Спосіб збагачення залізних руд

Спосіб збагачення залізної руди, що включає стадії рудопідготовки: стадійне дроблення, здрібнювання руди, а також її магнітну сепарацію з наступним одержанням магнітосприйнятливого залізовмісного продукту і хвостів збагачення, який відрізняється тим, що як вихідну руду застосовують магнетитові кварцити, а залізовмісний продукт, отриманий в результаті магнітної сепарації, піддають здрібнюванню з наступною класифікацією в гідроциклоні, у результаті якої піски гідроцик 3 Відомий спосіб не дозволяє одержати високу якість залізорудного концентрату стосовно до збагачуваних магнетитових кварцитів, тому що він не дозволяє забезпечити високу повноту розкриття мінеральних зерен, що містять корисний компонент. Неповне розкриття зерен визначає значні втрати залізовмісної сировини із хвостами збагачення, які складують у хвостосховищі і, як правило, гублять. Основним недоліком відомого способу є те, що переробка залізорудної сировини здійснюється валовим потоком. При цьому в одному технологічному потоці переробляється сировина, що має різний гранулометричний склад у широкому діапазоні, а також сировина, що представлена частками з різним вмістом корисного компонента або зростками, що мають різні геометричні параметри. Виходячи із цього, валова переробка вихідної сировини призводить до низької неконкурентної якості товарного продукту. Невисока якість одержуваного залізовмісного концентрату визначає низькі показники металургійного переділу і, відповідно, додаткові непродуктивні витрати на роботу технологічного устаткування. Крім того, низька якість концентрату визначає і низьку його вартість, що негативно позначається на техніко-економічних показниках роботи підприємства. Завданням корисної моделі є вдосконалення збагачення залізорудної сировини, представленої магнетитовими кварцитами, за рахунок того, що за допомогою технологічних циклів тонкого просівання на ситах з регламентованим розміром вічків виділяють узкофракційний склад з підвищеним вмістом корисного компонента і у результаті магнітної сепарації залізорудного продукту одержують залізорудний концентрат з високим вмістом корисного компонента. Технічним результатом від використання способу є досягнення приросту вмісту заліза в товарному концентраті на 3-3,5% при мінімізації підвищення собівартості продукції при використанні сит. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що спосіб збагачення залізної руди включає стадії рудопідготовки: стадійне дроблення, здрібнювання руди, а також її магнітну сепарацію з наступним одержанням магнітосприйнятливого залізовмісного продукту і хвостів збагачення. Відповідно до корисної моделі, у якості вхідної руди застосовують магнетитові кварцити, а залізовмісний продукт, отриманий у результаті магнітної сепарації, піддають здрібнюванню з наступною класифікацією в гідроциклоні, у результаті якого піски гідроциклона направляють на повторне здрібнювання, а злив гідроциклона - на першу стадію магнітної сепарації, у результаті якої одержують хвости збагачення і магнітосприйнятливий залізовмісний продукт, що направляють на другу стадію магнітної сепарації, у результаті якої одержують хвости збагачення і магнитосприйнятливий залізовмісний продукт, який піддають тонкому просіванню на ситах з розміром вічка від 0,05 0,05 до 0,07 0,07мм, при цьому підрешітний продукт тон 48444 4 кого просівання направляють на третю стадію магнітної сепарації, у результаті якої одержують залізовмісний продукт і хвости збагачення, а надрешітний продукт тонкого просівання піддають здрібнюванню разом з магнітосприйнятливим залізовмісним продуктом, отриманим у результаті попередньої магнітної сепарації. Заявлена корисна модель ілюструється схемою технологічного процесу збагачення магнетитових кварцитів. Відповідно до корисної моделі, збагаченню піддається залізна руда, що представлена магнетитовими кварцитами, які добуваються відкритим або підземним способом. Вихідна руда доставляється на збагачувальний комплекс, де проходить первісні стадії рудопідготовки: дроблення і здрібнювання 1. У результаті цих стадій руда досягає у своїй масі гранулометричного складу, при якому розмір фракцій досягає розмірів, що відповідають розмірам мінеральних зерен з максимальним розкриттям часток, що утримують корисний компонент. Залежно від фізико-механічних властивостей вихідної сировини, після здрібнювання рудної маси може здійснюватися поділ залізовмісного продукту і порожньої кварцвміщуючої породи. Цей поділ можуть виконувати шляхом відмиву із застосуванням дешламаторів, де поділ часток з різною густиною відбувається під дією сил гравітації, або за допомогою гідроциклонів, у яких поділ досягається за рахунок різниці швидкостей різної щільності при відцентровому прискоренні збагачуваного потоку сировини. Після відмиву або без нього, вхідну сировину подають на попередню магнітну сепарацію 2. Кількість стадій попередньої магнітної сепарації 2 визначається фізико-механічними властивостями магнетитової руди і ступенем її магнітної збагачуваності, а також співвідношенням магнітосприйнятливої і кварцвміщуючої складових. Після виконання попередньої магнітної сепарації 2, хвости збагачення направляють у відвал (хвостосховище) 8, а отриманий магнитосприйнятливий залізовмісний продукт 3 направляють на здрібнювання 4 для формування потоку тонких класів, що характеризується високим вмістом магнетитового заліза, максимальним розкриттям мінеральних зерен, що утримують корисний компонент, а також мінімальним вмістом породних зростків з магнетитовими частками. Дослідженнями було встановлено, що здрібнений магнітовміщуючий продукт являє собою масу часток з різною вагою. Ця вага обумовлена геометричними розмірами часток, наявністю зростків з породними частками, а також ступенем розкриття мінеральних зерен. Ці частки мають різний ступінь збагачуваності. Частина часток можуть бути піддані для подальшої магнітної сепарації, а інша їхня частина повинна бути повторно здрібнена для відділення породних зростків і більше повного розкриття мінеральних залізовмісних зерен. Формування технологічних потів сировини по ступені збагачуваності успішно виконують за допомогою класифікації в гідроциклоні 5. При гідравлічній класифікації 5, піски, що представляють високощільні частки, що не розк 5 рилися, і частки магнетиту, що мають породні зростки, направляють на повторне циркуляційне здрібнювання 4, а злив гідроциклонів - дрібний фракційний продукт, у якому превалюють розкриті залізовмісні частки звільнені від породних зростків, подають на магнітну сепарацію 6. Виконані дослідження показали, що після виконання класифікації 5 в гідроциклоні висока ступінь виймання залізовмісного продукту досягається при виконанні двох стадій магнітної сепарації 6, 7. Ці дві стадії магнітної сепарації 6, 7 дозволяють повністю сформувати основний потік збагачуваного залізовмісного продукту і хвостів збагачення. При першій стадії магнітної сепарації 6 одержують хвости збагачення 8 і магнітосприйнятливий залізовмісний продукт. Отриманий магнітосприйнятливий продукт направляють на другу стадію магнітної сепарації 7. Цей стадія магнітної сепарації 7 завершує технологічний процес формування основного потоку хвостів збагачення, які направляють у відвал, і потоку магнітосприйнятливого продукту, послідовне підвищення вмісту заліза в якому дозволяє одержати товарний концентрат. Залізовмісний продукт другої стадії магнітної сепарації 7 направляють на тонке просівання. Виконані дослідження показали, що до 80% загального об'єму желізовміщуючого компонента утримується в розкритих мінеральних частках, розмір яких становить 0,07-0,05мм. Зазначена маса характеризується максимальним вмістом заліза і ефективно взаємодіє з магнітною системою сепаратора. Висока цінність збагачуваної залізорудної сировини із зазначеним фракційним потоком відзначається тим, що стає можливим застосування сепараторів з невисоким градієнтом магнітної системи. Це дозволяє знизити вміст зростків у збагачуваному продукті й, відповідно, збільшити вміст заліза у товарному концентраті. Для одержання продукту в заданому гранулометричному діапазоні, магнітосприйнятливий залізовмісний продукт піддають тонкому просіванню 9 на ситах з розміром вічка від 0,05 0,05 до 0,07 0,07мм. Підрешітний продукт тонкого просівання 9 являє собою високоякісну сировину з високим ступенем збагачуваності. Цю сировину направляють на третю стадію магнітної сепарації 10, у результаті якої одержують товарний залізовмісний продукт концентрат 11, а також кварцвміщуючі хвости збагачення 8. Надрешітний продукт тонкого просівання являє собою теж високоякісну сировину з високим вмістом корисного компонента. Однак, у надрешітному продукті превалюють нерозкриті зерна, розмір яких і геометрія породних зростків не дозволяє ефективно виконати магнітну сепарацію і, як правило, одержати високоякісний товарний продукт. Для розкриття мінеральних зерен надрешітний продукт тонкого просівання здрібнюють 4. Особливістю технічного рішення є те, що здрібнювання надрешітного продукту здійснюється не у вигляді продовження технологічного циклу збагачення, а як циркуляційне навантаження на здрібнюючу установку 4, що переробляє залізовмісну 48444 6 сировину, яка надходить після попередньої магнітної сепарації 2. Таке рішення збагачувального циклу дозволяє ефективно вирішити кілька завдань, спрямованих не тільки на зниження собівартості збагачення магнетитових кварцитів - основної сировини гірничо-збагачувальних комбінатів, але і підвищити якість концентрату за рахунок збільшення вмісту заліза без залучення додаткового основного і допоміжного устаткування. Зазначене досягається за рахунок того, що надрешітний продукт, що пройшов після здрібнювання 4 дві стадії магнітного впливу 6, 7, одержує більш інтенсивні магнітні властивості в порівнянні з вхідною сировиною. Проведені дослідження показали, що руда у вигляді пульпи, що пройшла попередню магнітну обробку (сепарацію), дозволяє не тільки механічно активізувати процес збагачення вхідної руди, яка подається на здрібнювання 4, але і підсилити частково втрачені в процесі переробки магнітні властивості збагачуваних мінералів. Залучення в об'єднаний продукт мінералів магнетиту зі свіжими і більш сильно вираженими магнітними властивостями після проходження двох стадій магнітної сепарації 6, 7 сприяє створенню численних центрів намагнічування для часточок магнетитової руди. У процесі збагачення можливе створення таких умов, у результаті яких відбувається зближення часток магнетиту вхідної руди, що надходить на здрібнювання 4, і часток магнітосприйнятливого надрешітного продукту тонкого просівання. При зближенні зазначених часток до відстаней, порівнянних з радіусом дії сил їхнього магнітного поля, відбувається інтегральне вирівнювання загальної магнітної індукції сировинного потоку. Аналіз показує, що при додаванні в рудну масу, що надходить на магнітну сепарацію, рудної пульпи, яка пройшла дві стадії магнітної сепарації, відбувається інтеграція позитивних ефектів збагачення всього сировинного потоку, обумовлених попередньою активацією магнітних властивостей залізовмісних часток, а також процесами механічного розкриття зростків. Зазначена ефективність розкриття зростків досягається за рахунок використання ефекту взаємодії кристалічних елементів, що становлять надрешетній продукт тонкого просівання із кристалічними елементами, що становлять руду в об'єднаному потоці, яка надходить на здрібнювання. У результаті цієї взаємодії відбувається розкриття рудних зростків і поліпшуються збагачувальні властивості магнетитових кварцитів. Кварц, що втримується в здрібненій руді, виступає як активатор процесу розкриття рудних зростків у частках надрешітного продукту по контактах і тріщинам спайності, при цьому створюються умови для розкриття мінералів по контактах і тріщинам спайності. Наявність "свіжого" абразивного компонента, такого, як кварц, приводить до виникнення зовнішнього тертя, результатом якого є посилення ефекту розколювання і очищення поверхні мінералів від рудних зростків, що порушують збагачувальні 7 властивості мінералів. Цей фактор особливо необхідний для рудних зростків, що втримуються в класі крупности - 0,07мм. Як приклад, що ілюструє ефективність способу, у таблиці представлені результати апробування отриманого залізовмісного продукту і хвостів збагачення по кожній стадії збагачувального про 48444 8 цесу. У якості вхідної рудної сировини використовувалися магнетитові кварцити, які були добуті відкритим способом у кар'єрі комбінату "АрселорМиттал Кривий Ріг". Після підготовчих операцій рудопідготовки і попередньої магнітної сепарації сировина піддавалася збагаченню відповідно до заявленої технологічної схеми. Таблиця Показники технологічного процесу збагачення магнетитових кварцитів із застосуванням тонкого просівання Найменування технологічного циклу збагачення 1 Магнітосприйнятливий продукт попередньої магнітної сепарації Піски гідроциклона Злив гідроциклона Перша стадія магнітної сепарації Друга стадія магнітної сепарації Третя стадія магнітної сепарації Аналіз результатів наведених у таблиці показує, що за рахунок застосування регламентованого тонкого просівання, у результаті якого одержують продукт із заданою верхньою межею гранулометричного складу, представляється можливим одержати високоякісний продукт для металургійної промисловості. Застосування тонкого просівання не ускладнює технологічний процес і не вимагає високо затратних змін, спрямованих на підвищення якості сировини. Застосування пристроїв тонкого просівання практично не приводить до збільшення собівартості сировини, але разом з тим дозволяє підвищити вміст заліза в товарному концентраті на 3-3,5%. Найменування показника 2 3 4 39,73 61,7 72,74 106,32 39,73 37,72 36,26 33,79 61,7 61,7 64,2 66,0 69,0 194,66 72,74 71,86 71,01 70,6 Застосування заявленого способу можливо в границях діючих збагачувальних комплексів без значних капітальних витрат. Застосування зазначеного способу на початковому етапі, практично, не відбивається на собівартості продукції, що дозволяє мінімізувати освоєння нової технології стосовно до діючих виробничих комплексів. Передбачена заявленим способом активізація магнітних властивостей часток магнетитової руди дозволяє знизити на 1,5-2,5% вміст заліза у хвостах збагачення за рахунок консолідації і флокуляції дисперсних залізовмісних часток, які раніше безповоротно губилися при традиційних схемах збагачення. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 48444 Підписне 10 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