CC BY
16
Б01: 10.25702/К8С.2307-5228.2019.11.4.92-97 УДК 622.778
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ ОКИСЛЕННЫХ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ МЕТОДАМИ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ
Т. А. Яковлева, А. А. Управителева, В. А. Абурова
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет», г. Санкт-Петербург
Аннотация
Актуальной задачей для железорудных предприятий России является переработка окисленных железных руд, которые на сегодняшний день не вовлечены в переработку. В качестве объекта исследования выступали три пробы окисленных железистых кварцитов Михайловского месторождения. По итогам исследования представлены результаты, которые говорят о возможности получать магнитными методами обогащения железорудный
концентрат с качеством РРе ^ = 66 % при Р5Ю менее 8 %. Ключевые слова:
магнитное обогащение, мокрое магнитное обогащение, окисленные железистые кварциты, высокоградиентное магнитное обогащение, измельчение, обогащение в слабом магнитном поле.
STUDY OF THE POSSIBILITY OF OBTAINING HIGH-QUALITY CONCENTRATES FROM OXIDIZED FERRUGINOUS QUARTZITES BY MAGNETIC SEPARATION METHODS
Tatiana A. Iakovleva, Anna A. Upraviteleva, Valeria A. Aburova
Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg
Abstract
Keywords:
An urgent task for iron ore enterprises in Russia is the processing of oxidized iron ores, which today are not involved in processing. Three samples of oxidized ferruginous quartzites Mikhailovsky deposit were presented as an object of study. The presented results indicate the possibility of obtaining iron ore concentrate by magnetic separation methods with the quality PFe = 66 % and psi less then 8 %.
magnetic separation, wet magnetic separation, oxidized ferruginous quartzites, high-gradient magnetic separation, grinding, LIMS magnetic separation.
Введение
Проблема обогащения окисленных железистых кварцитов является весьма актуальной, так как в процессе добычи и переработки магнетитовых руд доля окисленных руд на железорудных предприятиях достигает 10-30 %, которые на 90 % теряются с хвостами переработки. Вовлечение в переработку окисленных железистых кварцитов попутной добычи является наиболее перспективным источником роста производства концентратов без увеличения объемов добычи магнетитовых руд [1-4].
Целью работы было исследование возможности получения железорудного концентрата с качеством РРе ^ = 66 % и Р8Ю ^ менее 8 % (далее — товарный концентрат) [5]. В качестве объекта
исследования были выбраны три пробы окисленных железистых кварцитов (далее — ОЖК) Михайловского месторождения.
Материал и методика исследований
Объектом исследований являлись три пробы ОЖК Михайловского месторождения. Данные химического анализа проб 1, 2 и 3 представлены в табл. 1. Согласно данным таблицы, основными компонентами в них являются оксиды железа и кремния.
Таблица 1 Table 1
Химический анализ проб Chemical analysis of samples
Компонент Component Содержание / Content, %
Проба / Sample 1 Проба / Sample 2 Проба / Sample 3
SiO2 40,60 41,80 41,50
АЪОз 0,14 0,08 0,11
Fe<^ Fetotal 40,80 40,40 40,60
Р2О5 0,12 0,08 0,08
MgO 0,25 0,16 0,20
CaO 0,69 0,64 0,74
K2O 0,38 0,24 0,34
P2O5 0,12 0,08 0,08
Sобщ Stotal 0,02 0,04 0,03
В первой части исследования был произведен анализ двух технологических схем магнитного обогащения ОЖК, представленных на рис. 1 и в табл. 2. Полученные результаты показали преимущества магнитного обогащения по технологической схеме 1, которая к тому же является простой для реализации в аппаратурном виде на обогатительной фабрике [6-8].
Рис. 1. Одностадиальные технологические схемы мокрого магнитного обогащения Fig. 1. Single-stage wet magnetic separation schemes
Основные технологические показатели магнитного обогащения первой стадии не позволили достичь требуемых величин PFe ^ и Psio . Был проведен минералогический анализ ОЖК, который
показал необходимость измельчения объединенного магнитного продукта первой стадии
магнитного обогащения до крупности класса P95 = 45 мкм. Параметры второй стадии измельчения объединенных магнитных продуктов представлены в табл. 4. Продукт второй стадии измельчения повторно подвергался магнитному обогащению по технологической схеме в условиях, представленных в табл. 3 и на рис. 2.
Таблица 2 Table 2
Результаты опытов мокрого магнитного обогащения по схеме 1 и схеме 2 The results of experiments wet magnetic separation according to Scheme 1 and Scheme 2
Номер пробы Sample Number Продукт Product У, % ßFeo6 ßFetn , % щ , % al' в, % S1O2, %
Схема 1 Схема 2 Схема 1 Схема 2 Схема 1 Схема 2 Схема 1 Схема 2
Scheme 1 Scheme 2 Scheme 1 Scheme 2 Scheme 1 Scheme 2 Scheme 1 Scheme 2
Концентрат 66,6 63,3 52,9 54,1 86,4 83,9 24,2 22,0
1 Хвосты 33,4 36,7 16,6 17,9 13,6 16,1 73,0 72,6
Исходный 100,0 100,0 40,8 40,8 100,0 100,0 40,6 40,6
Концентрат 68,9 63,7 52,7 53,3 89,4 84,0 24,9 22,6
2 Хвосты 31,4 36,3 13,6 16,9 10,6 16,0 78,7 75,5
Исходный 100,0 100,0 40,4 40,4 100,0 100,0 41,8 41,8
Концентрат 67,8 63,4 52,7 53,7 87,9 83,9 25,0 23,3
3 Хвосты 32,2 36,6 15,2 17,8 12,1 16,1 76,3 13,0
Исходный 100,0 100,0 40,6 40,6 100,0 100,0 41,50 41,5
Таблица 3 Table 3
Параметры мокрого магнитного обогащения I и II стадии Parameters of wet magnetic separation of I and II stages
Параметр Parameter I стадия I stage II стадия II stage
Мокрая магнитная сепарация (ПБМ 25-10) Wet magnetic separation (PBM 25-10)
Индукция магнитного поля, Тл Magnetic field induction, T 0,12 0,09
Скорость вращения барабана, мин1 Shell rotation speed, min-1 35 35
Режим работы сепаратора Separator mode Прямоточный Direct-flow Прямоточный Direct-flow
Высокоградиентная магнитная сепарация (SLON 100) High Gradient Magnetic Separation (SLON 100)
Тип используемой матрицы Type of the matrix Стержневая Rod Стержневая Rod
Диаметр стержня матрицы, мм Diameter of the matrix rod, mm 3,0 1,0
Индукция магнитного поля, Тл Magnetic field induction, T 1,0 1,2
Частота пульсации, мин-1 Pulsation frequency, min-1 250 250
Масса одной пробы питания, г/цикл The mass of one feed sample, g/cycle 200 200
Содержание твердого в питании, % The solid content in the feed, % 30 30
Расход промывочной воды, л/мин Flushing water consumption, l/min 10 10
Рис. 2 Двухстадиальная технологическая схема магнитного обогащения Fig. 2 Two-stages technological scheme of magnetic separation
Таблица 4 Table 4
Параметры измельчения руды ОЖК Михайловского месторождения The ore grinding parameters of the oxidized ferruginous quartzites of the Mikhailovsky deposit
Параметр Parameter I стадия I stage II стадия II stage
Тип мельницы Type of mill Шаровая Ball Шаровая Ball
Внутренние размеры, мм Internal dimensions, mm 240x200 170x125
Полезный объем, м3 Useful volume, m3 0,007 0,002085
Частота вращения, мин-1 Rotation frequency, min-1 70 97
Степень заполнения мельницы рудой, % Degree of filling of the mill with ore, % 10 10
Масса шаровой загрузки, кг Ball load mass, kg 13 3,4
Окончание таблицы 4 Table 4 (Continued)
Параметр Parameter I стадия I stage II стадия II stage
Состав измельчающей среды, % Composition of the grinding medium, % Шары I Balls 040 мм — 7G 03G мм — i5 020 мм — i5 Цильпебсы 25^38 мм — 100 Cylpebs 25x38 mm — 100
Масса навески, кг Weight of the sample, kg i,45G 0,430
Количество воды, мл The amount of water, ml 624 215
Итоги опытов мокрого магнитного обогащения с применением двухстадиальной технологической схемы магнитного обогащения представлены в табл. 5.
Таблица 5 Table 5
Результаты двухстадиальной технологической схемы магнитного обогащения The results of two-stage magnetic separation flowsheet
Номер пробы Sample Number Продукт Product Y, % ^ , % ßFetotal, % s, % SiO2, %
Продукт ММС II стадии Product of WMS of the II stage iG,7 66,0 i7,3 7,2
Продукт ВГМС II стадии Product of HGMS of the II stage 4i,6 56,6 57,7 i7,9
1 Концентрат Concentrate 52,3 58,5 75,G i5,7
Хвосты Tailings 47,7 2i,4 25,G 67,9
Исходный Initial iGG,G 4G,8G iGG,G 4G,6G
Продукт ММС II стадии Product of WMS of the II stage ii,7 66,1 i9,2 4,9
Продукт ВГМС II стадии Product of HGMS of the II stage 4G,i 56,7 56,2 i6,2
2 Концентрат Concentrate 5i,8 58,8 75,4 i3,6G
Хвосты Tailings 48,2 2G,6 24,6 72,i
Исходный Initial iGG,G 4G,4 iGG,G 4i,8
Продукт ММС II стадии Product of WMS of the II stage 9,9 66,1 i6,2 8,0
Продукт ВГМС II стадии Product of HGMS of the II stage 43,3 56,6 6G,4 i6,9
3 Концентрат Concentrate 53,3 58,4 76,59 i5,2
Хвосты Tailings 46,7 2G,3 23,4 7i,5
Исходный Initial iGG,G 4G,6 iGG,G 4i,5
Результаты и их обсуждение
Анализ основных технологических показателей для трех проб ОЖК Михайловского месторождения, полученных после двухстадиального магнитного обогащения, показывает возможность получения качества PFe ^ = 66 % и Psio менее 8 % для продукта ММС II стадии. Объединенный продукт магнитного обогащения имеет средние технологические показатели для трех проб ОЖК PF = 58,6 % и р„.п = 14,8 %, что позволяет рекомендовать последующие операции
флотационного обогащения для получения заданного качества. Выводы
В результате проведенных лабораторных исследований магнитного обогащения ОЖК Михайловского месторождения удалось достичь в магнетитовом цикле (магнитный продукт второй стадии ММС) необходимого качества концентрата PFe s = 66 % и Psio менее 8 % для всех
трех технологических проб, при среднем выходе 10,8 %. Эти данные позволяют рассмотреть вариант вывода данного магнитного продукта для объединения с концентратом текущего магнетитового производства на обогатительной фабрике МГОКа.
Магнитный продукт после ВГМС необходимо выводить в отдельный цикл и дообогащать методами флотационного обогащения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ширяев А. А., Величко Ю. В., Ботвинников В. В. Особенности технологии подготовки и обогащения окисленных железистых кварцитов со стадиальным выделением концентрата // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2005. № 4. С 96-103. 2. Гзогян Т. Н. К вопросу получения гематитового концентрата на Михайловском ГОКе // Горн. информ.-аналит. бюлл.: [науч.-техн. журн.]. 2001. №. 3. С 227-231. 3. Кусков В. Б., Львов В. В. Обогащение и переработка железных руд различного генезиса // Горн. информ.-аналит. бюлл.: [науч.-техн. журн.]. 2018. № S56. С. 44-53. 4. Гзогян Т. Н. Теоретические и экспериментальные исследования получения высокачественных концентратов // Горн. информ.-аналит. бюлл.: [науч.-техн. журн.]. 2010. №. 4. С 389-394. 5. Максимов И. И., Сентемникова В. А. Исследование и разработка энергосберегающих технологий получения высококачественных концентратов из окисленных руд // Обогащение руд. 2011. № 6. С. 3-7. 6. Kuskov V. B., Lvov V. V. A Treatability Study of the Bakcharskoye Deposit Iron Ores Concentration by Means of High-Intensity Magnetic Separation // Obogashchenie Rud (Mineral processing). 2015. No. 1. P 26-30. 7.Magnetic Separation of Eudialyte Ore under Pulp Pulsation / G. P. Andronov[et al.] // J. Mining Science. 2016. Vol. 52, Issue 6. P. 1190-1194. 8. Aleksandrova T. N., Lvov V. V. The Use of High-Gradient Magnetic Separation to Increase the Efficiency of Extraction of Magnetic Fraction from Coal Combustion Waste // 16th Intern. Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM (2016, June 28 — July 6). 2016. Book 4, Vol. 2. Р. 165-170.
Сведения об авторах
Яковлева Татьяна Александровна — студентка Санкт-Петербургского горного университета E-mail: s141438@stud.spmi.ru
Управителева Анна Андреевна — студентка Санкт-Петербургского горного университета E-mail: s151039@stud.spmi.ru
Абурова Валерия Александровна — студентка Санкт-Петербургского горного университета E-mail: s161043@stud.spmi.ru
Author affiliation
Tatiana A. lakovleva — Student of the Saint Petersburg Mining University E-mail: s141438@stud.spmi.ru; iakovvleva@gmail.com Anna A. Upraviteleva — Student of the Saint Petersburg Mining University E-mail: s151039@stud.spmi.ru
Valeria A. Aburova — Student of the Saint Petersburg Mining University E-mail: s161043@stud.spmi.ru
Библиографическое описание статьи
Яковлева, Т. А. Исследование возможности получения высококачественных концентратов из окисленных железистых кварцитов методами магнитной сепарации / Т. А. Яковлева, А. А. Управителева, В. А. Абурова // Вестник Кольского научного центра РАН. — 2019. — № 4 (11). — С. 92-97.
Reference
lakovleva Tatiana A., Upraviteleva Anna A., Aburova Valeria A. Study of the Possibility of Obtaining High-Quality Concentrates from Oxidized Ferruginous Quartzites by Magnetic Separation Methods. Herald of the Kola Science Centre of RAS, 2019, vol. 4 (11), рp. 92-97. (In Russ.).
