CC BY
23
© А.А. Мухтар, М.К. Мухымбекова, Ж.С. Нускабеков, А.С. Макашев, В.В. Коровушкин, 2015
УДК 622.7:669.046/669.053
А.А. Мухтар, М.К. Мухымбекова, Ж.С. Нускабеков, А.С. Макашев, В.В. Коровушкин
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ
ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БУРОЖЕЛЕЗНЯКОВОЙ РУДЫ АБАИЛСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ПОЛУЧАЕМЫХ ПРОДУКТОВ
Проведены исследования фазового состава руды Абаилского месторождения Республики Казахстан, путем термической обработки руды получен концентрат с высоким содержанием железа
Ключевые слова: прокалка, гематит, ЯГР-спектроскопия, дегидратация, концентрат, бурожелезняковая руда, обогащение.
Дбаилское месторождение буро-железняковой руды расположено в Южно-Казахстанской области Республики Казахстан [1], по запасам относится к средним месторождениям, на базе которого предполагается создать металлургические предприятия, продукция которых востребованы для регионально строительных и промышленных предприятий.
Целью настоящей работы является исследование фазового состава руды и получение концентрата с высоким
Таблица 1
Гранулометрический состав руды
содержанием железа путем термической обработки.
Для исследования использовалась представительная проба руды фракции -5,0+0 мм следующего химического состава, в %: Ре - 57,05; ЗЮ2 -5,08; А1203 - 0,45; СаО - 0,41.
По данным РФА руда преимущественно представлена следующими фазами: гетит, гематит, кварц и т.д.
Проведен гранулометрический анализ руды, результаты которого представлены в табл. 1.
Класс Выход Fe SiO2 Al2O3 CaO
гр % сод. извл. сод. извл. сод. извл. сод. извл.
-5+3 22,10 14,54 57,60 14,68 3,80 10,88 0,30 9,70 0,33 11,70
-3+2 30,32 19,95 57,47 20,10 4,85 19,05 0,46 20,39 0,33 16,06
-2+1 10,80 7,11 57,20 7,13 5,40 7,56 0,38 6,00 0,33 5,72
-1+0,5 23,67 15,57 57,20 15,61 5,72 17,53 0,30 10,38 0,33 12,53
-0,5+,315 17,45 11,48 57,33 11,54 5,60 12,66 0,42 10,71 0,50 14,00
-0,315+0,2 11,36 7,47 56,53 7,40 5,50 8,09 0,58 9,63 0,50 9,11
-0,2+0,16 6,10 4,01 56,26 3,95 5,20 4,10 0,60 5,35 0,50 4,89
-0,16+0 30,20 19,87 57,47 19,58 5,15 20,13 0,63 27,84 0,50 25,99
Итого 152 100 - 100 - 100 - 100 - 100
Из данных табл. 1 следует, что железо и другие основные компоненты руды распределяются по фракциям равномерно.
Для количественного определения железосодержащих фаз (гетита, гематита и т.д.) в руде использовали ЯГР -спектроскопию [2]. Спектры снимались на спектрометре MS-1104Em с источником Со57 в матрице родия. Изомерный сдвиг определялся относительно a-Fe. Спектры приведены на
рис. 1, а, их параметры представлены в табл. 2. Содержание железосодержащих фаз определены по площадям (S) компонентов спектров, согласно которым суммарное содержание гетита 57,3%, гематита 39,0% и парамагнитной фазы (fl1Fe+3) - 3,7%.
На приборе STA499C Jupiter руда была подвергнута термическому анализу, включающему дифференциально-сканирующую калориметрию (ДСК) и потерю веса (ТГ). Измерение прово-
Рис. 1. Спектры ЯГР руды (а) и продукта прокалки (б)
Таблица 2
Параметры спектров ЯГР
Образец Компонента спектра Изомерный сдвиг 5, мм/с Квадруполь-ное расщепление А, мм/с Магнитные поля на ядрах Fe57 ^ кЭ Площади компонент Я, % Интерпретация
Абаилская руда С1(Ре3+) 0,38 -0,23 503 31,6 Гематит
С2(Ре3+) 0,34 -0,13 472 7,4 Гематит
С3(Ре3+) 0,37 -0,26 362 39,0 Гётит
С4(Ре3+) 0,38 -0,27 303 18,3 Гётит
Д1(Ре3+) 0,32 0,78 3,7 Ре3+ с/п фазы
Продукт прокалки С1 (Ре3+) 0,37 -0,21 100 Гематит
дилось в атмосфере аргона при нагреве до 1400 °С, использовался алундо-вый тигель [3].
Кривые термических эффектов (ДСК) и потери веса (ТГ) приведены на рис. 2.
Эндотермические пики в диапазоне температур 144-375 °С с суммарной потерей веса образца 8,2% связаны с удалением физической, а также гидратной влаги по реакции: 375 °С
РеООИ -^ Ре203 + Н20 (1)
Полное удаление гидратной влаги и образование гематита (Ре203) подтверждается анализами продукта прокалки (ДСК) методами РФА и ЯГР -спектроскопии (рис. 1, б).
Для реализации процесса термической обработки руды Абаилского месторождения в лабораторных условиях, исходную руду измельчали до крупности класса -1,0+0 мм, затем измельченную руду в количестве 0,2 кг загрузили в алундовый тигель и прокалили в муфельной печи СН0Л-7,2/1100
тг, %
100
Изменение массы: -1,47%
Изменение массы: -6.73% Пик: 736,0 "С
ДСК (мкВ/мг)
Пик: 1339,1 °С [1]
200
400
600 В00 1000
Температура, "С
Рис. 2. Кривые ДСК и ТГ руды
Таблица 3
Химический состав исходной руды и продукта прокалки
Наименование продукта Массовая доля, %
Fe SiO2 Al2O3 CaO
Исходная руда 57,05 5,08 0,45 0,41
Продукт прокалки 62,86 7,94 1,62 1,41
при температуре 800 °С в течение 60 минут [4]. Продукт прокалки после охлаждения в тигле до комнатной температуры взвешивали - потеря массы составила 10,2%, полученный таким образом прокаленный продукт подвергли химическому анализу (табл. 3).
Из данных таблицы следует, что в процессе обжига в руде осуществляется дегидратация гетита согласно реакции 1, в результате которой об-
1. Месторождения железа Казахстана. Справочник. - Алматы, 2005. - С. 28-29.
2. Мухтар А.А., Бектурганов Н.С., Ко-ровушкин В.В., Вернер И.А. Исследование продуктов обжига бурожелезняковых концентратов методами ЯГРС и термомагнитного анализа // Обогащение руд. - 2011. -№ 3. - С. 28-30.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
разуется однородный по фазовому составу концентрат (гематитовый) с более высоким содержанием железа 62,86% удовлетворяющий требованиям металлургического производства.
Использование полученного концентрата возможно в производстве металлизованных брикетов, окатышей и агломератов, а также офлюсованных и не офлюсованных окатышей и агломератов.
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Иванова В.П., Касатов Б.С. Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. Термический анализ минералов и горных пород. - Л.: Недра, 1974. - 399 с.
4. Тациенко П.А. Обжиг руд и концентратов. - М.: Металлургия, 1985. - 230 с.
[ГШ
Мухтар Айдархан Ахуанулы - кандидат технических наук,
ассоциированный профессор, зав. лабораторией, e-mail: [email protected],
Мухымбекова Майдагуль Конкабаевна - кандидат технических наук,
ведущий научный сотрудник, e-mail: [email protected],
Нускабеков Жомарт Сагыналиевич - инженер, e-mail: [email protected]
Макашев Ардак Сулушашович - старший научный сотрудник, e-mail: [email protected],
ХМИ им. Ж. Абишева, Караганда, Казахстан;
Коровушкин Владимир Васильевич - доктор геолого-минералогических наук, ведущий эксперт, e-mail: [email protected], НИТУ «МИСиС».
UDC 622.7:669.046/669.053
INFLUENCE OF HEAT TREATMENT OF ABAIL IRONSTONE ORE ON FINAL PRODUCT QUALITY
Mukhtar A.A.1, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Laboratory, e-mail: [email protected],
Mukhymbekova M.K.1, Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher, e-mail: [email protected],
Nuskabekov Zh.S.1, Engineer, e-mail: [email protected],
Makashev A.S.1, Senior Researcher, e-mail: [email protected],
Korovushkin V.V., Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Leading Expert,
e-mail: [email protected], National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia,
1 Chemical and Metallurgical Institute by name of J. Abishev, Karaganda, Kazakhstan.
Researches of phase composition of ore of the Abailsky deposit of the Republic of Kazakhstan, by heat treatment of ore get the concentrate with the high content of iron is heading.
Key words: calcinations, hematite, Mossbauer spectroscopy, dehydration, concentrate, limonite ore, enrichment.
REFERENCES
1. Mestorozhdeniya zheleza Kazakhstana. Spravochnik (Iron deposits in Kazakhstan. Reference guide), Almaty, 2005, pp. 28-29.
2. Mukhtar A.A., Bekturganov N.S., Korovushkin V.V., Verner I.A. Obogashchenie rud. 2011, no 3, pp. 28-30.
3. Ivanova V.P., Kasatov B.S. Krasavina T.N., Rozinova E.L. Termicheskii analiz mineralov i gornykh porod (Thermal analysis of minerals and rocks), Leningrad, Nedra, 1974, 399 p.
4. Tatsienko P.A. Obzhig rud i kontsentratov (Calcining of ore and concentrates), Moscow, Metallurgiya, 1985, 230 p.
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ: СОСТОЯНИЕ РЫНКОВ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, РАЦИОНАЛЬНОЕ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЕ, НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РИСКОВ, СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Васильев Ю.Н. - к.э.н., доцент, Лобов Н.М., Лебедева О.Ю. - e-mail: [email protected], Маринина О.А. - к.э.н., e-mail: [email protected], Медведев В.А. - к.э.н., доцент, Невская М.А. - к.э.н., доцент, e-mail: [email protected], НиколайчукЛ.А. - к.э.н., e-mail: [email protected], Дмитриева Д.М. - к.э.н., ассистент кафедры организации и управления, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
Представлены отдельные результаты научных исследований, выполняемых в рамках диссертационных работ и охватывающие различные аспекты управления минерально-сырьевым комплексом. Вы-явленыосновные проблемы развития рынков минеральных удобрений, угольной продукции, углеводородного сырья. Рассмотрены составляющие процесса оценки риска, приведен анализи классификация современных подходов оценки рисковых событий. Классифицированы факторы риска,влияющие на долгосрочные показатели функционирования угледобывающих компаний, а также представляющие-потенциальные угрозы энергетической безопасности страны. Предложены авторские подходы к развитию терминологии рационального недропользования, совершенствованию нормативно-правовой базы управления техногенными минеральными ресурсами.
Ключевые слова: горно-химический комплекс, продовольственная безопасность, минеральные удобрения, внутренний рынок, добыча угля, долгосрочные перспективы, линейная зависимость, полиномиальная зависимость, прогноз, отходы добычи и переработки, техногенные образования, техногенные месторождения, техногенное минеральное сырье, техногенные минеральные объекты.
TOPICAL ISSUES OF DEVELOPMENT OF MINERAL-RAW COMPLEX OF RUSSIA: THE STATE OF THE MARKETS, ENERGY SECURITY, RATIONAL USE OF SUBSOIL, REGULATORY SUPPORT, RISK ASSESSMENT, CONTROL SYSTEMS
VasUyuev Yu.N.1, Candidate of Economical Sciences, Assistant Professor, Lobov N.M.1, Lebedev O.Y.1, Marinina O.A.1, Candidate of Economical Sciences, e-mail: [email protected], Medvedev V.A.1, Candidate of Economical Sciences, Assistant Professor,
Nevskaya M.A.1, Candidate of Economical Sciences, Assistant Professor, e-mail: [email protected], Nikolaychuk L.A.1, Candidate of Economical Sciences, e-mail: [email protected], Dmitrieva D.M.1, Candidate of Economical Sciences, Assistant Professor, 1 National Mineral Resource University «University of Mines», 199106, Saint-Petersburg, Russia.
Presents the individual results of the research carried out within dissertati district works and covering various aspects of management of the mineral resource complex. The basic problems of development of the market of mineral fertilizers, coal, hydrocarbons. Considered the components of the risk assessment process, the analysis and classification of modern approaches to the assessment of risk events. Classified risk factors affecting long-term performance of the coal-mining companies, as well as representing a potential threat to the energy security of the country. Suggested authors approaches to the development of the terminology of rational resource use, improving the regulatory framework for management of technogenic mineral resources.
Key words: mining and chemical complex, national food security, mineral fertilizers, domestic market, coal mining, long-term outlook, linear trend, polynomial trend, forecast., waste production and processing, technological education, technological fields, man-made mineral raw materials, technogenic mineral objects.
_ ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(ПРЕПРИНТ)
