подводное выщелачивание)

1.2.Вулканочно-осадочные (эндогенный источник рудных компонентов – гидротермы, эксгаляции и др.)

2.Магматогенные 2.1.Гидротермальные 2.2.Контактово-метосоматические.

3.Метаморфизованные (региональный, контактовый метаморфизм осадочных и магматогенных рудных накоплений).

4.Коры выветривания:

4.1.Осадочные накопления (типа латеритов, глубокого выщелачивания)

4.2.Инфильтрационные образования.

Отличительной геохимической особенностью марганца является

346

концентрация его в поверхностной части литосферы, в зоне свободного кислорода. Так в СНГ более 95% балансовых запасов марганца сосредоточено в осадочных месторождениях.

Марганцевые руды

Марганцевые руды, по минеральному составу бывают в основном смешанные (первичноокисленные, псиломелан-пиролюзитовые и карбонатные), карбонатные, окисленные и т.д. Встречаются также комплексные руды: марганцево-железные (жиломеланвад, бурые железняки, или браунит, гаусманит, гематит и магнетит), асболановые и др.

В псиломелан-пиролюзитовых рудах преобладают смеси с жиломеланом, а также магнетитом. Рудные минералы представлены стяжениями сферической формы и оолитами среди сравнительно рыхлой глинистой и песчанно-глинистой массы.

Главными рудными минералами карбонатных руд являются родохрозит, кальциевый родохрозит и манганокальцит. Из нерудных минералов широко распространены опал, глауконит, обломыши зерен кварца.

Основные запасы марганцевых руд сосредоточены в Никопольском и Чиатурском бассейнах в виде пластовых залежей осадочного происхождения.

Марганцевые руды Никопольского месторождения (Украина) представлены карбонатными окисными и смешанными (карбонатноокисными) рудами. Окисные руды состоят из пиролюзита (10-30%), манганита (5-15%) и псиломелана (10-35%), а нерудная часть – из кварца (10-33%), глины (6-23%), полевых шпатов (до 5%), слюды (до 4%), глауконита, карбонатов (до 6%) и пр. Среднее содержание марганца в окисной руде 19,5-37,5%. Карбонатные руды состоят из манганокальцита (2025%), кальциевого родохрозита (15-20%), окисных минералов марганца (10-15%), гидроокислов железа (2-13%), кварца, полевых шпатов (до 20%), глины (10-15%), кальцита доломита (5-10%), барита, пирита (1- 2%), фосфатов (до 0,5%). Содержание марганца в руде составляет 1424%.

Марганцевые руды Чиатурского месторождения представлены окисными (46%), карбонатными (40%) и окисленными рудами (14%). Окисные и окисленные руды состоят из пиролюзита, манганита псиломелана и вернадита. Содержание марганца 21-35%. Карбонатная руда состоит из манганокальцита и кальциевого родохрозита (59-81%). Она содержит 16-21% марганца.

347

14.2.Технические требования к марганцевым рудам и концентратам

Основными показателями качества марганцевых руд и концентратов является содержание марганца, кремнизема и фосфора.

Повышение содержания марганца в концентрате на 1% позволяетснизить удельный расход энергии на 40-50 кВт*ч/т, повысить произвтельность печи на 1,5% и извлечение марганца на 0,37%.Кондици при-

ведены в табл. 14.1- 14.2.

Таблица 14.1

Кондиции на марганцевые концентраты обогатительных фабрик Никопольского бассейна

Таблица14.2

Кондиции на марганцевые концентраты обогатительных фабрик п/о «Чиатурмарганец»

14.3.Методы обогащения марганцевых руд

Основными являются процессы собственно обогащения руды. Они основаны на использовании различий в физических и физико– химических свойствах разделяемых при обогащении компонентов (минералов) руды – цвете и блеске, промываемости, магнитной восприимчивости, смачиваемости поверхности и др. Применяются следующие методы обогащения руд: рудоразборка, промыва, гравитационное обога-

щение, магнитная сепарация и флотация.

Дробление оксидных руд осуществляют обычно до 50мм.Конечная крупность дробления карбонатных руд при использовании получаемых концентратов в доменном производстве ферросплавов составляет -100мм, а при электропечном производстве -10мм.

Первой операцией обогащения при переработки всех типов марганцевых руд является промывка, позволяющая удалить цементирующие рудные минералы глину. Ей предшествует в обязательном порядке грохочение с последующей подачей руды по классам крупности в разные точки по длине ванны промывочной машины, чтобы уменьшить ошламование хрупких минералов марганца. Перспективным направлением является совмещение операций дробления и промывки в одном аппарате - мельнице самоизмельчения (типа “Каскад”).

Лекция 33

План лекций: 1. Схемы обогащения марганцевых руд [10 c 242-247 ]

2.Фабрики[61 c 228-243 ]

14.4. Схемы обогащения марганцевых руд

Типовая технологическая схема обогащения оксидных руд пока-

349