Применение ВГМС при обогащении марганцевых шламов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СЕМИНАР 6

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 99" МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99

В.И. Кармазин, проф., д.т.н., В.В. Дементьев, к.т.н., К.А. Левченко,

Национальная горная академия Украины Р.С. Улубабов, Институт Гипромашуглеобогащение

ПРИМЕНЕНИЕ ВГМС ПРИ ОБОГАЩЕНИИ МАРГАНЦЕВЫХ ШЛАМОВ

На Украине основные мощности по добыче и переработке марганцеворудного сырья размещены в Никопольско-Марганец-ком бассейне.

В настоящее время отрасль переживает трудности. Начавшееся выбытие отработанных шахт и карьеров повлекло за собой сокращение объемов добычи руды и ухудшение ее вещественного состава.

Одним из важных резервов повышения общего извлечения металла является переработка уже имеющихся или образующихся отходов при обогащении сырой марганцевой руды. Рассматривая огромные запасы шламов как вторичное сырье, переработка их может оказаться рациональной на данной стадии развития обогащения марганцевых руд.

Применение традиционного метода флотации и пенной сепарации для их обогащения мало эффективно из-за низких техникоэкономических показателей. Оба эти метода, благодаря применению химических реагентов, являются экологически вредными.

Поиски путей обогащения слабомагнитных руд и шламов привели к развитию экологически чистого метода высокоградиентной магнитной сепарации с применением сепараторов с интенсивным магнитным полем.

На ГОКах бассейна осуществлено, в промышленном масштабе, обогащение марганцевых шламов на высокоградиентном сепараторе Словацкого производства ВМС-100/2 со стержневой рабочей зоной. Сепарация ведется в два приема (перечистка магнитного продукта первого барабана), производитель-

8 і 1999

ность - 10-30 т/ч, крупность шламов - 1-0 мм, в том числе 60-70% класса -0,15 мм.

Несмотря на относительно удовлетворительные показатели разделения - из исходных шламов со средним содержанием марганца 13,8% выделено 11,9% концентрата с качеством 35,3% Мп при извлечении 30,4%, попытку широкого внедрения сепаратора ВМС-100/2 нельзя считать правильной, т.к. сепаратор мало эффективен в работе вследствие низкой механической надежности блока кассет, требует больших затрат на дополнительную обвязку трубопроводами, насосами, емкостями для обязательной перечистки магнитного продукта на втором барабане. Кроме того, сепаратор является продукцией импортного производства и его приобретение связано с расходом СКВ или по бартеру за счет поставок дефицитного марганцевого концентрата.

Для обогащения шламов необходимо разработать и изготовить принципиально новый сепаратор универсального типа с гибкой рабочей зоной, позволяющей обогащать сырье широкого диапазона крупности и магнитных свойств входящих в него минералов.

Работа проводилась с целью определения возможности применения наиболее эффективного украинского роторного сепаратора типа 6ЭРМ-35/315 для переработки зернистых марганцевых шламов.

Исследовались продукты Максимовского хвостохранилища (проба №1), текущие отходы смешанной окисно-карбонатной руды ГОФ-2 (проба №2), питание сепаратора ВМС-100/2 ГОФ-1 (проба №3) и питание пенной сепарации ГОФ-2 МГОКа.

По гранулометрическому и минералогическому составу пробы 1 и 2 близки по крупности и несколько отличаются по содержанию марганца. Продукты Максимовских прудов беднее текущих отходов ГОФ-2 (10,3%Мп против 15%Мп). Пробы питания пенной сепарации и ВМС представлены крупностью менее 1мм с близким содержанием марганца (10,0% и 10,8%Мп). Рудная часть этих проб представлена окисными и карбонатными минералами. В продуктах Максимовских прудов присутствуют только окисные минералы марганца: пиролюзит, псиломелан и в меньшей степени манганит. Текущие отходы ГОФ-2 и ГОФ-1 содержат окисные (22-25%) и карбонатные (17-20%) минералы. Рудная часть пробы питания пенной сепарации представлена, в основном, карбонатными минералами. Удельная магнитная восприимчивость проб - (20 - 75) • 10-6м3/кг. Исследуемый материал мало за-шламован, среднезернистый, имеет высокое раскрытие марганцевых минералов, нерудная часть представлена, в основном, кварцем.

Результаты изучения вещественного состава позволяют сделать вывод о целесообразности применения магнитных методов обогащения этих продуктов.

Опыты проводились на стенде, моделирующем работу высокоградиентного сепаратора типа 6ЭРМ-35/315 с пластинчатой матрицей по специально разработанной методике. Экспериментальная часть исследований включала: проведение магнитного анализа проб на пластинчатых матрицах с различным шагом рифлений с целью оп-

61

ределения потенциальной обога-тимости зернистых шламов, а также обогащению по схеме сепаратора 6ЭРМ-35/315 (базовый вариант).

Данные магнитного анализа позволили сделать выводы: зернистые шламы целесообразно подвергать высокоградиентному магнитному обогащению без их предварительной классификации. При этом следует использовать пластины с шагом рифлений большим, чем 3,5мм, которые обычно применяются в сепараторах типа 6ЭРМ-35/315. Индукция магнитного поля не должна превышать 1,0-!.2 Тл, если принять в качестве основного критерия содержание марганца в магнитном продукте не ниже кондиций на концентраты второго сорта.

Из текущих шламов окисно-карбонатных руд можно выделить более 30% магнитного продукта, содержащего 32-33% марганца при его извлечении 78,5-85,7%.

Из окисных отходов Максимовских прудов - 12-15% магнитного продукта с массовой долей марганца 36,2-38,8% при извлечении 48%, при этом содержание фосфора Р=0,134%, SiO2=17%, отношение Р/Мп=0,0036.

Обогащение зернистых шла-мов по схеме сепаратора 6ЭРМ-35/315: три приема сепарации на зубчатых пластинах с увеличенным шагом рифлений при пониженной индукции магнитного поля на первом приеме и две последовательные перечистки немагнитного продукта при В=1,2 Тл, по-

зволяет получать из бросовых шламов Максимовских прудов 15% чисто окисных концентратов второго сорта при извлечении марганца 58% от операции.

Из шламов смешанных руд (текущие шламы ГОФ-2) методом высокоградиентной сепарации выделяется окисно-карбонатный концентрат с содержанием марганца 33,2 при извлечении более 60%.

Создание сепаратора для обогащения шламов марганцевых руд и аналогичного сырья позволит снизить потери марганца на стадии обогащения и, тем самым, сохранить площади сельскохозяйственных земель, улучшить экологическую обстановку в регионе.

© В.И. Кармазин, В.В. Дементьев, К.А. Левченко, Р.С. Улубабов

А.С. Кирнарский, В.В. Гаевой,

Национальная горная академия Украины

ПРОМПРОДУКТ КАК РЕГУЛЯТОР ПРОЦЕССА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ УГЛЯ

Как известно [1,2], на процесс разделения в обогатительных аппаратах типа винтовых сепараторов, при вполне определенных конструктивных параметрах, оказывают влияние такие факторы как крупность, плотность и форма разделяемых частиц, содержание твердого в пульпе, способ подготовки исходного питания и содержание в нем тяжелых фракций, расход смывной воды и производительность. Анализ данных отечественной и зарубежной литературы показывает, что влияние указанных параметров на процесс мокрой винтовой сепарации установлено преимущественно в ходе постановки экспериментов на рудном сырье и только за редким исключением на угольных шламах.

В предлагаемой работе было проведено исследование влияния

содержания в исходном питании промпродуктовых фракций

плотностью 1500-1800 кг/м3 на десульфурацию угольного шлама при его мокрой винтовой сепарации.

Для этого готовили смеси на основе зернистого угольного шлама питания гидроциклонов ГЦ-1000 ЦОФ "Комсомольская" крупностью минус 3 мм, предварительно обесшламленные по классу 63 мкм. Концентрацию промпродуктовой фракции варьировали в пределах от 0 до 10%. Приготовленные смеси подвергали мокрой винтовой сепарации на стендовой установке с применением винтового сепаратора диаметром 500 мм при плотности питания 250 кг/м3. Продукты разделения - концентрат и отходы, анализировали по гранулометрии, плот-нометрии и содержанию серы.

Выход продуктов разделения и их фракционный состав в зависи-

мости от содержания промежуточной фракции представлены в табл. 1 и 2. Как видно из приведенных данных наиболее технологически приемлемым оказалось питание, в котором содержание промпродук-товой фракции составляло около 5%, что соответствовало естественной плотнометрии зернистых угольных шламов ЦОФ "Комсомольская". В этом случае был получен концентрат сернистостью 2,43% при содержании серы в исходном 3,42%. Доля удаленной общей серы составила 69,62%, а значения плотности разделения (5р) и средневероятного отклонения (Ерт) 1750 кг/м3 и 102 кг/м3.

Отклонение плотнометрии

угольных шламов от естественной привело к ухудшению показателей сепарации. При содержании пром-продуктовой фракции близком к нулю значение сернистости в концентрате составило 2,96% при содержа-