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

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

ИССЛЕДОВАНИЯ КВАРЦЕВЫХ ПЕСКОВ ЗАПАДНО-ХОМУСТАХСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА ОБОГАТИМОСТЬ

Поведено исследование процессов дезинтеграции песков в специальном барабанном лопастном дез-интеграторе; обесшламливание на спиральном классификаторе; обогащение на концентрационном столе; оттирка песков в барабанной мельнице загруженной галей в сухую; удаление магнитных фракций в магнитном сепараторе.

Ключевые слова: обогащение кварцевых стекольных песков, барабанная мельница, месторождения.

ТТ елью исследований на обогатимость кварцевых песков данного месторождения является изучение возможности получения продуктов отвечающих производству стекольных песков. Западно-Хомустахское 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 0,42,0%.

В настоящее время практика обогащения кварцевых стекольных песков в более крупных масштабах реализуется по нескольким типовым схемам обогащения, которая используется на ряде обога-тигельных 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 обогатимость предусмотрено: исследование процессов дезинтеграции песков в специальном барабанном лопастном дезинтеграторе; обесшламливание на спиральном классификаторе; обогащение на концентрационном столе; оттирка песков в барабанной мельни-

це 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, оттирочным материалом является галя. Технологической схемой установки предусмотрено повторное обогащение песков материала после оттирки. Магнитная сепарация проводилась всухую на продуктах после оттирки и на продуктах вторичного обогащения (кварцевые фракции второго цикла обогащения после оттирки).

Пробы Западно-Хомустахского 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 совковой лопатой на делитель. Перемешивание песков достигалось многоразовым последовательным перебрасыванием пробы отсеченного секторами делителя на второй делитель.

Исследования песков на обогатимость проводились по следующей схеме, которая представлена на рис. З.

1,80

2,00

Шурф №1

глина

песок, мощность не определена

1,20

0,50

1,80

Шурф №2

1,30

0,40

0,90

Шурф №3

глина

песок

глина

1,00

0,80

0,80

Шурф №4

глина

песок

глина

глина

песок

глина

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

ф

5

І

і

Ф

СІ

О

О

60,00

50.00

40.00

30.00

20.00 10,00

0,00

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

классы крупности, мм

Рис. 2. Сводный график грансоставов исходных проб по шурфам

■4-®

2 ч

т

і

3 ч

ч

Квартование

1 ^

"|г'

Отвал +2,5

Дезинтеграция

Грохочение

2,5

Гидроклассификация

о

SRS

Обогащение на СКО

Шламы

SRS

о

Шламы -1

СКО - 2,5

Шлихи

SRS

>^SRS П ч

Квартование * 1

▼

Дубль

3 ч

Гран. С

х х Хвосты SRS

Гран

Состав

Квартование і 1

Оттирка в мельнице 30’

Гран.

состав

Оттирка в мельнице 60’

Г

Гран. состав

Гран. Состав

СКО-0,5

СКО-0,5

Шлихи

SRS

Песок

SRS

Г./С.

Шламы

SRS

Шлихи

SRS

Сокращение

I

Магнитная сепарация

Песок

SRS

Г./С.

Шламы

SRS

Сокращение

I

Магнитная сепарация

М. Ф.

Н.М.Ф

М. Ф.

Н.М.Ф

Рис. 3. Схема обогащения кварцевых песков

Таблица 1

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

Класс, мм Ш-1-4-1-1 выход, % Ш-1-4-1-2 выкод, % Ш-1-4-1-3 выкод, % Ш-1-4-1-4 выкод, % Ш-1-4-2-1 выкод, % Ш-1-4-2-2, выкод, % Ш-1-4-2-3, выкод, %

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

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

При проведении работ по нашей технологической схеме на примере обработки проб шурфа №1, являющийся наиболее представительным 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.

Рис. 5. Зависимость изменения содержания SiO2 от времени оттирки

Рис. 6. Зависимость изменения содержания А1203 от времени оттирки

Рис. 7. Зависимость изменения содержания Fe203 от времени оттирки

Рис. 8. Зависимость выхода продуктивного класса (-1,0+0,063 мм) от времени оттирки

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 Западно-Хомус-тахского месторождения установлено:

- дезинтегрируемость песков удовлетворительная, позволяет использовать 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 от-тирочных воздействий процесс удаления примесей происходит не столь интенсивно, и приводит к уменьшению выхода песковых фракций, что возможно связано с локализацией вредных окислов в

кварцевой матрице, а не в виде поверхностных пленок и шлами-стых 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. пгсга

Matveev A.I., Eremeeva N.G., Sleptsova E.S.

THE STUDY ON QUARTZ SANDS OF WESTERN HOMUSTAHSKOE DEPOSIT ON PREPARATION CHARACTERISTICS

The study on disintegration processes in the dedicated drum blade mill was carried out as well as deslurrying on a spiral classifier, separation on a spiral classifier, sand attritioning at a drum mill loaded with dry pebbles and removal of magnetic crop at magnetic cobber.

Key words: separation of quartz glass sands, drum mill, deposits.

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

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

Еремеева Н.Г., Слепцова Е.С. -

Институт горного дела Севера СО РАН, [email protected]