Исследования кварцевых песков Западно-Хомустахского месторождения на обогатимость Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

---------------------------------------- © А.И. Матвеев, Н.Г. Еремеева,

Е.С. Слепцова, 2009

УДК 622.362.37:622.7(002)

А.И. Матвеев, Н.Г. Еремеева, Е.С. Слепцова

ИССЛЕДОВАНИЯ КВАРЦЕВЫХ ПЕСКОВ ЗАПАДНО-ХОМУСТАХСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА ОБОГАТИМОСТЬ

Семинар № 22

Ж'Ж'елью исследований на обога-

-*~5 тимость кварцевых песков данного месторождения является изучение возможности получения продуктов отвечающих производству стекольных песков. Западно-Хомустахс-кое месторождение, расположенного на территории Намского района Республики Саха (Якутия). Месторождение было выявлено в 1977 году. На западном фланге данного проявления 2 скважинами были вскрыты пески мощностью 4,6-10,0 м, в которых содержание SiО2 достигало 90-92 %, а содержание Fe2O3 составило 0,4-2,0 %.

В настоящее время практика обогащения кварцевых стекольных песков в более крупных масштабах реализуется по нескольким типовым схемам обогащения, которая используется на ряде обогатительных фабрик, построенных в разных районах России и странах СНГ. Обычно технологическая схема обогащения кварцевых песков предусматривает дезинтеграцию, промывку, механическую оттирку, разделение песковой и шламистой частей, флотацию, классификацию, обезвоживание и сушку. Флотацию предусматривается проводить в нейтральной среде анионными собирателями.

В нашей работе, технологической схемой исследований песков на обога-тимость предусмотрено: исследование процессов дезинтеграции песков в спе-

циальном барабанном лопастном дезинтеграторе; обесшламливание на спиральном классификаторе; обогащение на концентрационном столе; оттирка песков в барабанной мельнице загруженной галей в сухую; удаление магнитных фракций в магнитном сепараторе.

Таким образом, исследования включают все процессы обогащения кварцевых песков, причем выбор способов обработки проб в каждом случае обоснован. Так на стадии дезинтеграции песков, учитывая относительно легкую степень промывистости песков используется промывка в лопастном дезинтеграторе без применения напорных струй воды. Для обесшламивания выбран спиральный классификатор, который является эффективным для удаления шламов по границе крупности 0,5 мм. Обогащение на концентрационном столе позволяет более детально контролировать фракционный состав разделяемых песков, используя возможность отбора пробы по широкому вееру потока песков на поверхности стола, а также для удаления тяжелых фракций минералов (ильменита, турмалина, рутила, дистена, ставролита, лимонита и др.).

Операции оттирки было решено проводить раздельно после сушки в сухом режиме в барабанной мельнице, оттироч-ным материалом является галя.

Шурф №1

1,80

2,00

\ /// \\\ III \\ч

глина

песок, мощность не определена

1,20

0,50

1,80

Шурф №2

глина

Шурф №3

Шурф №4

1,30

0,40

0,90

глина

1,00

0,80

0,80

глина

песок

глина

Шурф №5: пробы взяты с существующего карьера в районе п. Едейцы Рис. 1. Разведочные шурфы Западно-Хомустахского месторождения

60,00

50.00

40.00

30.00

20.00 10,00

0,00

о

N

<ъ-

Л

\

с/1' Ж0 Ф“ Л &

4? £ £

классы крупности, мм

Проба Ш-1-3 Проба Ш-2 Проба Ш-3-2 Проба Ш-4-4 Проба Ш 5-1

Рис. 2. Сводный график грансоставов исходных проб по шурфам

ч (8)

Шлихи

ЭРЭ

ьЭРЭ П ч

Квартование

Гран.

Состав

Квартование

Квартование

Отвал^ +2,5

Дезинтеграция

I

Грохочение

2,5

Гидроклассификация

ЭРЭ

О

Шламы

ЭРЭ

О

Обогащение на СКО

*

+ 1

СКО - 2,5

Шламы -1

«ЭР3

Дубль

3 ч

Гран.С

О

Хвосты

ЭРЭ

Квартование і і

Оттирка в мельнице 30’

Гран.

состав

Оттирка в мельнице 60’

Гран.состав

Г

Гран. Состав

СКО-0,5

СКО-0,5

Шлихи Песок Шламы Шлихи Песок

ЭРЭ ЭРЭ ЭРЭ ЭРЭ ЭРЭ

Г Г./С. > Г > 1 Г./С.

> Г л 1

Сокращение

I

Магнитная сепарация

М. Ф. Н.М.Ф

Рис. 3. Схема обогащения кварцевых песков 290

Шламы

ЭРЭ

Сокращение

I

Магнитная сепарация

М. Ф.

Н.М.Ф

Рис. 4. Сравнительный график распределения материалов по классам крупности до и после оттирки, а также обогащенных песков на СКО-0,5

Рис. 5. Зависимость изменения содержания 8Ю2 от времени оттирки.

Рис. 6. Зависимость изменения содержания А1203 от времени оттирки.

исх.песок 15 мин

30 мин

60 мин

90 мин

Технологической схемой установки предусмотрено повторное обогащение песков материала после оттирки. Магнитная сепарация проводилась всухую на продуктах после оттирки и на про-

дуктах вторичного обогащения (кварцевые фракции второго цикла обогащения после оттирки).

Пробы Западно-Хомус-тахского месторождения были представлены 5 шурфами, которые показаны на рис. 1.

Пробы песков, отобранные из 4 шурф, отличаются как по цвету, так и по составу (содержание глинистых веществ) по этой причине при проведении исследований пробы не объединялись, а обрабатывались отдельно. На рис. 2. приведены гранулометрические составы исходных проб по шурфам.

Пробы представляющие отдельные порции (мешки) по каждому шурфу объединялись, тщательно перемешивались, квартовались

прободелителем на 4 части, одна часть отбиралась для исследований, 3 части резервируются. Для квартования использовались специальные делители, с крестообразными вертикальными стенками-

делителями, при котором деление проводилось набрасыванием песков совко-

вой лопатой на делитель. Перемешивание песков достигалось многоразовым последовательным перебрасыванием пробы отсеченного секторами делителя на второй делитель.

Исследования песков на обогати-мость проводились по следующей схеме, которая представлена на рис. 3.

При проведении работ по нашей технологической схеме на примере обработки проб шурфа №1, являющийся наиболее представи-тельным

Рис. 7. Зависимость изменения содержания Fe203 от времени оттирки

Рис. 8. Зависимость выхода

продуктивного класса (-1,0+0,063 мм) от времени оттирки

получены следующие данные:

Крупные классы (от +1,6 мм) в исходных песках составляют примерно 1%. Шламовые фракции в установке (дезинтеграторе, спиральном классификаторе и на концентрационном столе) хорошо отмываются.

Пески после промывки на концентрационном столе СКО-2,5 по грансоставу песковых фракций соответствуют (табл. 1) требованиям ГОСТа №22551 по классу -1+0,063 мм.

Гранулометрический состав песков до и после оттирки существенно не изменяется (рис. 4), однако проведение оттирки приводит к увеличению содержания окислов кремния и уменьшению вредных окислов в кварцевой матрице, вместе с тем увеличение времени оттирки приводит к снижению доли выхода продуктивного класса (рис. 5, 6, 7, 8).

В результате проведения экспериментальных работ по исследованию технологических свойств песков Запад-но-Хомустахского месторождения установлено:

Сводный баланс отмытых песков на СКО 2,5 по кл-1+0,063 мм

Класс, Ш-1-4-1-1 Ш-1-4-1-2 Ш-1-4-1-3 Ш-1-4-1-4 Ш-1-4-2-1 Ш-1-4-2-2, Ш-1-4-2-3,

мм выход, % выход, % выход, % выход, % выход, % выход, % выход, %

-1 +0,063 97,31 98,08 97,08 96,64 97,36 97,53 98,35

- дезинтегрируемость песков удовлетворительная, позволяет исполь-зовать технологии дезинтеграции в перемешивающих устройствах без использования высоконапорных струй и возможность эффективного удаления шламистых фракций методами гидравлической классификации например, на спиральном классификаторе;

- отмытые пески на концентрационных столах показывают возможность разделения с выводом некондиционных шлиховых и шламовых фракций;

- отмытые пески по своему составу требуют проведения оттирки, которая является наиболее проблемной в технологической цепи обработки песков, так как с увеличением интенсивности отти-рочных воздействий процесс удаления примесей происходит не столь интенсивно, и приводит к уменьшению выхо-

да песковых фракций, что возможно связано с локализацией вредных окислов в кварцевой матрице, а не в виде поверхностных пленок и шламистых примазок;

- в целом, по всему месторождению следует ожидать получение песков с содержанием выше 90 % окислов кремния, при содержании 6-7 % окислов алюминия и 0,2 % окислов железа при использовании усреднительных технологий при обогащении песков.

- исследования и варка полученных отмытых песков показывает возможность использования в стекловарении с проведением корректировки состава синтезирующих стекол, состава исходных шихтовых смесей с обогащенными песками, путем введения щелочных оксидов, обесцвечивателей. гтш

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Матвеев А. И. - доктор технических наук, ст. научный сотрудник,

Еремеева Н.Г., Слепцова Е.С. -

Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 22 симпозиума «Неделя горняка-2008». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.М. Авдохин.

А