СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕМАТИТА ИЗ ХВОСТОВ МОКРОЙ МАГНИТНОЙ СЕПАРАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД СЛОЖНОГО ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА
METHOD OF EXTRACTING HAEMATITE FROM COMPOSITE IRON ORE WET MAGNETIC SEPARATION TAILINGS

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнорудной и металлургической промышленности.
Известен способ обогащения хвостов гематито-магнетитовых кварцитов, включающий магнитную сепарацию в полях высокой интенсивности с перечисткой хвостов первого приема во втором приеме магнитной сепарации и выделением хвостов в отвал с получением чернового концентрата первого и второго приема, который подвергают последовательному измельчению в мельницах первой и второй стадий, работающих в замкнутом цикле с гидроциклонами, причем слив гидроциклонов второй стадии классификации направляют на флотацию: основную, контрольную и перечистную, с получением гематитового концентрата и отвальных хвостов (Обогащение железных руд. Остапенко П.Е., М., Недра, 1977 г., с.179-180).
Недостатком известного способа обогащения гематито-магнетитовых кварцитов является сложность технологической схемы обогащения хвостов мокрой магнитной сепарации, высокая себестоимость производства гематитового концентрата, низкая эффективность узла подготовки и схемы флотации хвостов без выделения шламов после их доизмельчения.
По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к заявленному является способ обогащения смешанных железистых кварцитов, включающий магнитное обогащение исходной руды с получением магнетитового концентрата и хвостов, представленных гематитом и мартитом, причем хвосты мокрой магнитной сепарации подвергают измельчению в замкнутом цикле с гидроциклонами первой стадии и обесшламливанию в гидроциклонах второй стадии с выделением песков и слива, который обесшламливают в гидроциклонах третьей стадии с уплотнением песков и выделением слива в хвосты, причем пески гидроциклонов второй и третьей стадий смешивают и флотируют в основной, перечистной и контрольной стадиях с получением флотационного гематитового концентрата и хвостов (Новое в обогащении руд черных металлов. Под ред. Остапенко П.Е. М., Недра, 1965 г., с.62-67).
Недостатком способа обогащения смешанных железных руд является низкая эффективность схемы подготовки хвостов мокрой магнитной сепарации для последующего извлечения немагнитных минералов железа методом флотацией, которая не обеспечивает необходимую крупность и раскрытие рудного материала.
Техническим результатом изобретения является повышение извлечения железосодержащих минералов из хвостов мокрой магнитной сепарации за счет повышения эффективности схемы подготовки хвостов мокрой магнитной сепарации и в целом процесса обогащения железных руд сложного вещественного состава, а также снижение себестоимости производства дополнительной товарной продукции - гематитового концентрата.
Достигается это тем, что способ извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава, включающий мокрое магнитное обогащение железной руды с получением магнетитового концентрата и хвостов, представленных гематитом и мартитом, причем первоначально хвосты подвергают первичной гидравлической классификации в гидроциклонах с выделением песков в хвосты, а слив направляют на вторичную гидравлическую классификацию в гидроциклоны с выделением слива в хвосты, при этом пески направляют на контрольную гидравлическую классификацию в гидроциклоны с последующим выделением слива в хвосты, а пески контрольной гидравлической классификации направляют на флотацию с получением гематитового концентрата и хвостов, причем пески контрольной гидравлической классификации флотируют в основной стадии с выделением пенного продукта в хвосты, а камерный продукт основной флотации направляют на перечистную стадию флотации с выделением пенного продукта в хвосты и получают черновой концентрат в виде камерного продукта, кроме того, пенные продукты основной и перечистной стадий флотации подвергают дополнительной контрольной операции флотации с выделением пенного продукта в хвосты, а камерный продукт контрольной флотации направляют в питание основной, при этом классификацию материала во вторичной стадии гидравлической классификации выполняют в гидроциклонах меньшего размера, чем размер гидроциклонов в первичной стадии гидравлической классификации, а контрольную гидравлическую классификацию выполняют в гидроциклонах меньшего размера, чем размер гидроциклонов второй стадии гидравлической классификации.
Новым в способе по отношению к прототипу является то, что первоначально хвосты подвергают первичной гидравлической классификации в гидроциклонах с выделением песков в хвосты, а слив направляют на вторичную гидравлическую классификацию в гидроциклоны с выделением слива в хвосты, при этом пески направляют на контрольную гидравлическую классификацию в гидроциклоны с последующим выделением слива в хвосты, а пески контрольной гидравлической классификации направляют на флотацию с получением гематитового концентрата и хвостов, причем пески контрольной гидравлической классификации флотируют в основной стадии с выделением пенного продукта в хвосты, а камерный продукт основной флотации направляют на перечистную стадию флотации с выделением пенного продукта в хвосты и получают черновой концентрат в виде камерного продукта, кроме того, пенные продукты основной и перечистной стадий флотации подвергают дополнительной контрольной операции флотации с выделением пенного продукта в хвосты, а камерный продукт контрольной флотации направляют в питание основной, при этом классификацию материала во вторичной стадии гидравлической классификации выполняют в гидроциклонах меньшего размера, чем размер гидроциклонов в первичной стадии гидравлической классификации, а контрольную гидравлическую классификацию выполняют в гидроциклонах меньшего размера, чем размер гидроциклонов второй стадии гидравлической классификации.
Указанная совокупность признаков в технической патентной литературе не обнаружена. Следовательно, изобретение отвечает критерию «изобретательный уровень».
Изобретение - способ извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава - иллюстрируется схемой.
Способ извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава осуществляется следующим образом.
Железную руду сложного вещественного состава, содержащую железорудные минералы магнетита и гематита (мартита), подвергают мокрому магнитному обогащению по технологическим схемам, предусматривающим стадиальное измельчение в замкнутых циклах с гидравлической классификацией в классификаторах и гидроциклонах, стадиальное обесшламливание и магнитную сепарацию с получением магнетитового концентрата и хвостов.
Хвосты мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава после стадиальной магнитной сепарации объединяют и подвергают классификации в гидроциклонах первичной стадии с выделением песков в хвосты. Слив первичной стадии классификации подвергают классификации в гидроциклонах вторичной стадии меньшего размера, чем размер гидроциклонов в первичной стадии классификации с выделением и сбросом слива в общие технологические хвосты. Пески вторичной стадии классификации, обогащенные минералами железа, подвергают контрольной классификации в гидроциклонах меньшего размера, чем размер гидроциклонов второй стадии классификации с направлением слива в хвосты.
Пески контрольной классификации усредняют и направляют на флотацию. Флотацию сгущенных и обогащенных железом хвостов мокрой магнитной сепарации проводят, как правило, в несколько стадий. Первоначально хвосты направляют в основную стадию флотации с выделением пенного продукта в хвосты, а камерный продукт в виде чернового концентрата направляют на перечистную стадию флотации с выделением пенного продукта в хвосты и получением камерного продукта конечного гематитового концентрата.
При переработке некоторых разновидностей железных руд сложного вещественного состава в качестве варианта рассматривают технологию флотации с использованием дополнительной операции контрольной стадии флотации пенных продуктов основной и перечистной стадий флотации. При этом пенный продукт контрольной флотации направляют в хвосты, а камерный продукт - на циркуляцию в питание основной стадии флотации.
При обогащении железных руд сложного вещественного состава, содержащих сильномагнитные - магнетит и слабомагнитные минералы - гематит и мартит, получают магнетитовый концентрат с массовой долей железа общего 65,0-66,0% и технологические хвосты с массовой долей железа общего 25,0-27,0%. Высокие потери железа в технологических хвостах обусловлены наличием слабомагнитных железосодержащих минералов - гематита и мартита.
Современные технологические схемы обогащения железных руд сложного вещественного состава предполагают стадиальные операции дезинтеграции материала в мельницах измельчения, гидравлическую классификацию в спиральных классификаторах и гидроциклонах, обесшламливание, мокрую магнитную сепарацию и фильтрацию.
Стадиальность выполнения операций магнитного обогащения технологических схем предполагает и стадиальность выделения хвостов мокрой магнитной сепарации.
Стадиальные хвосты мокрой магнитной сепарации отличаются гранулометрическим составом и массовой долей полезного компонента - железа. Так, для хвостов первой стадии мокрой магнитной сепарации характерна крупность от 0 до 1,2 мм и более в сочетании с низкой массовой долей железа общего. Максимальная крупность хвостов второй и третьей стадий снижается до значений плюс 0,18 мм и плюс 0,074 мм соответственно, при этом массовая доля полезного компонента - железа общего - увеличивается до значений 35,0 и 42,0% соответственно, с учетом характера распределения крупности минеральных частиц и массовой доли железа общего в стадиальных хвостах.
Общие хвосты мокрой магнитной сепарации характеризуются большим спектром крупности от 0 до 1,2 мм и более и массовой долей железа общего по классам крупности от 16,0 до 42,0%.
Как правило, размер рудных минералов железных руд, в частности железистых кварцитов, изменяется от 20 до 40 микрон, в этой связи раскрытая рудная фаза с высокой массовой долей железа общего приурочена к узкому классу крупности. Например, для железных руд сложного вещественного состава Михайловского месторождения максимальное содержание раскрытых рудных минералов находится в узком классе крупности от 20 до 44 микрон. С увеличением или уменьшением размера класса крупности измельченного материала массовая доля железа уменьшается, причем в классах менее 20 микрон снижение происходит за счет значительного количества шламов нерудных минералов, а в классах более 44 микрон - за счет большого количества сростков рудных и нерудных минералов.
Для выполнения способа извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава обеспечивают стадиальность операций выделения крупных классов более 44 микрон и шламистых тонких классов менее 20 микрон с низкой массовой долей железа общего.
Согласно предлагаемому способу извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава концентрацию железосодержащих минералов выполняют по следующей схеме подготовки. В первичной стадии посредством гидравлической классификации в гидроциклонах в слив выделяют значительное количество тонких фракций пульпы, а в пески направляют крупные фракции материала с высоким процентом твердого. Крупные фракции песков первичной стадии классификации направляют в хвосты, а слив - на гидравлическую классификацию вторичной стадии.
Вторичную гидравлическую классификацию выполняют в гидроциклонах, причем слив направляют в хвосты, а пески - на контрольную гидравлическую классификацию, которую выполняют в гидроциклонах меньшего размера, чем размер гидроциклонов первой стадии. Слив контрольной гидравлической классификации направляют в хвосты, при этом выделяют тонкие шламистые частицы нерудных минералов и значительное количество воды. Обогащенные железосодержащими минералами пески контрольной гидравлической классификации направляют на флотацию.
Флотацию сгущенных продуктов схемы подготовки выполняют в несколько стадий. Первоначально сгущенные продукты схемы подготовки флотируют в основной стадии и выделяют пенный продукт с низкой массовой долей железа общего в хвосты, а камерный продукт основной флотации в виде чернового концентрата направляют на перечистную стадию флотации для его перечистки. Камерный продукт перечистной стадии флотации направляют на фильтрацию с получением гематитового концентрата, а пенный продукт направляют в хвосты. Для некоторых разновидностей железных руд сложного вещественного состава (не показано) выполняют контрольную стадию флотации пенных продуктов основной и перечистной стадий с направлением пенного продукта в хвосты, а камерного продукта - в питание основной флотации.
В результате реализации способа извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава снижают потери рудных минералов технологии обогащения за счет дополнительного извлечения железосодержащих минералов из хвостов мокрой магнитной сепарации и в целом увеличивают эффективность всего технологического процесса обогащения железных руд сложного вещественного состава.
Пример выполнения способа
Исходную железную руд сложного вещественного состава с массовой долей железа общего 39,8%, магнетита 19,6% и гематита (мартита) 20,2% подвергают мокрому магнитному обогащению, включая стадиальные операции дезинтеграции материала в мельницах измельчения, гидравлическую классификацию в спиральных классификаторах и гидроциклонах, обесшламливание, мокрую магнитную сепарацию и фильтрацию с получением магнетитового концентрата с массовой долей железа общего 65,1% и хвостов с массовой долей железа общего 27,6%.
Хвосты мокрой магнитной сепарации, содержащие слабомагнитные железосодержащие минералы гематита и мартита, направляют на первичную стадию гидравлической классификации в гидроциклонах ГЦ 350 с получением песков и слива. Пески первичной стадии гидравлической классификации в гидроциклонах ГЦ 350 с массовой долей железа общего 29,0% выводят из схемы подготовки и направляют в общие технологические хвосты, а слив с массовой долей железа общего 26,5% направляют на вторичную стадию классификации в гидроциклоны ГЦ 250 с выводом слива с массовой долей железа общего 24,6% в хвосты. Пески вторичной стадии классификации в гидроциклонах ГЦ 250 с массовой долей железа общего 31,9% подвергают контрольной классификации в гидроциклонах ГЦ 100. Значительный по объему слив контрольной классификации гидроциклонов ГЦ 100 с массовой долей железа общего 29,6% направляют в общие технологические хвосты, а пески контрольной классификации при плотности пульпы 35-40% твердого усредняют и с массовой долей железа общего 32,9% направляют на флотацию.
Флотацию сгущенных продуктов схемы подготовки выполняют в несколько стадий. Первоначально сгущенные продукты схемы подготовки направляют на основную стадии флотации и выделяют пенный продукт с массовой долей железа общего 18,3% в хвосты, а камерный продукт основной флотации в виде чернового концентрата с массовой долей железа общего 47,6% направляют на перечистку во вторую стадию флотации. Камерный продукт перечистной стадии флотации с массовой долей железа общего 52,2% направляют на фильтрацию с получением гематитового концентрата, а пенный продукт с массовой долей железа общего 32,9% направляют в хвосты. Для некоторых разновидностей железных руд сложного вещественного состава выполняют дополнительную контрольную операцию перечистки пенных продуктов основной и перечистной стадий флотации с направлением пенного продукта в хвосты, а камерного продукта - в питание основной флотации.
Реализация способа извлечения гематита из хвостов мокрой магнитной сепарации железных руд сложного вещественного состава позволяет повысить эффективность процесса мокрого магнитного обогащения за счет дополнительного извлечения железосодержащих минералов из хвостов мокрой магнитной сепарации и обеспечить производство дополнительной товарной продукции - гематитового концентрата.