CC BY
412
ОБОГАЩЕНИЕ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ
УДК 622.7:543
Чернов Д.В., Шавакулева О.П.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ
Аннотация. В данной статье проведен литературный обзор основных методов оценки качественного состава продуктов обогащения: общего химического анализа и рентгенофлуоресцентного анализа порошковых материалов. Кроме того, в статье приводится обзор современных приборов для проведения рентгенофлуоресцентного анализа и обоснована целесообразность применения нового метода качественного анализа продуктов обогащения, основанного на применении индуктивного преобразователя.
Ключевые слова: контроль технологических процессов, содержание ценного компонента, общий химический анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, индуктивный преобразователь, соленоид.
Регулирование технологического процесса обогащения и управление работой обогатительных фабрик требуют систематического контроля за качеством и количеством исходного сырья, а также получаемых в процессе обогатительных процессов промпродук-тов, концентратов и хвостов. Качество продуктов на обогатительных фабриках характеризуется содержанием ценных компонентов и примесей, влажностью и гранулометрическим составом. Однако наиболее важным показателем является массовая доля ценного компонента. Определение данного показателя на обогатительной фабрике осуществляется постоянно с целью контроля технологического процесса.
Наиболее распространённым методом определения общей массовой доли ценного компонента в рудах и продуктах обогащения в настоящее время является общий химический анализ, который дает точные показатели общего содержания компонентов в продуктах. Общий химический анализ широко применяется в лабораториях научно-исследовательских институтов, геологических управлений, горно-обогатительных комбинатов, однако такой метод определения массовой доли ценного компонента является довольно дорогостоящим и занимает большое количество времени, что делает такой метод неприменимым для оперативного контроля и экспресс-анализа продуктов в условиях обогатительных фабрик.
Кроме общего химического анализа в лабораториях для определения общей массовой доли компонентов широко применяются приборы, основанные на рентгенофлуоресцентном анализе порошковых материалов (РПЛ). Например, широкое применение получил рентгенофлуоресцентный лабораторный прибор РЛП-3-01 фирмы НИИТФА. Прибор используется для измерения массовых долей химических элементов в твердых (сплавы, образцы горных пород), жидких (растворы, суспензии) и порошковых (образцы руд, концентратов, продуктов порошковой металлургии) пробах вещества, а также для идентификации материала проб путем определения элементного состава входящих в них химических элементов. РЛП-3-01 позволяет получить данные с точность до 0,003% за относительно небольшой промежуток времени (20200 с), который в основном зависит от состава исследуемого материала.
На основе лабораторного прибора РЛП-3-01 был разработан портативный анализатор состава вещества - рентгенофлуоресцентный прибор РЛП-3-03, который позволяет проводить оперативный анализ металлов и сплавов, а также многоэлементный анализ металлов, сплавов и изделий на их основе, определение содержания химических элементов от алюминия до нептуния в веществах, находящихся в твердом (образцы горных пород, руд и др.), порошкообразном (образцы руд, концентратов, продуктов порошковой металлургии и др.) и жидком (неагрессивные жидкости) состояниях.
Кроме приборов и установок фирмы НИИТФА, в лабораториях широко применяются рентгенофлуо-ресцентный приборы других фирм (ARL ADVANT'X, NITON, LECO, Herzog и др.), однако все они имеют достаточно большую стоимость. Поэтому поиск и разработка новых методов контроля, позволяющих в кратчайшие сроки определить качество поступающей руды или продуктов обогащения с наименьшими затратами в условиях производства, является наиболее актуальной проблемой в области контроля и опробования на обогатительных фабриках.
Одним из таких методов, применимых для предприятий перерабатывающих железорудное сырье, является применение прибора на основе индуктивного измерительного преобразователя [1], принципиальная блок-схема которого представлена на рисунке. По сути, это импульсный преобразователь, представляющий собой обычный соленоид, внутрь которого вставляется контейнер с исследуемым материалом. Индуктивность соленоида будет определяться как его геометрией, так и магнитными свойствами исследуемого материала. Так, при исследовании железосодержащих руд индуктивность будет зависеть от массового содержания железа в них [2].
Импульсный Преобразователь Усилитель Приборная
преобразователь сигнала сигнала шкала
Принципиальная схема предложенного индукционного преобразователя
Очевидно, что подобный метод оценки массовой доли полезного компонента применим только для предприятий, перерабатывающих железорудное сырье.
№1 (13). 2013
5
Раздел 1
Таким образом, прибор, основанный на применении индуктивного преобразователя, может быть эффективным средством для создания метода экспресс-оценки содержания ценного компонента в порошках железосодержащих руд. Кроме того, с помощью прибора возможно определить основные магнитные показатели продуктов обогащения.
Прибор, созданный на базе индуктивного преобразователя, может быть компактным, легким и не требующим высокой квалификации персонала. Подобный прибор может быть использован не только в условиях горно-обогатительного производства, но и при разведке полезных ископаемых.
Литература
1. О возможности применения индуктивного преобразователя для экспресс-оценки содержания железа в порошкообразном материале / Вечёркин М.В., Шавакулева О.П., Емелина Е.Ю., Шевченко С.Г. // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 69-й научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та. им. Г.И. Носова, 2011. Т.2. С. 28-29.
2. Шавакулева О.П., Вечеркин М.В. Влияние крупности ферромагнитных минералов на магнитные свойства // Горный информационный аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2006. №1. С.340-342.
3. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б. Комплексное использование руд Медведского месторождения // VIII Кон-
гресс обогатителей стран СНГ: сб. материалов. Т. I. М.: МИСиС, 2011. С. 208-210.
4. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б. Обогатимость различных типов титаномагнетитовых руд // Новые технологии обогащения и комплексной переработки трудно-обогатимого природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения 2011): материалы междунар. совещ. Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Иесть», 2011. С. 529-531.
5. Шавакулева О.П. Обогащение титаномагнетитовых руд // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы XVII Междунар. науч.-техн. конф. Екатеринбург, 2012. С. 39-41.
6. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б., Гмызина Н.В. Обогащение титаномагнетитовых руд Южного Урала // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. №2(38). С. 5-7.
7. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б. Технология обогащения титаномагнетитовых руд Чернореченского месторождения // Международное совещание «Плаксинские чтения-2012». Петрозаводск, 2012. С. 291-292.
8. Шавакулева О.П., Чернов Д.В. Изучение физико-механических свойств титаномагнетитовых // Актуальные проблемы современной наук, техники и образования: материалы 70-й межрегион. науч.-техн. конф. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. Т.1. С. 48-51.
Сведения об авторах
Чернов Данил Валентинович - аспирант института горного дела и транспорта ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова». Тел.: 8(3519) 29-85-55. E-mail: emkillzor@gmail.com
Шавакулева Ольга Петровна - канд. техн. наук, доц. института горного дела и транспорта ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова». Тел.: 8(3519) 29-85-55. E-mail: shavakylevao@yandex.ru
♦ ♦ ♦
УДК 622.71:622.341.15
Бигеев В.А., Колесников Ю.А., Сергеев Д.С.
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИДЕРИТОВЫХ РУД БАКАЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Аннотация. Проведен обзор существующих методов подготовки сидиритовых руд Бакальского месторождения, а также вариантов их использования в металлургическом производстве.
Ключевые слова: бакальские сидериты, обогащение, доменная плавка, электроплавка, кислородный конвертер.
Челябинская область Российской Федерации располагает крупным месторождением сидеритов (карбонатная железная руда), именуемым Бакальским. Запасы данного вида руды составляют около 1 млрд т [1]. Главная составляющая - изоморфная смесь карбонатов железа, марганца, магния. Алюмосиликаты, кремнийсо-держащие сланцы, сульфаты и карбонаты являются минеральными включениями. Руды характеризуются небольшим содержанием железа (27-34%), содержанием серы в широких пределах (от 0,03 до нескольких процентов), а также глубоким расположением залежей [2].
На сегодняшний день существует лишь один вариант промышленного использования сидеритов - в доменном процессе при ограниченном их количестве до15-17%.
Перед доменной плавкой сидериты подвергаются обогащению по различным методикам (гравитационное, обжиг-магнитное, с использованием рентгено-радиометрической сепарации и др.).
Лимитированное использование данного вида руд обусловлено главным негативным фактором - загущением доменного шлака оксидами магния, которые со-
6
Теория и технология металлургического производства
