CC BY
134
УДК 622.7
А.Н. Санкай, М.К. Балапанов, М.К. Мухымбекова
ОБОГАЩЕНИЕ ЛИСАКОВСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ
Семинар № 19
¥> данной работе представлены ре-
-О зультаты исследований по определению параметров окислительного, восстановительного обжигов и металлизации бу-рожелезняковых руд Лисаковского месторождения с целью повышения содержания железа и удаления фосфора.
В исследованиях были использованы ли-саковские гравитационно-магнитный
(ЛГМК), гематитовый (ГК) и магнетитовый (МК) концентраты. Дозировка известняка в шихту определялась расходом оксида кальция на получение в спеках двухкальциевого силиката, геленита, алюмината и фосфата кальция. В качестве флюса и восстановителя использовались соответственно известняк Южнотопарского месторождения и уголь Шубаркольского месторождения.
При окислительном обжиге и металлизации шихты на основе ЛГМК увеличение содержания магнетита наблюдается при низких температурах, что является результатом восстановления гематита в магнетит.
Рентгенофазовый анализ металлизован-ных продуктов показал, что при оптимальных условиях термообработки они по минеральному составу представлены магнетитом, гематитом, ларнитом, геленитом и вюститом.
Результаты сухой магнитной сепарации металлизованных продуктов представлены в табл. 1. Как видно из данных табл. 1 магнитное обогащение их дало следующие результаты: при крупности металлизованной шихты 0-0,10 мм выход магнитной фракции (концентрата) составляет 40,45 %, содержание Ееобщ - 77,77 % при его извлечении 70,66 %, намагниченность фракции находится на уровне 231,5 условных единиц (у.е.). Содержание фосфора в металлизованном концентрате после магнитного обогащения равно 0,207 %. При крупности металлизованной шихты 0-0,315 мм выход концентрата - 46,0 %, содержание Feобщ -70,87 %, извлечение
железа в концентрат - 73,23 %, намагниченность магнитной фракции возрастает до 288,8 у.е. Содержание пентаоксида фосфора в магнитном продукте - 0,277 %.
Мокрая магнитная сепарация металлизо-ванного ЛГМК показала, что при крупности 0-0,10 мм выход магнитной фракции составляет 44,85 %, содержание Feобщ -77,41 %, а фосфора - 0,141 % при извлечении их соответственно 77,98 и 12,97 %. Сопоставление результатов сухой и мокрой магнитной сепарации ЛГМК показало, что содержание железа в магнитных продуктах одинаково (при крупности 0-0,10 мм), содержание фосфора снижается от 0,207 до 0,141 % при мокрой магнитной сепарации.
Применение спека агломерирующего обжига при металлизации ЛГМК дает следующие результаты: с увеличением температуры металлизации содержание железа в магнитном продукте повышается от 58,91 до 83,02 %, а содержание фосфора снижается от 0,45 до 0,15 % при выходе концентрата соответственно 76,27 и 56,64 %. Намагниченность металлизованных продуктов агломерирующего обжига с увеличением температуры повышалась от 162 у.е. до 310,2 у.е.
Гематитовый концентрат был получен из ЛГМК и обесшламленной руды Лисаковско-го месторождения [1]. Характерной особенностью гематитового концентрата является повышенное содержание железа и фосфора соответственно 59,9-60,0 и 0,90 % и низкое содержание диоксида кремния 6,40 %.
Крупность Продукты Выход, Содержание, % Извлечение, %
(мм) % Ее 8Ю2 Р М2О3 Ее 8ІО2 Р АІ2О3
0-0,315 Концентрат 46,00 70,87 9,36 0,277 3,30 73,23 44,45 26,18 38,60
СМС Промпродукт 31,77 20,10 3,97 0,645 4,27 14,34 13,00 42,00 34,52
Хвосты 22,23 24,89 18,55 0,699 4,75 12,43 42,55 31,82 26,88
Итого 100,00 44,52 9,69 0,488 3,93 100,00 100,00 100,00 100,00
0-010 Концентрат 40,45 77,77 3,47 0,207 1,82 70,66 14,48 17,17 18,77
СМС Хвосты 59,55 21,93 13,92 0,679 5,36 29,34 85,52 82,83 81,23
Итого 100,00 44,52 9,69 0,488 3,93 100,00 100,00 100,00 100,00
0-010 Концентрат 44,85 77,41 5,41 0,141 1,68 77,98 25,04 12,97 19,13
ММС Хвосты 55,15 17,78 13,17 1,770 5,76 22,02 74,96 87,03 80,87
Итого 100,00 44,52 9,69 1,488 3,93 100,00 100,00 100,00 100,00
Таблица 3
Результаты магнитного обогащения металлизованного ГК
Крупность, мм Продукты Выход, Ее, % Р, %
% содержание извлечение содержание извлечение
Исходный металлизованный ГК 100,00 59,08 100,00 0,479 100,00
ГК Концентрат 79,92 65,46 88,90 0,244 3926
0-0,20 Хвосты 20,08 32,79 11,18 1,499 60,74
СМС Итого 100,00 58,90 100,00 0,497 100,00
ГК Концентрат 79,80 71,21 96,18 0,226 36,40
0-0,20 Хвосты 20,20 11,17 3,82 1,56 63,60
ММС Итого 100,00 59,08 100,00 0,25 100,00
ГК Концентрат 70,67 81,51 97,50 0,170 24,14
0-0,10 Хвосты 29,33 54,03 2,50 1,285 75,86
ММС Итого 100,00 59,08 100,00 0,497 100,00
Крупность (мм), тип сепарации Продукты Выход, % Содержание, % Извлечение, %
Ее 8ІО2 Р АІ2О3 Ее 8ІО2 Р АІ2О3
0-0,63 Концентрат 54,50 83,61 1,41 0,265 2,36 75,26 16,83 16,92 27,81
Промпродукт 13,00 42,40 6,44 1,542 5,80 9,10 18,29 23,41 16,29
СМС Хвосты 32,50 29,14 9,14 1,572 7,96 15,64 64,88 59,67 55,90
Итого 100,00 60,55 4,58 0,856 4,63 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,315 Концентрат 53,33 83,88 1,76 0,259 2,24 73,88 20,52 16,16 25,75
Промпродукт 12,67 47,48 6,26 1,236 5,44 9,94 17,32 18,29 14,87
СМС Хвосты 34,00 28,81 8,37 1,651 8,09 16,18 62,16 65,55 59,38
Итого 100,00 60,55 4,58 0,856 4,63 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,63 Концентрат 59,50 78,86 3,70 0,412 2,59 77,50 48,08 28,64 33,32
Хвосты 40,50 33,64 5,87 1,508 7,62 22,50 51,92 71,36 66,68
ММС Итого 100,00 60,55 4,58 0,856 4,63 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,315 Концентрат 55,00 85,47 3,12 0,273 1,60 77,63 37,49 17,57 18,97
Хвосты 45,00 30,10 6,36 1,568 8,33 22,37 62,51 82,43 81,03
ММС Итого 100,00 60,55 4,58 0,856 4,63 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,16 Концентрат 51,25 88,96 2,30 0,137 1,24 75,30 25,72 8,23 13,75
Хвосты 48,75 30,68 6,98 1,612 8,19 24,70 74,28 91,77 86,25
ММС Итого 100,00 60,55 4,58 0,856 4,63 100,00 100,00 100,00 100,00
Крупность (мм), тип сепарации Продукты Выход, % Содержание, % Извлечение, %
Ее 8ІО2 Р АІ2О3 Ее 8ІО2 Р АІ2О3
0-3 Концентрат 80,00 61,93 6,30 0,717 4,56 90,54 68,59 65,68 78,55
СМС Хвосты 20,00 25,86 11,54 1,499 4,98 9,46 31,41 34,32 21,45
Итого 100,00 54,72 7,35 0,874 4,64 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,63 Концентрат 62,50 74,28 3,66 0,457 3,10 84,84 31,15 32,73 41,69
СМС Хвосты 37,50 22,12 13,49 1,567 7,22 15,16 68,85 67,27 58,31
Итого 100,00 54,72 7,35 0,874 4,64 100,00 100,00 100,00 100,00
0-3 Концентрат 87,50 58,91 7,31 0,826 4,46 94,20 86,98 82,74 84,11
ММС Хвосты 12,50 25,42 7,66 1,206 5,90 5,80 13,02 17,26 15,89
Итого 100,00 54,72 7,35 0,874 4,64 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,63 Концентрат 63,75 76,20 5,69 0,430 2,20 88,77 49,32 31,40 30,23
ММС Хвосты 36,25 16,95 10,28 1,654 8,93 11,23 50,68 68,60 69,77
Итого 100,00 54,72 7,35 0,874 4,64 100,00 100,00 100,00 100,00
0-0,1 Концентрат 49,75 82,71 4,40 0,336 1,46 75,20 29,78 19,13 15,65
ММС Хвосты 50,25 27,00 10,27 1,406 7,79 24,80 70,22 80,87 84,35
Итого 100,00 54,72 7,35 0,874 4,64 100,00 100,00 100,00 100,00
Была проведена металлизация гематитового концентрата. Количество добавляемого в шихту известняка определяется строго расчетным путем, поскольку снижение содержания фосфора в получаемом концентрате зависит не только от условий термообработки и количества восстановителя, но и от стехиометрического отношения оксида кальция к оксидам алюминия, кремния и фосфора. Исследования проводили с различными пробами, изучая влияние на процесс обогащения состава шихты, температуры и продолжительности термообработки, количества восстановителя.
Анализ рентгенограммы показывает, что основными фазами спеков являются: вюс-титная фаза - FeO; алюмосиликаты кальция - в частности геленитная форма 2Са0*А120з*БЮ2, двухкальциевый силикат -2Са0*БЮ2 и металлическое железо. Перед магнитной сепарацией определялись магнитные свойства обожженных продуктов. Установлено, что намагниченность обожженных проб повышается до 480 у.е., которая способствует увеличению извлечения железа в магнитный продукт. Металлизованный продукт, полученный при оптимальной температуре металлизации подвергали мокрой и сухой магнитной сепарации (табл. 3). Из данных табл. 3 видно, что при однократной мокрой магнитной сепарации гематитового концентрата и снижении крупности фракции до 0-0,10 мм содержание железа повышается от 65,46 до 81,51 %, а содержание фосфора соответственно снижается от 0,244 до 0,170 %. Установлено, что при сухой и мокрой магнитной сепарации извлечение железа и фосфора составляет соответственно 88,90-97,50 и 39,26-24,14 % при выходе концентратов 79,92 и 70,67 %.
Дальнейшее повышение температуры металлизации нежелательно, так как спек трудно измельчать до 90-95 % класса 0-0,10 мм для проведения магнитной сепарации, потому что частички металлизованного железа куются в чешуйки. Результаты магнитной сепарации металлизованного гематитового концентрата приведены в табл. 4.
Из данных табл. 4 видно, что для фракций 0-0,63 мм и 0-0,135 мм выход концентрата соответственно составляет 54,50 и 53,33 %, промпродукта - 13,00 и 12,67 % и хвостов 32,50 и 34,00 % (при сухой магнитной сепарации). Содержание железа и фосфора в концентрате фракции 0-0,315 мм составляет соответственно 83,61 и 0,259 %.
Результаты мокрой магнитной сепарации показали, что выход концентрата фракций 00,63 мм, 0-0,315 мм и 0-0,16 мм соответственно равен 59,50; 55,00 и 51,25 %; выход хвостов тех же фракций соответственно -40,50; 45,00 и 48,75 %.
Согласно табл. 2 и 3 выход магнитного продукта снижается от 79,92 до 51,25 % по причине того, что часть металлизованных продуктов получена в виде металлических чешуек. При этом содержание железа в концентрате повышается до 88,96 %, а фосфора снижается до 0,137 % (при мокрой магнитной сепарации и крупности фракции 0-0,16 мм).
Процесс металлизации магнетитового концентрата осуществлялся при более высоких температурах. Полученные металли-зованные пробы после охлаждения на воздухе измельчались до крупности 0-3 мм. При этом общее содержание железа в ме-таллизованном магнетитовом концентрате составляет 54,72 %, Р205 -2,00 %.
При металлизации магнетитового концентрата содержание железа в концентрате мокрой магнитной сепарации по сравнению с концентратом сухой магнитной сепарацией повышается от 61,93 до 82,71 %, а фосфор снижается от 0,717 до 0,336 % при крупности фракции 0-0,10 мм. Однако при этом снижается извлечение железа от 90,54 до 75,20 %, а извлечение фосфора составляет соответственно 65,68 и 19,13 %.
Сравнение данных магнитного обогащения металлизованных продуктов из гематитового и магнетитового концентратов показало, что содержание железа и фосфора в металлизо-ванном ГК составляет соответственно 88,96 и 0,137 % и в металлизованном МК 82,71 и 0,336 % (табл. 4 и 5).
Результаты исследований защищены предпатентами Республики Казахстан [2, 3,
4].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Предварительный патент РК №9502 Способ обогащения бурожелезняковых руд // Абишев Д.Н., Хасен Б.П., Рахимов А.Р., Балапанов М.К, Балтынова Н.З., Мухымбекова М.К. и др.РКРК
2. Предварительный патент РК № 12584 Способ обогащения фосфорсодержащих бурожелезняковых руд // Хасен Б.П., Балапанов М.К, Мухымбекова М.К, Рахимов А.Р., Ким В.А.
3. Предварительный патент РК № 12423 Шихта
для металлизации фосфорсодержащих железорудных материалов // Хасен Б.П., Балапанов М.К., Мухымбекова М.К., Рахимов А.Р., Ким В.А., Требухова Т.А.
4. Заключение о выдаче предварительного патента РК на изобретение от 18.11.2004г. по заявке №2003/1413.1 Способ металлизации фосфористого железорудного концентрата // Балапанов М.К., Ким В.А., Максимов Е.В., Мухымбекова М.К., Балтынова Н.З., Санкай А.Н.
— Коротко об авторах
Санкай А.Н., Балапанов М.К., Мухымбекова М.К. - ДГП «Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева» РГП «НЦ КПМС РК», Республика Казахстан, г. Караганда.
© В.А. Арсентьев, А.В. Бортников, А.Д. Самуков, В.А. Новоселов,
С.Н. Алферова, Н.Н. Тетерина,
2005
УДК 622.73
В.А. Арсентьев, А.В. Бортников, А.Д. Самуков,
В.А. Новоселов, С.Н. Алферова, Н.Н. Тетерина
ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНУСНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ ДРОБИЛОК В ЦИКЛЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СИЛЬВИНИТОВЫХРУД
Семинар № 19
звестно, что основной задачей подготовки сильвинитовых руд к обогащению является раскрытие зерен солевых минералов при минимизации переизмельчения хлорида калия, а также уменьшение отрицательного воздействия глинистых примесей на процесс обогащения.
Минералогическое строение сильвинито-вой руды указывает на то что, наиболее эффективным разрушающим воздействием является раздавливание и истирание. При раздавливании разрушение происходит из-за перехода напряжений за предел прочности на сжатие, а
при истирании - при деформации сдвига, при котором внешние слои куска постепенно срезаются вследствие перехода касательных напряжений за предел прочности.
Сильвинитовая руда классифицируется как «довольно мягкая» и имеет коэффициент твердости по шкале твердости Протодьяконова равный 2,5-3,0. Наиболее слабыми породными связями обладают грани спайности различных минералов, а в межзерновом пространстве -грани различных минеральных зерен.
Необходимо отметить, что существующее разрушение на молотковых дробилках и
