Спосіб збагачення гематитових руд

1. Спосіб збагачення гематитових руд, що включає постадійний процес дроблення з відкритим циклом в останній стадії дроблення та магнітно-флотаційний процес збагачення, який включає три стадії подрібнення, магнітні сепарації першої та другої стадій відповідно після першої та другої стадій подрібнення, флотацію магнітного продукту другої стадії магнітної сепарації після третьої стадії його подрібнення, при цьому кожну стадію магнітної сепарації проводять в два прийоми послідовно, і сепарацію другого прийому здійснюють в сильному полі, який відрізняється тим, що після U 2 33057 1 3 33057 4 зниження показника вилучення заліза до концентповерхні барабана однакову по величині напружерату та його якості, підвищення втрат заліза у відність магнітного поля. ходах збагачення через переподрібнення рудної Гематитові руди мають шарувату текстуру, яка складової, подальшу втрату значної її частини зі обумовлена ритмічним чергуванням рудних (гемашламами; титових) і нерудних (кварцових) прошарків. За ре- перший прийом першої та другої стадій магзультатами мінералого-технологічних досліджень нітних сепарацій, що здійснюють у слабких полях [4, 5], потужність нерудних прошарків гематитових на барабанних магнітних сепараторах для мокрої руд коливається від 1 до 20мм, тому дроблення магнітної сепарації з індукцією магнітного поля на таких руд до класу крупності менше 20мм забезповерхні барабана не нижче 0,13Тл є недостатньо печує отримання розкритих часток нерудної склаефективним, оскільки не забезпечує захист сепадової. раторів з сильними полями, на яких здійснюють В запропонованому способі збагачення гемадругий прийом першої та другої стадій магнітних титових руд постадійне дроблення виконують до сепарацій, від попадання часток з середньою та крупності, при якій нерудна складова достатньою сильною магнітною сприйнятливістю, що спричимірою розкрита та може бути виділена із загальноняє накопичення цих часток у зазорах робочих го потоку продукту. Для виділення та виведення з органів (матриць) цих сепараторів, яке призводить технологічного процесу розкритих часток нерудної до зниження їх продуктивності та шунтування магскладової здійснюють попередню магнітну сепанітного поля, внаслідок чого знижується показник рацію кінцевого продукту дроблення. Застосуванвилучення заліза до магнітного продукту [3]. ня саме магнітної сепарації є ефективним засоВ основу корисної моделі поставлено задачу в бом, оскільки співвідношення питомих магнітних способі збагачення гематитових р уд досягти збісприйнятливостей головних рудоутворюючих мільшення показника вилучення заліза до концентнералів гематитових руд - гематиту і кварцу рату і підвищення його якості при зменшенні енерскладає від 22:1 до 55:1, крім того магнітна сепаговитрат на подрібнення гематитових руд шляхом рація є найменш енерговитратним методом (в позастосування попередньої магнітної сепарації кінрівнянні з іншими методами збагачення), екологічцевого продукту дроблення. но чистим, і здійснюється із застосуванням Поставлена задача вирішується тим, що сповисокопродуктивного обладнання [6]. сіб збагачення гематитових р уд, що включає поПопередню магнітну сепарацію здійснюють стадійний процес дроблення з відкритим циклом в при величині роботи притягуючи х магнітних сил останній стадії дроблення та магнітнополя по висоті шару продукту в межах (0,3флотаційний процес збагачення, який включає три 3,0)×1011А2 /м 2. Зазначені межі величини роботи стадії подрібнення, магнітні сепарації першої та притягуючих магнітних сил поля оптимізовані щодругої стадій відповідно після першої та другої до крупності кінцевого продукту дроблення, магністадій подрібнення, флотацію магнітного продукту тної сприйнятливості тіла гематитових руд і те хнодругої стадії магнітної сепарації після третьої сталогічних параметрів роботи сепараторів дії його подрібнення, при цьому кожну стадію магбарабанного типу з магнітною системою, виконанітної сепарації проводять в два прийоми послідоною з постійних магнітів високих енергій (це підвно, і сепарацію другого прийому здійснюють в тверджується результатами експериментальних сильному полі, в якому, згідно з корисною моделдосліджень, проведених на базі досліднолю, після постадійного процесу дроблення здійспромислового виробництва КГЗКОРу на магнітних нюють попередню магнітну сепарацію кінцевого сепараторах СМБ1 31,5/10-Н, СМБ1 59/14-Н та продукту дроблення з виділенням магнітного проСМРС 22/50-Р виробництва науково-виробничої дукту, який спрямовують на магнітно-флотаційний фірми „Продекологія" [7]), що сприяє ефективному процес збагачення та немагнітного продукту, який відділенню та виведенню часток нерудної складовиводять з подальшого процесу збагачення. вої з те хнологічного процесу. Поставлена задача вирішується тим, що попеНаслідком застосування попередньої магнітної редню магнітну сепарацію кінцевого продукту дросепарації кінцевого продукту дроблення і здійсблення здійснюють на сепараторах, магнітна сиснення її на сепараторах, магнітна система яких тема яких забезпечує виконання магнітними забезпечує виконання магнітними притягуючими притягуючими силами поля роботи по висоті шару силами поля роботи по висоті шару продукту, що продукту, що підлягає сепарації, в межах (0,3підлягає сепарації, в межах (0,3-3,0)×1011А2/м 2 є 11 2 2 3,0)×10 А /м . підвищення та стабілізація вмісту заліза в живленПоставлена задача вирішується тим, що перні магнітно-флотаційного процесу збагачення, що ший прийом магнітних сепарацій обох стадій здійзабезпечує збільшення показників вилучення заліснюють на барабанних магнітних сепараторах для за до концентрату та його якості, зменшення енермокрої магнітної сепарації в середньому полі з говитрат на подрібнення гематитових руд, зниженіндукцією на поверхні барабана не нижче 0,25Тл ня втрат заліза у відхода х збагачення через при роботі магнітних притягуючих сил поля в розапобігання переподрібненню рудної складової та бочій зоні сепаратора (0,7-2).1010А2/м 2. приводить до отримання додаткових ефектів: Поставлена задача вирішується тим, що пер- отримання додаткового товарного продукту у ший прийом магнітних сепарацій обох стадій здійвигляді немагнітного продукту попередньої магнітснюють на барабанних магнітних сепараторах для ної сепарації, який, після грохотіння, може бути мокрої магнітної сепарації з магнітними системавикористаний як будівельний матеріал; ми, що створюють на рівних відстанях від робочої 5 33057 6 - зниження кількості відходів, які транспорту3,0)×1011А2 /м 2, з виділенням немагнітного продукту ються до хвостосховищ, що сприяє збільшенню (НМП) та магнітного продукту (МП), який спрямостроку використання хвостосхови щ; вують на магнітно-флотаційний процес збагачен- зменшення енерговитрат на складування ня. Роботу магнітних притягуючи х сил поля по вивідходів у хвостосховища; соті шару продукту, що підлягає сепарації, - зменшення експлуатаційних витрат на магніпідбирають індивідуально для кожної мінеральної тно-флотаційний процес збагачення. різновидності гематитових р уд. Здійснення першого прийому магнітних сепаМагнітний продукт попередньої магнітної серацій обох стадій на барабанних магнітних сепапарації направляють на першу стадію подрібнення раторах для мокрої магнітної сепарації в середдо крупності 75% класу -0,074мм, після чого наньому полі з індукцією магнітного поля на поверхні правляють на перший прийом першої стадії магнібарабана не нижче 0,25Тл, в порівняні з прототитної сепарації, яку здійснюють в середньому полі, пом (в слабкому полі з індукцією не нижче 0,13Тл), в якому на рівних відстанях від робочої поверхні при роботі магнітних притягуючих сил поля в робарабана однакова по величині напруженість магбочій зоні сепаратора (0,7-2)×1010А2/м 2 дозволяє нітного поля, з отриманням немагнітного (НМП 1більш ефективно видаляти частки з середньою та 1) та магнітного продуктів (МП 1-1). Немагнітний сильною магнітною сприйнятливістю в першому продукт НМП 1-1 подають на другий прийом перприйомі та забезпечувати захист сепараторів з шої стадій магнітної сепарації в сильному полі з сильними полями, на яких здійснюють другий приотриманням немагнітного продукту (Н МП 1-2), що йом магнітних сепарацій, від попадання цих часспрямовують до хвостосхови ща та магнітного (МП ток, що запобігає накопиченню цих часток у зазо1-2). Магнітні продукти першої стадії магнітної серах робочих органів (матриць) цих сепараторів та парації МП 1-1 та МП 1-2 об'єднують в єдиний позабезпечує стабільність роботи сепараторів з ситік та направляють на другу стадію подрібнення до льними полями. крупності 95% класу -0,044мм. Здійснення першого прийому магнітних сепаПодрібнений продукт другої стадії подрібнення рацій обох стадій на барабанних магнітних сепанаправляють на перший прийом другої стадії маграторах для мокрої магнітної сепарації з магнітнинітної сепарації, яку здійснюють в середньому поми системами, що створюють на рівних відстанях лі, в якому на рівних відстанях від робочої поверхвід робочої поверхні барабана однакову по велині барабана однакова по величині напруженість чині напруженість магнітного поля дозволяє помагнітного поля, з отриманням немагнітного (НМП кращити умови транспортування магнітних часток 2-1) та магнітного (МП 2-1) продуктів. Немагнітний в зону розвантаження магнітного продукту, виклюпродукт НМП 2-1 направляють на другий прийом чити їх накопичення в місцях підвищеної напружедругої стадії магнітної сепарації в сильному полі з ності магнітного поля, тим самим запобігти його отриманням немагнітного продукту (Н МП 2-2), шунтуванню і послабленню в робочій зоні цих сеякий об'єднують з немагнітним продуктом НМП 1-2 параторів, що сприяє ефективнішій сепарації та в єдиний потік та спрямовують до хвостосхови ща збільшенню показника вилучення заліза до концета магнітного (МП 2-2). Магнітні продукти другої нтрату порівняно з прототипом. Крім того, застосустадії магнітної сепарації МП 2-1 та МП 2-2 об'єдвання подібних магнітних систем дозволяє виклюнують та направляють на третю стадію подрібненчити проковзування магнітного продукту по ня до крупності 96-98% класу -0,044мм. поверхні барабану, що забезпечує збільшення Подрібнений продукт третьої стадії подрібненстроку експлуатації обичайок сепараторів внасліня направляють на зворотну катіонну флотацію з док зменшення зношення їх поверхні [8]. отриманням камерного продукту, що є концентраЗапропонована корисна модель ілюструється том магнітно-флотаційного процесу збагачення та технологічною схемою. пінного продукту, що об'єднують з немагнітними На Фіг.1 зображено технологічну схему спосопродуктами НМП 1 -2 та НМП 2-2 в єдиний потік і бу збагачення гематитових р уд з тристадійним спрямовують до хвостосхови ща. процесом дроблення. Спосіб збагачення гематитових руд з тристаЗаявлений спосіб збагачення гематитових р уд дійним процесом дроблення є одним із варіантів здійснюють таким чином. виконання запропонованого способу і не обмежує Вихідний матеріал - гематитові руди направобсягу правової охорони визначеного формулою ляють на тристадійний процес дроблення з відкрикорисної моделі. тим циклом (Фіг.1), який включає крупне дробленПриклад. ня (І стадія), середнє дроблення (II стадія), Запропонований спосіб збагачення гематитогрохотіння продукту II стадії дроблення по кінцевих р уд був апробований на базі дослідновому класу крупності дроблення та дрібне дробпромислового виробництва та рудолення (III стадія) надрешітного продукту до кінцевипробувальної станції КГЗКОРу з метою поріввого класу крупності дроблення з подальшим няння показників даного способу збагачення гемаоб'єднанням дробленого та підрешітного продуктів титових руд з прототипом. грохотіння, що є кінцевим продуктом дроблення. Вихідний матеріал - суміш гематитових руд Кінцевий продукт дроблення направляють на Скелюватського (ВАТ „Південний ГЗК") та Валявпопередню магнітну сепарацію, яку здійснюють на кинського (ШУ ВАТ „Арселор Міттал Кривий Ріг") барабанному магнітному сепараторі, магнітна сисродовищ в пропорції 7:3, яка мала крупність 1200тема якого забезпечує виконання магнітними при0мм, вологість 3,5% та вміст Fезаг. 38,4%, були тягуючими силами поля роботи по висоті шару спрямовані на тристадійний процес дроблення з продукту, що підлягає сепарації, в межах (0,3відкритим циклом, який включає крупне дроблення 7 33057 8 (І стадія) до крупнисті 350-0мм, середнє дробленнемагнітного (НМП 2-1) та магнітного продуктів ня (II стадія) до крупності 80-0мм, грохотіння про(МП 2-1). Немагнітний продукт НМП 2-1 направлядукту II стадії дроблення по класу крупності 18мм ли на другий прийом другої стадії магнітної сепата дрібне дроблення (III стадія) надрешітного прорації в сильному полі з отриманням немагнітного дукту до крупності 18-0мм з подальшим об'єднанпродукту (НМП 2-2), що об'єднували з немагнітним ням дробленого та підрешітного продукту грохопродуктом НМП 1-2 в єдиний потік та спрямовуватіння, що є кінцевим продуктом дроблення ли до відходів збагачення, та магнітного (МП 2-2). крупністю 18-0мм. Магнітні продукти другої стадії магнітної сепарації З кінцевого продукту дроблення після попереМП 2-1 та МП 2-2 об'єднували та направляли на дньої магнітної сепарації, яку здійснювали на батретю стадію подрібнення до крупності 96-98% рабанному магнітному сепараторі СМБ 1-59/14-Н класу -0,044мм. виробництва науково-виробничої фірми „ПродекоПодрібнений продукт третьої стадії подрібненлогія", було виділено 12,9% немагнітного продукту ня направляли на зворотну катіонну флотацію з з вмістом Fезаг 13,8% та 87,1% магнітного продукту отриманням камерного продукту, що є концентраз вмістом Fезаг. 42,1%, що дало змогу підвищити том магнітно-флотаційного процесу збагачення, та загальний вміст заліза у живленні магнітногопінного продукту, що об'єднували з немагнітними флотаційної процесу збагачення на 3,7%. продуктами НМП 1-2, НМП 2-2 в єдиний потік та Магнітний продукт попередньої магнітної сеспрямовували до відходів збагачення (хвости). парації направляли на першу стадію подрібнення Порівняльні результати технологічних дослідо крупності 75% класу -0,074мм, після чого наджень збагачення гематитових р уд наведені в правляли на перший прийом першої стадії магніттаблиці 1. ної сепарації в середньому полі з отриманням неРеалізація запропонованого способу збагамагнітного (НМП 1-1) та магнітного продуктів (МП чення гематитових р уд дає змогу значно підвищи1-1). Немагнітний продукт НМП 1-1 направляли на ти ефективність процесу збагачення, тобто підвидругий прийом першої стадій магнітної сепарації в щити якість концентрату та показник вилучення сильному полі з отриманням немагнітного продукзаліза до концентрату при зменшенні енерговитту (Н МП 1-2), що спрямовували до відходів збагарат на подрібнення гематитових руд. Крім того, чення та магнітного (МП 1-2). Магнітні продукти впровадження запропонованого способу сприятипершої стадії магнітної сепарації МП 1-1 та МП 1-2 ме широкому використанню гематитових кварциоб'єднували в єдиний потік та направляли на другу тів, які до цього часу безсистемно складуються у стадію подрібнення до крупності 95% класу відвалах гірничодобувних підприємств, суттєвому 0,044мм. збільшенню мінерально-сировинної бази КГЗКОПодрібнений продукт другої стадії подрібнення Ру, зменшенню техногенного тиску на довкілля, направляли на перший прийом другої стадії магнівирішенню низки соціальних проблем гірничодотної сепарації в середньому полі з отриманням бувни х регіонів. Таблиця 1 Порівняльні результати технологічних досліджень збагачення гематитових р уд Запропонований спосіб Продукт Вихід, % Вміст Fезаг, % Вилучення, % Вихід, % Вихідна руда Живлення магнітно-флотаційного процесу збагачення Магнітний продукт І стадії магнітної сепарації Магнітний продукт II стадії магнітної сепарації Магнітно-флотаційний концентрат Сумарні хвости 100 87,1 38,4 42,1 100 35,4 100 100 Прототип Вміст Вилучення, Fезаг., % % 38,4 100 38,4 100 69,0 50,7 91,1 70,8 49,4 91,1 57,5 59,3 88,8 56,7 58,3 86,1 47,1 52,9 66,0 13,8 81,0 19,0 39,6 60,4 65,3 20,8 67,3 32,7 Джерела інформації: 1. Прилипенко В.Д., Дробот В.А., Авраменко А.А, и др. Технологическое решение по организации эффективного производства высококачественного железорудного сырья на Криворожском горно-обогатительном комбинате окисленных руд. Разработка рудных месторождений. Кривой Рог. 2006, Вып. 1(90), с.117-122. 2. М.М. Бережний, В.П. Мовчан. Збагачування та окускування сировини. Кривий Ріг, 2000,c.168. 3. Сусликов Г.Ф., Малий В.М., Ганзенко Т.Б. и др. Промышленные испытания технологии магнитного обогащения окисленных кварцитов Кривбасса. Обогащение слабомагнитных руд черных металлов. -М.; Недра, 1984, с.21. 4. Пирогов Б.И., Поротов Г.С., Холошин И.В., Тарасенко В.Н., Технологическая минералогия железных руд. Ленинград: Наука, 1988, с.18-155. 5. Гершойг Ю.Г. Вещественный состав и оценка обогатимости бедных железных руд. Москва: Недра, 1968, с.18-28, 75-81. 9 33057 10 6. Грамм В.А., Николаенко К.В., Федотов А.Г., 8. VI Конгресе обогатителей стран СНГ. МатеМашинист магнитных сепараторов, Москва: Нериалы Конгресса, том II, Москва. Альтекс, дра, 1990, с.3, 9, 10. 2007,с.24-29. 7. Інтернет сайт НВФ «Продекологія» http//www.prodecolog.com.ua. Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601