Спосіб селективного збагачення окислених та змішаних залізних руд

1. Спосіб селективного збагачення окислених та змішаних залізних руд, що включає стадійне дроблення руди, її сортування, подрібнення та магнітну сепарацію з отриманням магнітосприйнятливого продукту та хвостів збагачення, який відрізняється тим, що дроблену руду розподіляють на два потоки методом грохочення, при цьому один з потоків - підрешітний продукт у виділеній масі, на 95-85 % представлений крихким різновидом окислених залізистих кварцитів, а другий потік - надрешітний продукт у виділеній масі, на 95-85 % U 2 (19) 1 3 Ці втрати пояснюються специфікою процесу здрібнення у кульових, стержньових чи інших млинах. Об'єм завантаженої рудної маси піддається здрібненню на протязі певного регламентованого періоду часу. Піддавшись здрібненню, рудна маса надходить на наступне збагачення. Якщо руда представлена неоднорідною масою, то вона, відповідно, нерівномірно здрібнюється. У залежності від співвідношення міцної та маломіцної складових окисленої руди, а також регламентованого часу здрібнення, можуть бути досягнуті наступні результати: - Маломіцна складова окисленої руди здрібнюється добре, а міцна складова окисленої руди недостатньо подрібнюється через недостатній на це інтервал часу; - Маломіцна складова окисленої руди надмірно здрібнюється, а міцна складова окисленої руди подрібнюється відповідно з характерним для неї гранулометричним складом. Обоє ці результати подрібнення спричиняють втрати заліза з хвостами збагачення через те, що надмірно подрібнена руда вміщує дрібнодисперсні зруйновані металовмісні частки, які втрачаються зі зливом при гравітаційних методах знешламлення, крім того, вони втрачаються через те, що не взаємодіють з магнітними системами сепараторів. Великі частки міцної, недостатньо здрібненої руди, також втрачаються при магнітній сепарації, тому що являють собою зростки пустої породи та залізовмісної маси. Такі зростки по усій макроструктурі належать до категорії мінеральної маси зі слабкою магнітною сприйнятливістю. Сепарація цієї маси дуже складна. Фактично, заключна фаза дроблення у відомому способі не дозволяє отримати регламентований гранулометричний склад рудної маси перед її наступним подрібненням та збагаченням. Завданням корисної моделі є удосконалення способу збагачення окисленої руди за рахунок отримання регламентованого складу рудної маси поділеної на потоки з різним гранулометричним складом, фізико-механічними властивостями, а також з різними збагачувальними властивостями. Отримані потоки піддаються окремому подрібненню та наступним стадіям збагачувального процесу до отримання залізорудного концентрату та хвостів збагачення. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в отриманні залізорудного концентрату високої якості, зниженні технологічного навантаження на перероблювальне обладнання, підвищенні ступеню вилучення корисного компоненту з окисленої руди, зниженні енерговитрат. Поставлене завдання вирішується за рахунок селективного збагачення окислених та змішаних залізних руд, який вміщує стадійне дроблення руди, здрібнення та магнітну сепарацію з отриманням залізорудного концентрату та хвостів збагачення. Згідно корисної моделі, дроблену руду розподіляють на два потоки методом грохочення, при цьому один з потоків - підрешітний продукт у виділеній масі на 95-85% представлений крихким різновидом окислених залізистих кварцитів, а другий 47736 4 потік - надрешітний продукт у виділеній масі на 9585% представлений щільним різновидом окислених залізистих кварцитів, опісля чого потоки крихкої та щільної руди подають на окреме подрібнення та піддають збагачувальному циклу с використанням магнітної сепарації, у результаті якої отримують залізорудний концентрат та хвости збагачення. Для підвищення збагачувальних властивостей розділених потоків крихкої та щільної окисленої руди, після використання методу грохочення, виділяють крихкий різновид окислених залізистих кварцитів (підрешітний продукт) що характеризується на 95-85% міцністю до 7 балів по шкалі Протод'яконова, а також щільний різновид окислених залізистих кварцитів (надрешітний продукт) який характеризується міцністю на 95-85% вище 7 балів по шкалі Протод'яконова. Для підвищення збагачувальних властивостей розділених потоків крихкої та щільної окисленої руди використовується метод грохочення, після грохочення виділяють крихкий різновид окислених залізистих кварцитів (підрешітний продукт) який характеризується розміром кусків до 6мм, а також щільний різновид окислених залізистих кварцитів (надрешітний продукт) який характеризується на 95-85% розміром кусків до вище 6мм. Спосіб реалізується наступним чином: Реалізація способу розглядається на прикладі збагачення окислених руд, які є сировинною базою Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд. У результаті дослідів встановлено, що показники подрібнення та збагачення залежать від мінерального складу та фізико-механічних властивостей досліджуваних різновидів та їх сумішей, що складають окислену залізну руду. Було встановлено, що окислені залізні руди являють собою два основні мінеральні різновиди, що мають диференційовані фізико-механічні, а значить і збагачувальні властивості. Поклади окислених залізних руд представлені конгломератом крихкого та щільного різновидів. Крихкий різновид представлений залізнослюдковими джеспілітовими, маршалітизованими кварцитами з міцністю по шкалі Протод'яконова менш ніж 7 балів. Головною особливістю даної руди є її високий ступінь дезінтеграції за рахунок природних процесів вилужнювання. Тому при здрібненні дані різновиди дають високий ступінь розкриття мінералів та невелику кількість зростків. Щільний різновид відрізняється від крихкого більш високими міцними властивостями, де міцність по шкалі Протод'яконова складає більш ніж 7 балів. По мінеральному складу цей різновид представлений залізнослюдково-мартитовими, частково лимонитизованими різновидами окислених залізистих кварцитів. Основний рудний мінерал мартит. Часто у зернах мартиту спостерігаються релікти магнетиту. Співвідношення крихкого та щільного різновидів у загальній масі руди складає орієнтовно 1:1. Оцінка дробимості проб зазначених різновидів методом порівняння їх гранулометричного складу після стадії дрібного дроблення до розміру 5 18+0мм по результатам досліджень свідчить, що середній діаметр зерна щільного різновиду в 1,68 разу перевищує діаметр зерна крихкого різновиду. Масова частка класу мінус 0,071мм крихкого різновиду в крупності - 18+0мм у 5,28 разу перевищує ті ж показники по щільному різновиду. Тому крихка проба подрібнюється у 3,38 рази швидше ніж щільна. Встановлено, що переробка різних по міцності та кінетиці розкриття мінералів при спільному подрібненні руд обмежує можливості оптимізації процесів здрібнення. Крихкі руди надмірно подрібнюються, а щільні у недостатньому ступені розкриваються. Поліпшення розкриття мінералів при подрібненні руд може бути досягнуте лише при переробці їх щільного та крихкого різновидів у оптимальному режимі для кожного окремо. Встановлено, що подрібнюючи різні по міцності руди разом, практично неможливо створити умови для повного розкриття мінералів щільних руд, що є головним недоліком проектної схеми. Порівняння експериментальних та розрахункових даних свідчить про наявність взаємного впливу різновидів при сумісному подрібненні, де доля класів мінус 0,01мм значно збільшується у порівнянні з окремим подрібненням, що призводить до втрати рудних мінералів з хвостами магнітної сепарації. Дослідження процесу магнітної сепарації окислених залізних руд на напівпромисловій установці КГЗКОРу, укомплектованій експериментальним обладнанням Науково-технічного центру «Магніс ЛТД», показало, що максимальна ефективність технології отримання залізорудного концентрату досягається при виконанні валового дроблення вихідної сировини до класу крупності -18+0мм. Було встановлено, що практично незалежно від стадії дроблення загальна рудна маса характеризується двома різними по характеру збагачуваності залізовмісними продуктами. Ці продукти розрізняються достатньо виявленим гранулометричним складом та фізико-механічними властивостями. Один з продуктів зі специфічною збагачуваністю представлений крихким слабкозв'язаним різновидом окислених залізистих кварцитів, а інший продукт - представлений щільним різновидом окислених залізистих кварцитів. Обидва ці залізовмісні продукти можуть бути виділені після будь якої стадії дроблення за допомогою грохочення. Було встановлено, що валова переробка руди, різнорідної по фізико-механічним властивостям, призводить до неминучих втрат за рахунок взаємозасмічення. У кількісному виразі це складає 9585% від об'єму руди зі специфічними властивостями, які притаманні окисленим залізним рудам. Після формування потоків крихкої та щільної руди їх подають на окреме подрібнення та піддають збагачувальному циклу з використанням магнітної сепарації, у результаті якої отримують залізорудний концентрат та хвости збагачення. Було встановлено експериментальними та мінералогічними дослідженнями, що клас 6мм по ступеню розкриття рудних мінералів, по їх мінералогічному та ситовому аналізу відповідає характе 47736 6 ристиці руд крихкого різновиду. Він утворюється природним шляхом з крихкої складової у процесі постадійного дроблення, яка в тій чи іншій мірі є у будь якому горизонті окислених залізистих кварцитів. Клас + 6мм, в основному, представлений щільним різновидом окисленої руди. Як було встановлено, відокремлення щільної та крихкої руди по гранулометричному складу за допомогою грохочення неминуче веде до втрат за рахунок засмічення відокремленого продукту крихкою складовою. Ці втрати достатньо стабільно вміщуються у діапазон 95-85%, що суттєво не відображається на кінцевих економічних показниках технологічного процесу. У відповідності з заявленим способом, технологія селективного збагачення окислених залізних руд представляє собою регламентовану послідовність операцій. Як правило, руда, що надходить з місця видобування, піддається стадійному дробленню. Виходячи з фізико-механічних властивостей окисленої залізної руди, вона, в основному, проходить три стадії дроблення: крупне, середнє та дрібне. Найбільш відповідальною фазою у процесі дроблення є дрібне дроблення, де повинна бути отримана рудна маса, наприклад, з проектним гранулометричним складом класу -18+0мм. Отриману рудну масу класу -18+0мм подають на грохочення, у результаті якого формують два основних потоки та один, у разі необхідності; як додатковий. У цьому разі використовують двохситні грохоти. При зазначеному грохоченні отримують рудну масу, гранулометричний склад кусків якої знаходиться у діапазоні двох класів крупності, а саме +6мм та відповідно -6мм. Якщо частина рудної маси не піддалася дробленню та розмір її кусків складає +18мм, то ця рудна маса може бути направлена на додаткове дрібне дроблення для отримання необхідного гранулометричного складу по класу крупності 18+0мм. Два потоки рудної маси різного гранулометричного складу являють собою селективні потоки, які мають своєрідні збагачувальні властивості. Виходячи з цього, кожен потік піддається власному режиму подрібнення та наступному збагачувальному циклу, який містить в собі, як правило, знешламлення та магнітну сепарацію до моменту отримання товарного концентрату та хвостів збагачення. Розділення потоків щільної та крихкої окисленої руди може здійснюватись по її міцності. Експериментально було встановлено, що два типи руди різняться по міцності утворюючих її мінералів. Стосовно крихкої руди міцність мінералів складає до 7 балів по шкалі Протод'яконова, а міцність щільної окисленої руди складає більш ніж 7 балів по шкалі Протод'яконова. У загальній масі того чи іншого типу руди можуть бути включення з нехарактерною міцністю. Це перш за все пояснюється морфологією формування рудного тіла та неминучими недоліками технологічного процесу відокремлення. Дослідженнями встановлено, що при відокремленні крихкого та щільного різновиду окисленої 7 47736 руди може бути отримано від 95 до 85% характерного продукту від загального його об'єму що піддається переробці" на збагачувальній фабриці. Напівпромислові дослідження по пропонованій технологічній схемі проведені на базі безперервно-діючої установки Криворізького гірничозбагачувального комбінату окислених руд спільно з Науково-технічним центром магнітної сепарації «Магніс ЛТД» (м. Луганськ), був встановлений факт зросту продуктивності по наступному подрібненню руди класу -6мм, представленої крихким різновидом у порівнянні з подрібненням класу 18+6мм, представленого щільним різновидом та Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 8 як результат - зниження витрат електроенергії при подрібненні класу - 6+0мм не менш ніж у два рази. Продуктивність процесу подрібнення на крихкому різновиді руди по результатам напівпромислових випробувань, проведених на КГЗКОРі, вказує на її зростання вдвічі, внаслідок чого виникає пропорційне зниження енергозатрат. Роздільне подрібнення та магнітне збагачення вузькокласифікованих матеріалів з урахуванням їх постійних фізико-механічних та мінералогічних характеристик дозволяє значно зменшити утворення класу -0,01мм та, як наслідок, втрати заліза з хвостами магнітної сепарації та знизити навантаження на хвостосховище по твердому осаду. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601