Спосіб збагачення магнетитових руд

Спосіб збагачення магнетитових руд, що включає їх стадійне дроблення, подрібнення, класифікацію, дешламацію і магнітну сепарацію з розподілом збагачуваної сировини на залізорудний концентрат і хвости збагачення, який відрізняється тим, що при подрібненні руди її обробляють аерозольно 3-5 % розчином неорганічного реагенту-модифікатора, представленого силікатними солями, при витраті 0,5 кг на тонну рудної маси, при цьому розчин неорганічного реагентумодифікатора попередньо піддають катодній електрохімічній обробці при густині струму 0,9-1,3 мА/см2 протягом 10-15 хв. (19) (21) u201101702 (22) 14.02.2011 (24) 11.04.2011 (46) 11.04.2011, Бюл.№ 7, 2011 р. (72) СТОРЧАК СЕРГІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ВІЛКУЛ ЮРІЙ ГРИГОРОВИЧ, ЯРЕМЕНКО ВАСИЛЬ ІВАНОВИЧ, КРАВЦОВ ВІТАЛІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, СТОРЧАК АНДРІЙ СЕРГІЙОВИЧ, КРАВЦОВ ЄВГЕН МИКОЛАЙОВИЧ, КРАВЦОВ МИКОЛА КИРИЛОВИЧ (73) ПРИВАТНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ПАРТНЕРИ З ПРОМИСЛОВОЇ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ" 3 порід, що засмічують піски дешламації, які подають на наступну магнітну сепарацію. Це приводить до збільшення непродуктивного технологічного навантаження на устаткування і необхідності повторного перечищення залізовмісної сировини. Коагуляція кварцвміщуючих порід, що є у магнетитовій руді, обумовлена наявністю дрібновкраплених залізовмісних часток, наявність яких визначає можливість в цих частках магнітної сприйнятливості, що значною мірою активізується після того, як на них впливають магнітні поля сепаратора, дешламатора. Пройшовши магнітний вплив сепаратора, дешламатора, полярні частки кварцвміщуючих порід, що містять дрібновкраплений магнетит завдяки взаємному притяганню, утворюють флокули, маса і розмір яких унеможливлює їхній перенос у зону зливу дешламатора висхідними потоками сформованими пульпою вихідного живлення. Важливим є той факт, що частки кварцвміщуючих порід із вкрапленнями магнетиту не тільки утворюють флокули, які взаємодіють між собою, але вони утворюють стійкі флокули із частками магнетиту й, осаджуючись у нижній частині ванни дешламатора, є складовою частиною пісків декламації, які збагачуються при наступній магнітній сепарації. Магнітний зв'язок кварцвміщуючих порід впливає на характер розподілу при магнітній сепарації, ускладнює цей процес розподілу і визначає наявність проміжного продукту при магнітній сепарації й, відповідно, вимагає виконання додаткових робіт з перечищення проміжного продукту. Завданням корисної моделі є вдосконалення способу збагачення залізних руд, представлених магнетитовими кварцитами, за рахунок запобігання флокуляції кварцвміщуючих порід, які містяться в магнетитовій руді при гравітаційному поділі руди і вміщуючих порід у дешламаторах. Дефлокуляція кварцвміщуючих порід магнетитової руди здійснюється за рахунок її попередньої обробки розчином силікатних солей, який підлягає електрохімічній катодній обробці при регламентованому періоді часу і густині струму. Технічний результат, що досягають при збагаченні магнетитової руди із застосуванням дефлокулятора, полягає в збільшенні поділяючої здатності дешламації, у результаті якої частки пустих порід переміщаються висхідними потоками пульпи в зону зливу і віддаляються у хвости. У процесі осадження у ванні дешламатора кварцвміщуючі частки втрачають здатність до флокулюванню і тим самим усувається їхня можливість осадження і змішування з пісками дешламації. Реалізація корисної моделі дозволяє забезпечити ефективне експлуатаційне навантаження на основне технологічне устаткування, знизити поточні витрати й, відповідно, зменшити собівартість металургійної сировини при одержанні високоякісного залізорудного концентрату. Поставлене задача вирішується за рахунок того, що спосіб збагачення магнетитових руд включає їх стадійне дроблення, подрібнення, класифікацію, дешламацію і магнітну сепарацію з розподілом збагачуваної сировини на залізорудний концентрат і хвости збагачення. 58564 4 Відповідно до корисної моделі, при подрібненні руди її обробляють аерозольно 3-5 % розчином неорганічного реагенту-модифікатора представленого силікатними солями, при витраті 0,5 кг на тонну рудної маси, при цьому розчин неорганічного реагенту-модифікатора попередньо піддають катодній електрохімічній обробці при густині струму 0,9-1,3 мА/см протягом 10-15 хв. Спосіб реалізується таким чином. Вихідна магнетитова руда після стадійних циклів дроблення надходить на подрібнення. Стадійні цикли подрібнення рудної маси визначаються вкрапленістю рудних і нерудних мінералів. На останній стадії подрібнення рудна маса стабілізованого гранулометричного складу може піддаватися циклу гідравлічного гравітаційного збагачення в дешламаторах. Подрібнена магнетитова руда підлягає обробці розчином дефлокулятора, який закріплюється на кварцвміщуючих частках. Дослідження показали, що в якості дефлокулятора може бути використаний розчин силікатних солей, наприклад, рідкого скла. Рідке скло має необхідні фізико-механічні властивості, які дозволяють запобігти флокуляції кварцвміщуючих породних часток у зваженому стані (таблиця). Разом з тим розчини силікатних солей у силу своїх специфічних характеристик поверхневого натягу і змочування вимагають попередньої підготовки при взаємодії із кварцвміщуючими частками. Це пояснюється тим, що силікатні солі і зокрема, наприклад, рідке скло, навіть у розчині структуровані і утворюють стійкий колоїдний розчин. Крім того, встановлено, що кварцвміщуючі частки мають низьку змочувальну здатність у результаті чого останні недостатньо обволікаються дефлокулятором і при гравітаційному збагаченні спостерігається недостатня ефективність розподілу рудної маси на хвости збагачення і піски дешламації. Встановлено, що підвищення ефективності дефлокуляції кварцвміщуючих порід може бути досягнуто за рахунок попередньої електрохімічної обробки силікатних солей, у результаті якої відбувається зниження поверхневого натягу розчину і збільшується їхня змочувальна здатність. Визначення оптимальних параметрів обробки дефлокулятора дозволило встановити, що при попередній катодній електрохімічній обробці розчинів силікатних солей в 3-4 рази знижується величина поверхневого натягу розчину і на 40-60 % поліпшується його змочувальна здатність. Це пояснюється тим, що основною реакцією в катодній камері розчину силікатних солей під дією електричного струму, відбувається процес відновлення компонентів води і компонентів розчину силікатних солей. У процесі електрохімічної реакції протікають численні реакції окислювання води і розчинених у ній силікатних солей, які супроводжуються появою високореакційних продуктів і призводять до посилення її кислотної активності і відбудовної активності води. Регулювання об'ємних витрат католіту можливо здійснювати шляхом збільшення гідравлічного опору на вхідних лініях в електролізер. Підвищення тиску досягають збільшенням гідравлічного 5 58564 опору на виході робочої камери електролізеру або збільшенням об'ємної витрати води. У результаті електрохімічних реакцій розчину у катодній камері 6 католіт здобуває високу адсорбційну активність і змочувальну здатність. Таблиця 1 Результати порівняльних досліджень по збагаченню магнетитових руд Розчин реагенту модіфі- Хвости дешламаПродукти магнітного збагачення, % катора ції, % Масова Ефективність Спосіб частка ЩільКонцентрат Хвости збагачення, Час Масова збагачення залізної ність Витрати, ВилуМасова Масова % обробки, Вихід доля Вилуруди, /о струму, кг/т чення Вихід доля Вихід доля Вилучення хв заліза чення 2 мА/см заліза заліза Базовий варіант 34,1 6,8 18,3 3,7 38,2 64,5 72,3 55,0 14,9 24,0 51,7 Оптимізація щільності струму електрохімічної обробки реагенту 34,1 0,7 10 0,5 10,1 14,6 4,3 38,2 65,0 72,8 51,7 15,1 22,9 52,5 34,1 0,8 10 0,5 11,6 14,5 4,9 38,2 65,1 72,9 50,2 15,1 22,2 52,7 34,1 0,9 10 0,5 16,2 13,6 6,5 38,7 65,6 74,5 45,1 14,4 19,0 54,2 1,0 10 0,5 17,8 13,2 6,9 38,8 65,9 75,0 43,4 14,2 18,1 54,9 Рекомендований 34,1 варіант 34,1 1,2 10 0,5 19,6 13,0 7,5 38,7 66,4 75,4 41,7 14,0 17,1 55,6 34,1 1,3 10 0,5 21,8 12,9 8,2 38,7 66,8 75,8 39,5 13,8 16,0 56,3 34,1 1,4 10 0,5 21,9 13,0 8,3 38,6 66,8 75,6 39,5 13,9 16,1 56,2 34,1 1,5 10 0,5 21,9 13,1 8,4 38,5 66,9 75,5 39,6 13,8 16,1 55,4 Оптимізація часу струму електрохімічної обробки реагенту 34,1 1,0 8 0,5 17,0 13,2 6,6 38,7 65,8 74,7 44,3 14,4 18,7 54,6 34,1 1,0 9 0,5 17,1 13,2 6,6 38,8 65,8 74,9 44,1 14,3 18,5 54,7 34,1 1,0 10 0,5 17,8 13,2 6,9 38,8 65,9 75,0 43,4 14,2 18,1 54,9 34,1 1,0 11 0,5 19,3 13,1 7,4 38,9 66,0 75,3 41,8 14,1 17,3 55,2 1,0 12 0,5 20,0 13,1 7,7 38,9 66,2 75,5 41,1 14,0 16,8 55,6 Рекомендований 34,1 варіант 34,1 1,0 13 0,5 20,6 13,0 7,9 38,8 66,5 75,7 40,6 13,9 16,4 55,9 34,1 1,0 14 0,5 21,5 12,9 8,1 38,6 66,8 75,6 39,9 13,9 16,3 56,2 34,1 1,0 15 0,5 21,9 12,9 8,3 38,6 66,9 75,7 39,5 13,8 16,0 56,3 1,0 16 0,5 21,9 13,2 8,5 38,5 66,7 75,3 39,6 13,9 16,2 55,9 1,0 17 0,5 21.8 13,2 8,4 38,5 66,7 75,3 39,7 14,0 16,3 55,9 У ході експериментів і при проведенні дослідно-промислових випробувань встановлено, що максимальна ефективність розподілу магнетитової руди при дешламації досягається у тому випадку, коли руду перед здрібнюванням піддають аерозольній обробці 3-5 % розчином неорганічного реагенту-модифікатора представленого силікатними солями, що пройшов електрохімічну катіонну обробку при густині струму 0,9-1,3 мА/см2 протягом 10-15 хв. При цьому витрата розчину - 0,5 кг на тонну рудної маси. При виборі раціональних параметрів впливу дефлокулятора на кварцвміщуючі породи, було встановлено, що концентрація розчину менш 3 % знижує рівень дефлокуляції. Збільшення концентрації силікатних солей у розчині більш 5 % не призводить до приросту ефективності дешламації і співвідношення в згущеному продукті кварцвміщуючих порід і магнетиту стабілізується. Тому збільшення концентрації солей у розчині тільки збільшує собівартість процесу. Дослідження розчину силікатних солей показали, що після електрохімічної обробки він має високу проникаючу та змочувальну здатність. При цьому розчин діє як дефлякулятор стосовно кварцвміщуючих порід. Наявність розчину забезпечує дефлокуляцію кварцових часток за рахунок зниження впливу слабких міжмолекулярних зв'язків, а також зниження рівня залишкової магнітної сприйнятливості, в результаті якої кварцвміщуючі поро ди втрачають полярність й, відповідно, взаємне притягання і утворення флокул. Густина струму при обробці зазначеного розчину встановлена в результаті експериментальних даних, які показали, що щільність струму менш 0,9 мА/см2 не збільшує активність розчину і не приводить до зниження величини поверхневого натягу і головне, не робить деполяризуючий вплив на кварцвміщуючі частки. Тільки при щільності не менш 0,9 мА/см2 досягається бажаний результат зі зниженню флокулюючих властивостей кварцвміщуючих порід. Величина щільності струму 1,3 мА/см2 є граничною за досягненню максимально можливого ефекту дефлокуляції породних часток. Збільшення щільності струму більше 1,3 мА/см2 не призводить до збільшення активності розчину, лише призводить лише до додаткових енерговитрат. Лабораторними і дослідно-промисловими дослідженнями було встановлено, що для катодної обробки розчину силікатних солей досить 10-15 хв. Цього тимчасового діапазону цілком достатньо для забезпечення активності розчину. Зниження часу обробки приводить до недостатньої активності розчину і відповідно до низької ефективності процесу дефлокуляції породних часток у дешламаторі. Збільшення строку катодної обробки не призводить до приросту активності розчину, а збільшує лише енерговитрати. Дефлокулятор у розчиненому вигляді вносять у млин останньої стадії подрібнення безпосеред 7 58564 ньо разом з рудою або попередньо змішують із технологічною водою при завантаженні млина. У млині, поверхня нерудних часток повністю змочується, і дефлокулятор входить у взаємодію з мінеральною складовою. Подрібнена руда, що розвантажується із млина, надходить для знешламлювання в дешламатор, де відбувається розподіл вихідної рудної си Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 8 ровини за густиною і крупністю в рідкому середовищі. Впровадження пропонованого способу підвищує ефективність гравітаційного розподілу часток у дешламторах, і підвищує якість згущеного продукту. У результаті цього підвищується якість залізорудного концентрату при наступних стадіях магнітної сепарації, а також знижується собівартість одержання металургійної сировини. Підписне Тираж 23 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