Технология обогащения маложелезистых апатитсодержащих руд Ковдорского месторождения

Белобородов В.И. и др. Технология обогащения маложелезистых...

УДК 622.7

Технология обогащения маложелезистых апатитсодержащих руд Ковдорского месторождения

В.И. Белобородов, И.Б. Захарова, Г.П. Андронов, Н.М. Филимонова

Горный институт КНЦРАН

Аннотация. В статье представлены лабораторные исследования по обогащению маложелезистых апатитсодержащих руд (МЖАР) Ковдорского месторождения, основанные на применении магнитных и флотационных методов обогащения. Вовлечение в переработку всего объема МЖАР позволит увеличить выпуск концентратов. В результате исследований разработана технологическая схема переработки смеси текущей бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР.

Abstract. The paper deals with the laboratory research on low-ferriferous apatite-containing ore concentration (LF AO) of the Kovdor deposit based on magnetic and flotation concentration methods. Processing the whole volume of LF AO will allow to increase concentration output. As a result of investigations the process flowsheet of baddeleyite-apatite-magnetite ore and LF AO in full volume recovery has been worked out.

Ключевые слова: ОАО "Ковдорский ГОК", маложелезистые апатитсодержащие руды, магнитная сепарация, флотация, магнетитовый концентрат, апатитовый концентрат

Key words: JSC "Kovdorsky GOK", low-ferriferous apatite-containing ore, magnetic separation, flotation, magnetic concentrate, apatite concentrate

1. Введение

Практически во всех месторождениях апатитсодержащих руд присутствуют в большей или меньшей степени железосодержащие минералы. К данному типу месторождений относится и ковдорское месторождение маложелезистых руд (МЖАР), представленное апатит-карбонатной (АК) и апатит-силикатной (АС) разновидностями. Первая разновидность развита в центральной части месторождения, апатит-силикатная находится в виде контактных зон с северо-запада и юго-востока залежи (рис. 1).

Практика обогащения МЖАР месторождения Сиилинярви, Финляндия (содержание апатита 8-10 %), Сокли, Финляндия (5-10 % апатита), Белая Зима, Иркутская область (10 % апатита), месторождение апатитоносных карбонатитов (4-10 % апатита), апатит-штаффелитовых руд (10-20 % апатита) основана на использовании флотационных и магнитных методов.

Доля МЖАР в процессе обогащения на ОАО "Ковдорский ГОК" составляет до 20 %, вовлечение в переработку всего объема МЖАР позволит увеличить выпуск концентратов.

Рис. 1. Геологическая карта Ковдорского месторождения

1 - франколитовые руды,

2 - карбонатиты,

3 - апатит-форстерит-магнетитовые

руды,

4 - апатит-кальцит-форстерит-

магнетитовые руды,

5 - апатит-форстеритовые руды,

6 - мелилитовые породы,

7 - кальцит-флогопит-

тремолитовые породы,

8 - пироксениты,

9 - ийолиты,

10 - оливиниты,

11 - фениты,

12 - контур карьера.

2. Разработка технологии обогащения

Исследования по обогащению смеси бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР (20 %) выполнены на пробе руды, химический состав которой представлен в табл. 1.

Получение железорудного концентрата по технологии действующего производства осуществлялось по следующей схеме: дробленая руда проходила I стадию мокрой магнитной сепарации с получением магнитной фракции, которую измельчали в шаровой мельнице до крупности (класс +0,2 мм - 2-5 %, -0,071 мм - 50 %) и направляли на II, III и IV стадию мокрой магнитной сепарации с получением магнетитового концентрата (рис. 2).

Полученный железорудный концентрат соответствует качеству концентрата, выпускаемого в настоящее время на ОАО "Ковдорский ГОК" (табл. 2).

Немагнитная фракция пробы руды (питание апатитовой флотации) при содержании 10,07 % Р2О5 и М^О 22,0 % имеет модуль карбонатности СО2 / Р2О5 = 1,0.

Измельчение руды осуществляли в шаровой мельнице до необходимой флотационной крупности (класс +0,2мм 10-12 %, -0,071 мм 37-40 %). В качестве реагентов использовали соду, жидкое стекло, жирные кислоты талловых масел и модификатор. При оптимальном расходе и соотношении флотационных реагентов получен апатитовый концентрат с содержанием Р2О5 38,75 %. Технологическая схема получения апатитового концентрата представлена на рис. 3.

Анализ ситовой характеристики концентрата показал, что в классе крупностью -0,05 мм содержание Р2О5 ниже, чем в верхних классах - 33,94 % (табл. 3). Снижение содержания Р2О5 связано с недостаточной селекцией апатита и форстерита в тонких классах. Содержание М§О повышается от 0,85 % в верхних классах до 2,25 % в классе -0,05 мм.

В качестве собирателя при флотации апатита проводились исследования по использованию также МСТМ (мыло сырого таллового масла), МДТМ (мыло дистиллированного таллового масла) - смесь жирных и смоляных кислот, в сравнении с ЖКТМ (жирные кислоты талловых масел). На основании выполненных исследований по изучению влияния собирателей МСТМ, МДТМ и ЖКТМ при флотации

Таблица 1. Химический состав пробы руды

-еобщ СаО MgO Р2О5 ггО2 СО2 8Ю2

21,75 17,79 17,32 7,03 0,123 6,84 14,55

Таблица 2. Химический состав магнетитового концентрата

Компоненты -Р^общ Р2О5 5 общ 8Ю2 MgO МпО ZтO2

Содержание, % 64,08 0,10 0,33 0,84 5,0 0,53 0,021

у, Рре общ Рр2о5

% £ Бе общ £р2°5

38,7 52,0 1,76

92,6 9,4

Магнитный продукт 1

Исходная руда

I

Дробление

Магнитная сепарация *-

Измельчение

100,0 21,74 7,22

100,0 100,0

61,3 2,64 10,67

7,4 90,6

31,9 62,28 0,36

91,4 1,6

т

Магнитная сепарация

(

31,3 63,27 0,25

91,1 1,1

Магнитная сепарация

1

6,8 3,96 8,24

1,2 7,8

Магнитная сепарация IV ;-1

0,6 10,15 5,71

0,3 0,5

29,6 64,08 0,11

87,3 0,5

1,7 48,59 2,55

3,8 0,6

68,7 2,82 10,39

8,9 98,9

Магнетитовый концентрат

Немагнитный продукт

На флотацию апатита

Рис. 2. Технологическая схема получения магнетитового концентрата

Белобородов В.И. и др. Технология обогащения маложелезистых.

апатита, магний- и карбонатсодержащих минералов в основной операции можно сделать вывод, что наиболее селективен по отношению к апатиту собиратель ЖКТМ, менее МДТМ и МСТМ (рис. 4-7). При использовании реагентов МДТМ и МСТМ получены качественные апатитовые концентраты с содержанием 38,14-38,73 % Р2О5, но извлечение Р2О5 ниже на 10-15 %, чем при флотации с собирателем ЖКТМ.

Немагнитная фракция

У- Рр2о5

% £р2о5

Т

100,0 10.03

100.0

Измельчение

Т

38.4 23,64

90,5

Основная флотация апатита 61,6

61.6 1,55

9,5

22,5 35.26

79.1

I Перечистка

Камерный , II перечистки

Контрольная флотация

Пенный контрольной

II Перечистка

15,9 7.19

11.4

19.9 2,46

4,9

Камерный II перечистки

16.2 38.75

62.6

6.3 26.26

16.5

41.7 1.12

4.6

Хвосты

Апатитовый концентрат

Рис. 3. Технологическая схема получения апатитового концентрата

Рис. 4. Кинетика извлечения Р2О5, MgO, СО2 в пенный продукт основной флотации собирателем ЖКТМ

100

80

0 60-я

и Г и

1 40-1

20

2 3 4

Время флотации, мин.

Рис. 5. Кинетика извлечения Р2О5, MgO, СО2 в пенный продукт основной флотации собирателем МДТМ

35 т

30

Я, 25

Рч

Й- 20

15-

2 3 4

Время флотации, мин.

10

2 3 4

Время флотации, мин.

Рис. 6. Кинетика извлечения Р2О5, MgO, СО2 в пенный продукт основной флотации собирателем МСТМ

Рис. 7. Зависимость содержания Р2О5 в пенном продукте основной флотации от времени флотации при использовании различных собирателей

Рис. 8. Качественно-количественная схема обогащения смеси бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР

Таблица 3. Гранулометрический и химический состав апатитового концентрата

Класс крупности, мм Выход, % Содержание, % Извлечение, %

Р2О5 М^О Р2О5 М^О

+0,2 8,0 40,0 0,85 8,3 4,9

-0,2+0,16 15,6 40,19 0,86 16,2 9,8

-0,16+0,10 26,9 39,87 0,99 27,7 19,4

-0,10+0,071 11,4 39,64 1,62 11,7 13,4

-0,071+0,05 14,2 38,79 1,30 14,3 13,4

-0,05 23,9 35,64 2,25 21,8 39,1

Итого 100,0 38,70 1,38 100,0 100,0

3. Выводы

В результате лабораторных исследований разработана технологическая схема и реагентный режим переработки смеси бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР в соотношении 4:1 (рис. 8). Получен железорудный концентрат с содержанием Реобщ 64,08 %, при извлечении 87,3 % от руды и апатитовый концентрат с содержанием Р2О5 38,02 % при извлечении Р2О5 от исходной руды 66,9 %.