Опыт гравитационного доизвлечения гематита из хвостов Михайловского ГОКа Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

© Т.Н. Гзогян, С.Л. Губин, 2001

УДК 622.341'17

Т.Н. Гзогян, С.Л. Губин

ОПЫТ ГРАВИТАЦИОННОГО ДОИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕМАТИТА ИЗ ХВОСТОВ МИХАЙЛОВСКОГО ГОКа

Для повышения комплексности использования сырьевой базы Михайловского месторождения требуется разработка комбинированных технологических схем с применением эффективного обогатительного оборудования. Лабораторные и опытно-промыш-ленные исследования, проведенные на Михайловском ГОКе в разные годы (технологии высокоградиентной магнитной сепарации, прямой и обратной флотации, гравитации), определили возможность до-извлечения 5-6 % гематитового продукта с массовой долей общего железа 56-64 % [1]. Для оценки качест-венно-количест-венных и экономических показателей проведен комплекс исследований по установлению возможности применения магнитно-гравитационной технологии в условиях МГОКа [2, 3]. В настоящее время на технологической секции дробильно- Таблица 1 обогатительного комплекса произведен монтаж оборудования фирмы Falcon (Канада) с целью подтверждения эффективности разработанной технологии

Таблица 3

лометрическому составу и распределение железа по классам крупности представлена в табл. 2. Следует учесть, что этот материал уже прошел процесс измельчения.

Как видно из табл. 2 в классе минус 0,044 мм находится 82,25 % железа от общего его количества в исходном.

Цель испытаний - подбор эффективной схемы дообогащения хвостов магнитной сепарации с использованием центробежного гравитационного концентратора Falcon модели С-20.

Принцип действия центробежного концентратора основан на непрерывном разделении материала по удельной плотности в высокоградиентном (до 300G) гравитационном поле [4].

Производительность концентратора по твердому -20 т/ч, по объему - 57 м3/час, не требуется подача дополнительной воды. Тяжелая фракция эффективно обесшламливается и частично обезвоживается.

На технологические показатели работы центробежного гравитационного концентратора Falcon С-20 оказывают влияние следующие факторы, отработка которых требует определенных исследований:

1. производительность исходного питания;

2. плотность исходного питания (по паспорту не более 45 % твердого);

3. гранулометрический состав исходного питания

ХИМИЧЕСКИИ И минеральный состав хвостов обогащения

Компоненты

Fe,

общ.

FeM

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИТАНИЯ КрОірЦЕНГРАГОРА

Класс крупности, мм

+0,1

-0,1-0,074

-0,074+0,05

-0,05+0,044

-0,044

и прогнозируемых результатов.

Дообогащению подвергались хвосты текущего производства. Минералогический анализ показал, что рудные минералы представлены в основном гематитом, основу нерудных составляет кварц. Количественное содержание химического и минералогического состава приведено в табл. 1. Характеристика хвостов по грану-

рВых од класса

SiO, 0,2

СаО 7,3

MgO

"6Х

к2О+ЇЇаЮГ"

82,3

Р

Fe+

АІ2О3

ТІО2

MnO

Р2О5

СО,

С,

карб

Массовая доля

компонента, %

25,2

0,60

3,01

%

32,70

54,9

1,54

1,68

1,59

0,076

2,33

3,61

0,24

0,005

0,08

0,034

0,174

2,9

0,79

минерала, %

0,85

25,49

3,38

14,6

5,08

2,2

0,49

47,19

0,74

Минерал

магнетит

гематит

Г идроокислы железа

Силикаты

Рудные карбонаты

Нерудные

карбонаты

апатит

кварц

прочие

S

Таблица 2

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В ХВОСТАХ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ ПО КЛАССАМ КРУПНОСТИ

Класс Выход класса, Массовая доля Извлечение

крупности, мм % железа, % железа, %

+0,1 4,6 11,28 2,06

-0,1+0,074 8,0 16,2 5,1

-0,074+0,05 7,0 19,91 5,53

-0,05+0,044 5,1 25,02 5,06

-0,044 75,3 27,51 82,25

(по паспорту минус 2 мм);

4. размер форсунок.

Промышленная установка укомплектована авто-ПАК для контроля параметров технологического процесса и обеспечения максимально эффективной работы и надежности. При необходимости в систему контроля может быть встроено другое оборудование технологической схемы. Распределение продукта, пода-

и непрерывность его подачи. Для обеспечения паспортных характеристик по питанию центробежного концентратора Falcon были разработаны две принципиальные технологические схемы. Так как общие хвосты имеют плотность 6-8 % твердого, а это при объемной производительности аппарата в 57 м3/час составляет 4-4,8 т/час по твердому, что крайне недостаточно для минимальной толщины «постели», испытания проводились со сгущением хвостов в гидроциклонах (рис. 1).

1) и в радиальном сгустителе диаметром 18 м (рис. 2).

Технологические испытания проводились на обогатительной фабрике, где было использовано оборудование промышленной секции № 10. Технологическая секция работала в текущем режиме производства. Хвосты секции насосом подавались в накопительную коробку и далее по схеме (рис. 1 и 2).

Таблица 5

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ПО СХЕМЕ СО СГУЩЕНИЕМ ХВОСТОВ В РАДИАЛЬНОМ СГУСТИТЕЛЕ

Производительность, т/ч Процент твердого в питании, % Концентрат, %

| массовая доля железа выход извлечение

min 20.6 48.1 9.0 14.7

max 26.9 61.2 24.3 32.8

ваемого на концентратор по классам крупности, приведено в табл. 3.

Для обеспечения в питании паспортной крупности предусмотрена подача материала на грохот, установленный непосредственно перед концентратором. Подрешет-ный продукт грохота подается в питающую трубу концентратора и попадает на импеллер, вращающийся вместе с чашей концентратора, который разгоняет пульпу до заданного ускорения. Далее она распределяется по стенкам чаши, образуя «постель», движущуюся вверх к разгрузочным устройствам. Во время этого движения происходит разделение частиц по удельной плотности. Более тяжелые частицы под действием гравитационных сил стремятся к стенкам чаши и разгружаются через регулируемые отверстия (форсунки), менее тяжелые сбрасываются через специальный порог в хвосты [2, 4].

Принцип действия концентратора предусматривает определенную стабильную толщину «постели», для чего необходимо достаточное количество питания по твердому

В качестве критериев оценки результатов концентрации использовались технологические показатели: выход, массовая доля железа в концентрате и извлечение в него металла.

Результаты серии промышленных испытаний при до-обогащении хвостов по схеме со сгущением в гидроциклонах (рис. 1) показали возможность получения достаточно высоких показателей обогащения (табл. 4):

• максимальная плотность питания грохота 42.1 % твердого;

• максимальная плотность питания концентратора 32.8 % твердого;

• разжижение на грохоте (ввиду малого объема) 12 м3/час;

• массовая доля железа в концентрате до 54,4 % с выходом от исходного питания до 20,08 % и извлечением до 43,2 % при объемной производительности до 28 м3/час, по твердому до 4.8 т/час.

Первый этап испытаний показал неэффективную ра-

Таблица 4

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ПО СХЕМЕ СО СГУЩЕНИЕМ ХВОСТОВ В ГИДРОЦИКЛОНАХ

Концентрат, %

производительность, т/ч процент твердого в питании, % массовая доля железа выход извлечение

min 12,6 38,2 1,3 2,4

max 32,8 54,4 20,08 43,2

Общие хвосты

у = 100

а = 25,2

і s = 100

Сгущение ГЦ-360

Общие хвосты

у = 100

а = 25,2

1 s = 1 00

Сгущение в радиальном

сгустителе

▼ Сгущение ГЦ-250

лг і г У = 10,0 1 г ^

т

Г рохочение

У = 4,2 Слив на .

Слив на .

Грохочение

сброс

сброс

+ 2мм

+ 2мм

-2мм

У = 77,8 Р = 30,4 s = 93,85

-2мм

94,1

= 26,0 97,0

На сброс

Falcon

На сброс

Falcon

у = 20,08 Р = 54,4 s = 43,2 ■

Г ематитовый продукт

0 = 22,1 Хвосты на .

У = 24,3 Р = 61,2 s = 32,8

Г ематитовый продукт

0 = 23,1

Хвосты

сброс

Рисунок 1 - Технологическая схема испытаний со сгущением в гидроциклонах

Рисунок 2 - Технологическая схема испытаний со сгущением в радиальном сгустителе

боту данной схемы за счет высокого выхода слива гидроциклонов, потерь раскрытой фракции железорудных минералов, кроме того, испытания по такой технологии (рис. 1) не отвечали требованиям по производительности и по стабильности подачи питания на концентратор.

С целью создания оптимальных условий для работы концентратора по плотности и производительности было решено перейти на схему со сгущением хвостов

перед обогащением в радиальном сгустителе (рис. 2, табл. 5).

Из-за конструктивной невозможности подачи питания на концентратор после сгущения в радиальном сгустителе, приходилось производить двойную перекачку песков сгустителя насосами, что приводило к разжижению питания концентратора.

Анализ основных этапов испытаний (рис. 1 и 2) показал возможность получения высококачественного гематитового продукта (до 61,2 % железа) и вместе с тем - особую значимость рудоподготовки перед обогащением в концентраторе.

Технологическая схема для обогащения смешанных железистых кварцитов Михайловского ГОКа основана на стадиальном выделении хвостов, основная часть которых (до 35 %) сбрасывается после первой стадии магнитной сепарации. Хвосты первой стадии представлены сростками железосодержащих минералов с кварцем, минеральные зерна не раскрыты. Это отрицательно влияет на процесс дообогащения в концентраторе Falcon.

Исследования, проведенные в лабораторных условиях с доизмельчением хвостов до крупности 92 % класса минус 0,044 мм позволили стабилизировать процесс и получить гематитовый продукт с массовой долей железа от 56,1 до 63,8 %.

Наиболее перспективна схема, включающая процесс доизмельчения хвостов и их сгущение в радиальном сгустителе для оптимизации подачи питания на концентратор по плотности и объемной производительности.

Рис. 3. Рекомендуемая схема получения гематитового продукта

Рекомендуемая технологическая схема (рис. 3) по- дукт с массовой долей железа 60,1 %, а с использова-

зволит получить на центробежном концентраторе Fal- нием форсунок диаметром 6 мм - 63,8 %.

con с форсунками диаметром 12 мм гематитовый про-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гзогян Т.Н. К вопросу получения гематитового концентрата на Михайловском ГОКе. - в печати.

2. Gzogyan T.N., Tchmyrev A.V., Ecareva E.M. Centrifugal Gravity Concentrator for Recovery of Hematite from

Tailinds of Mirhailovsry GOK LIMS. //Obogashcheniye rud, 2000, - Special issue for the XXII. .MPC/

3. Гзогян Т.Н., Мельникова Н.Д. «Роль количественного минералогического анализа при оценке качества

продуктов обогащения железистых кварцитов», - в печати.

4. Царьков В.А. Зарубежные аппараты для центробежного гравитационного обогащения //Горный журнал. - 1999. - № 3.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ