CC BY
126
М.А. Кострова, 2004
УДК 622.349.42
Ю.Е. Брыляков, М.Е. Быков, М.А. Кострова
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЛЬМЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ АПА ТИТ-НЕФЕЛИНОВЫХ РУД ХИБИН
Семинар № 21
~П производимом ОАО «Апатит» эгири-
-Ш-З новом концентрате, использующемся в качестве смазки в трубопрокатном производстве, вредными примесями, оказывающими отрицательное влияние на процесс прокатки, являются титансодержащие минералы (ильменит и сфен). При этом содержание сфена составляет 4-5 %, ильменита 5-7 %.
Среди свойств, по которым эгирин, сфен и ильменит отличаются друг от друга, можно выделить их магнитные свойства. Так, удельная магнитная восприимчивость минералов
составляет: ильменит - (15-960)* 10-6, эгирин -(48-54)*10-6, сфен - (4,4-4,7)*10-6 см3/г [1].
Результаты, выполненного
магнитометрического анализа эгиринового
концентрата (табл.1), показали, что можно
выделить три группы фракций, различающихся по своему составу: фракции 1-3, содержащие 2428 % Fe2o3 и 13-16 % ТЮ2 концентрируют в своем составе эгирин и ильменит, фракции 4-7, содержащие 23-29 % Fe2O3 и 2-6 % ТЮ2, концентрируют эгирин, в немагнитной фракции, содержащей 3-4 % Fe2O3 и 30 % ТЮ2,
концентрируется сфен и она может быть
направлена в операцию сухой магнитной сепар&ири:)с'ф0нине1;«и1|)оизап^ств|о.одукта, выделенного во фракции 1-3, показал, что содержание ильменита в нем повысилось по сравнению с исходным питанием с 4,9 % до 20,1 %, что позволяет считать экономически целесообразным выделение ильменита в отдельный продукт - ильменитовый концентрат.
Проведенные испытания казали (рис. 1), что при очистке эгиринового концентрата
ным методом содержание сида титана снижается в 2,5-2,6 раза (с 8,4 % до 3,6 %) и, соот-
ственно, повышаются товарные свойства ции. Эгирин-ильменитовый продукт может жить исходным сырьем для получения
тового концентрата.
Изучение распределения ильменита, сфена и эгирина по классам крупности эгирин-ильменитового продукта, разделение его на концентрационном столе показало, что использование гравитационных методов для выделения ильменита малоэффективно. При разделении на концентрационном столе был получен концентрат, содержавший 22,3 % ТЮ2 при его извлечении 7,5 %. Повышению качества концентрата до 33-36 % по ТЮ2 способствовало обесшламливание питания по классу 0,04 мм. Концентрат с содержанием 40,6 % ТЮ2 был получен из узкого класса крупности -0,1+0,04 мм. При этом извлечение диоксида титана от питания составило 4,6 %.
В связи с вышеизложенным нами было принято решение для разделения эгирин-ильменитового продукта использовать флотационный метод обогащения.
В качестве собирателя была использована смесь ДТМ и АБСК в соотношении 2:1. Оба реагента применяются в ОАО «Апатит» в апатитовом производстве.
Таблица 1
Результаты магнитометрического анализа химически очищенного эгиринового концентрата
Номер фракции Напряженность поля, Э Выход, % Содержание, %
Fe2Oз ТО2
1 600 1,2 24,23 13,63
2 2000 2,1 27,38 16,41
3 3000 15,6 28,36 12,42
4 4000 20,9 23,79 6,12
5 5500 1,4 28,90 5,44
6 8500 37,7 23,44 2,49
7 11000 10,1 16,13 2,43
8 немагнитная 11,0 3,81 30,01
Общая проба 100,0 21,55 8,29
Таблица 2
Показатели флотации эгирин-ильменитового продукта (собирательная смесь ДТМ:АБСК=2:1)
рН Расход реагентов, г/т Продукт у, % Р ТІО2, % є Ті02, %
флот. собиратель жид. стекло
пенный 24,2 34,45 58,0
5,50 450 1500 камерный 75,8 7,98 42,0
исходный 100,0 14,39 100,0
пенный 30,0 36,14 75,3
5,66 600 2000 камерный 70,0 5,09 24,7
исходный 100,0 14,41 100,0
пенный 23,6 35,97 62,2
7,71 500 1500 камерный 76,4 6,76 37,8
исходный 100,0 13,65 100,0
пенный 20,1 38,30 42,7
7,55 500 2000 камерный 79,9 7,19 57,3
исходный 100,0 13,44 100,0
В связи с тем, что основными минералами, подлежащими разделению, являются эгирин и ильменит, в качестве депрессора эгирина нами было использовано жидкое стекло, применяемое с высокой эффективностью при флотации апатита.
Исходя из полученных нами данных по флотируемости минералов, ведение процесса в щелочной среде не позволит обеспечить селективности разделения ильменита и эгирина. Наибольшая разница во флотируемости ильменита и эгирина наблюдается в диапазоне рН 5,5-7,5 при разнице выходов 35-45 %.
Проведенные простые опыты (табл. 2) показали, что при рН пульпы 5,4-5,8 и 7,5-7,7 показатели флотации высокие. Протекание процесса флотации в слабощелочной среде идет селективнее, чем в слабокислой.
Дальнейшая работа была направлена на по-
вышение качества ильменитового концентрата и извлечения в него ценного компонента. Опыты проводились с двумя перечистками в слабокислой и слабощелочной среде.
Из представленных на рис. 2 данных видно, что в слабокислой среде при рН 5,5-6,0 может быть получен ильменитовый концентрат с содержанием 39-41 % ТЮ2, при извлечении ТЮ2 23-26 %. Величина рН как в основной операции, так и в перечистных операциях одинаковая.
При флотации ильменита в слабощелочной среде возможно получение концентрата, в котором содержание ТЮ2 достигает 42-43 % при его извлечении 35-39 %, что существенно выше, чем при флотации в слабокислой среде.
Следует отметить, что для схемы с двумя пе-речистками в основной флотации и первой перечистке поддерживалась слабощелочная среда, а во второй перечистке - кислая. При ведении второй перечистки в щелочной среде качество концентрата падает до 39,96 % со снижением извлечения до 28,1 %.
Процесс флотации ильменита
по обоим способам имеет некоторые различия, которые определяются механизмом закрепления
Рис. 1. Схема очистки эгиринового концентрата от соединений титана
Рис. 2. Показатели флотации ильменита: 1, 2 - в слабокислой среде; 3, 4 - в слабощелочной среде; 1, 3 - содержание ТЮ2; 2, 4 - извлечение ТЮ2
собирателя.
В кислой среде преобладает механизм физической адсорбции собирателя, который характерен и для ильменита и для эгирина. Это связано с тем, что поверхности обоих минералов заряжены отрицательно и с увеличением значения рН возрастает отрицательный потенциал на поверхности ильменита (во всем диапазоне рН) и эгирина (до рН = 8), но разница значений не велика.
Однако, в работе [2] указано, что предварительная кислотная обработка ильменита повышает флотоактивность минерала за счет роста отрицательного значения электрокинетического потенциала, который достигает 300 мВ. Это объясняет селективность флотации в кислой среде, т.к. при производстве химически очищенного сфено-вого концентрата в процессе химической очистки ильменит был обработан серной кислотой.
В слабощелочной среде собиратель, находящийся в ионной форме, хемосорбционно закрепляется на поверхности минералов с образованием солей железа [3, 4], а находящийся в молекулярной форме за счет физической адсорбции.
Снижение рН пульпы во второй перечистке позволяет повысить качество концентрата и извлечение ТЮ2. По нашему мнению это происходит за счет перехода собирателя из ионной формы в молекулярную, которая имеет менее прочную связь с поверхностью и, соответственно, большую вероятность десорбции собирателя с поверхности эгирина за счет разницы величин ^-потенциала, о которой говорилось выше.
1. Минералогический справочник технолога-обогатителя / Куликов Б.Ф., Зуев В.В., Вайншенкер И.А., Митенков Г.А.. - Л.: Недра, 1985. - 264 с.
2. Найфонов Т.Б. Флотация титановых минералов при обогащении комплексных титансодержащих руд. -Л.: Наука, 1979. - 165 с.
игя=Л кіі£іі;л4 V.
Таким образом, разработанная технология флотации ильменита в слабощелочной среде позволяет получать ильменитовый концентрат с содержанием ТЮ2 42-43 % при извлечении 35-39 %. В табл. 3 приведен минералогический состав ильменитового концентрата с содержанием Ті02 42,99 %.
Таблица 3
Минеральный состав ильменитового концентрата
Минерал Содержание, %
Ильменит 80,1
Апатит 0,2
Нефелин 0,4
Эгирин 15,4
Сфен 2,3
Лампофиллит 0,9
Перовскит 0,1
Т итаномагнетит 0,5
Полевой шпат 0,1
Следует отметить, что камерные продукты основной флотации и первой перечистки представляют собой эгириновый концентрат с пониженным содержанием ТЮ2 и могут быть объединены с магнитной фракцией сепарации в сильном поле (рис. 1).
---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Кнубовец Р.Г., Масленников Б.М. Исследование адсорбции флотационных реагентов минералами методом инфракрасной спектроскопии // ДАН СССР. - 1965. - Т.164. - №2. - С. 387 - 389.
4. Полькин С.И., Лаптев С.Ф. Обогащение оловянных руд и россыпей. - М.: Недра, 1974. - 455 с.
— Коротко об авторах ----------------------------
Брыляков Ю.Е., Быков М.Е., Кострова М.А. - ОАО «Апатит».
