Технология магнитного обогащения керамического сырья в условиях неполного раскрытия сростков

снижения крупности отсева с 0 -25 мм до 0 - 6 мм на грохотах сухого грохочения и дешламацион-ном грохоте установлены резиновые сита с ячейкой 15Х15 мм на верхнем ярусе и сита с ячейкой 6 мм на нижнем ярусе.

Для раздельной подачи крупных и мелких углей в ванну рекомендованы загрузочные желоба сепараторов СКВ-20. Также заменены решетки на колесах сепараторов СКВ-20.

Для решения проблемы забивки мелких сит при сухом подготовительном грохочении была разработана новая конструкция резиновых просеивающих поверхностей с ячейкой 6 мм, предназначенная для рассева углей. Разработанные просеивающие поверхности были установлены на нижних ярусах грохотов подготовительного грохочения, а также на дешламационном грохоте технологической линии №2.

Технологические испытания обогатительной линии №2 после первого этапа модернизации установки показали, что количество углей, поступающих на обогащение в сепаратор СКВ-20, увеличилось на 25%.

Анализ проб продуктов разделения сепаратора СКВ-20 показал, что зольность концентрата составляет 4.92%, а зольность породы - 80,5%.

Реализация первого этапа реконструкции позволила снизить зольность отгружаемых углей с 29-32,2 % до 23,5 -24%.

На втором этапе модернизации предусмотрено введение в технологическую схему операции обогащения шламов (обезвоженного продукта баггер-элеватора) в тя-желосредных гидроциклонах. Концентрат тяжелосредных гидроциклонов после отмывки магнетита будет направлен на обезвоживание в центрифугу. Пески гид-роциклнов после обезвоживания на

ленточном фильтре подшихтовыва-ются к концентратам гравитации.

Расчет показал, что реализация второго этапа реконструкции позволит снизить зольность отгружаемых углей до 16%.

Третий этап реконструкции связан с дальнейшим развитием водно-шламовой схемы, флотацией песков гидроциклнов и обезвоживанием отходов флотации на фильтр-прессах, что переводит обогатительную установку шахты «Комсомолец Донбасса» в фабрику с полным циклом обогащения.

Проведенные исследования показали возможность совершенствования традиционных схем гравитационного обогащения углей на пришахтных обогатительных установках путем их поэтапной модернизации без остановки производства на реконструкцию.

© Ю.С. Мостыка

И.В. Ахметшина, В.И. Кармазин, проф., д.т.н.,

Ю.С. Мостыка, к.т.н., В.Ю. Шутов,

Национальная горная академия Украины

ТЕХНОЛОГИЯ МАГНИТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ В УСЛОВИЯХ НЕПОЛНОГО РАСКРЫТИЯ СРОСТКОВ

Полевошпатовые и кварц-полевошпатовые концентраты являются необходимым компонентом сырья для производства стекла, фарфора, керамики и абразивов. В настоящее время в Украине существует большое число предприятий, испытывающих потребность в высококачественном полевошпатовом сырье.

После распада Советского Союза керамические, стекольные и абразивные заводы Украины были вынуждены закупать полевошпатовое сырье за рубежом. Высокая стоимость концентратов и значительные транспортные расходы по доставке их с предприятий, расположенных в Забайкалье, Карелии, на Урале и в Казахстане, свидетельствуют об актуальности работ, направленных

на разработку технологий получения концентратов необходимого качества из сырья, добываемого на Украине.

В связи с тем, что промышленности требуется различное по качеству сырье, источниками полевых шпатов служат месторождения различных генетических типов. Выделяют четыре основных типа месторождений полевошпатового сырья : пегматиты, граниты, полевошпатовые пески, зоны измененных пород.

Пегматиты представляют собой крупнозернистые породы, состоящие из полевых шпатов, кварца, слюд и различных акцессорных минералов. Они долгое время являлись единственным источником полевых шпатов и не потеряли своего значения до на-

стоящего времени. Основным недостатком пегматитов как источника полевошпатового сырья является непостоянный вещественный состав,

Граниты - это кислые метаморфические породы, состоящие из примерно равных количеств калиевого полевого шпата, плагиоклаза, подчиненного количества слюды и ряда других минералов, Сейчас это один из перспективных источников полевошпатового сырья.

Измененные полевошпатовые породы являются продуктами изменения коренных пород (гранитов, пегматитов и др.), В зависимости от характера процессов выветривания эти породы могут иметь каолинит-кварцево-

полевошпатовый, серицит- каоли-нит-кварцево-полевошпатовый,

минералов, которые находятся в свободном виде или в виде сростков); пленочные минеральные примеси (гидроокислы железа и марганца, пленки силикатов железа, находящиеся на поверхности зерен полевых шпатов и кварца).

Минеральные примеси первой группы могут быть удалены в процессе дешламации материала. Примеси второй и третьей групп в подавляющем большинстве являются парамагнетиками и могут быть извлечены в процессе магнитной сепарации материала.

Схемы обогащения, включающие операции измельчения, грохочения и магнитной сепарации были использованы для обогащения и очистки от нежелательных минеральных примесей полевошпатового сырья Тахтаевского гранитного карьера.

Исходное сырье представлено породой розового цвета средне-, крупно и гигантозернистой структуры, массивной текстуры. Основными минералами являются: кварц (15-20%), микроклин (4050%), плагиоклаз (10-20%), биотит (до 5%), роговая обманка ( до 5%), гематит и магнетит (1-2 %). Кварц выделяется в виде прожилков и отдельных гнезд. Эти породы образованы по серым гранито-гнейсам в зоне тектонического нарушения в результате интенсивного калиевого метасоматоза. Процесс сопровождался перекристаллизацией серых гранито-гнейсов с укрупнением структуры до гигантозернистой и замещением плагиоклазов калиевым полевым шпатом (микроклином).

Химический состав исходного сырья приведен в табл. 1

Таблица 1-

изводстве стекла, керамики и абразивов.

Железосодержащие минералы (магнетит, биотит, роговая обманка, гематит) содержатся в форме зернистых минеральных примесей, которые представлены отдельными зернами темноцветных минералов, сростками с полевым шпатом и кварцем и включениями в полевошпатовые и кварцевые зерна.

Результаты изучения гранулометрического состава пробы приведены в табл 2.

В результате минералогических исследований узких классов крупности полевошпатовых продуктов установлено, что слюда ( биотит) раскрыта во всех классах крупности, начиная с класса 0.81.0 мм, а другие железосодержащие минералы встречаются в виде темных включений, сростков и в незначительной степени пленок окислов и гидроокислов железа на поверхности зерен, и раскрываются преимущественно в классе крупности менее 0.315мм.

С целью исследования обога-тимости полевошпатового сырья Тахтаевского гранитного карьера были проведены опыты по магнитной сепарации продуктов узких классов крупности. Исследовались варианты сухого обогащения и в качестве основного оборудования применялись магнитные сепараторы валкового типа. Результаты опытов представлены в таблице 3.

Результаты магнитной сепарации узких классов крупности показали, что с уменьшением диаметра частиц уменьшается выход магнитного продукта, при этом эффективность очистки материала сначала повышается за счет улуч-

Химический состав пробы Тахтаевского гранитного карьера

SІO2

Al2Oз

Fe2Oз

ТІО2

CaO

МйР

K2O+Na2O

73.40

13.24

0.88

0.04

2.24

1.14

.36

2

серицит-кварцево-полевошпатовый состав и служат источником высококалиевого сырья.

В настоящее время на территории Украины известно более 1000 месторождений полевошпатового сырья. Основная масса их сосредоточена в Кировоградской и Полтавской областях, на Волыни и в Донбассе. Эти месторождения в основной массе характеризуются значительными масштабами и благоприятными условиями разработки, однако с учетом достаточно жестких требований, предъявляемых к промышленному сырью при производстве электрокерамики, фарфоро-фаянса и абразивов, необходима разработка эффективных технологий обогащения полевошпатовых и кварц-полевошпатовых пород в первую очередь с целью очистки их от вредных примесей.

В полевошпатовых породах встречается целый ряд сопутствующих минералов различных классов: окислы (магнетит, гематит, ильменит, рутил, гидрогетит, хромит, анатаз, брукит, диаспор); силикаты ( гранаты, сфен, лейкок-сен, циркон, эпидот, турмалин, эгирин, роговые обманки, тальк, биотит, мусковит, глинистые минералы); карбонаты (кальцит), фосфаты (апатит); сульфаты (гипс, ангидрит); фториды (флюорит); сульфиды (пирит, халькопирит, пирротин).

Практически все они являются вредными примесями для полевошпатового сырья, поскольку содержат нежелательные элементы, которые могут нарушить технологический процесс, либо являются источником брака в изделиях ( нарушение однородности структуры, «мушка», «выплавы» и т.д.). Поэтому наличие указанных минеральных примесей в сырье не допускается.

Эти примеси могут находиться в различных формах, основными из которых являются: глинистые минеральные примеси (глина, охры, вторичные минералы зоны выветривания ); зернистые минеральные примеси (основная часть

8 і 1999

Результаты минералогических исследований и химических анализов проб показали, что по всем показателям за исключением содержания железа, полевошпатовые руды Тахтаевского карьера могут найти применение при про-

шения раскрытия и достигает наилучших показателей в классах крупности 0.56-0.315 и 0.3150.150. Низкая эффективность сепарации продуктов крупностью менее 0.150 мм объясняется ограниченными технологическими

73

дуктов и концентрата. Содержание в концентрате Fe2Oз составляет 0,29 %, FeO - 0,21%, выход магнитного продукта 2,3%.

При изучении состава магнитных продуктов, выделенных из обогащаемых проб, установлено, что сильномагнитные частицы составляют до 10-20 % всех магнитных минералов и

возможностями роликовых и валковых сепараторов при обогащении тонкодисперсных материалов.

Кроме того были проведены исследования по магнитной сепарации материала широкого диапазона крупности ( -1 мм) с перечистками немагнитного продукта при увеличении на каждом шаге перечистки индукции магнитного поля. Таким образом были получены фракции сильно, средне- и слабомагнитных про-

представлены в основном сростками и зернами с включениями магнетита и в подчиненном количестве мелкими зернами магнетита. Среднемагнитные фракции представлены преимущественно частицами биотита и составляют около 20% магнитного продукта. Слабомагнитные

фракции представлены отдельными темноцветными частицами, сростками железосодержащих минералов с полевым шпа-

том и кварцем, зернами с включениями различного размера и частицами, на поверхности и в порах которых наблюдаются пленки окислов железа.

Магнитная сепарация полевошпатового сырья на сверхпроводящем высокоградиентном магнитном сепараторе позволяет снизить содержание Fe2Oз до 0.11-0.12% при выходе немагнитного продукта 92-93%.

Таким образом, проведенные исследования показали высокую эффективность магнитной сепарации при очистке полевошпатового сырья от минералов-примесей.

Применение сухой магнитной сепарации позволяет получать концентраты марки КПШК-03-2, удовлетворяющие требованиям фарфоро-фаянсовой и абразивной промышленности. Однако, как свидетельствуют результаты опытов, наибольшая эффективность разделения наблюдается в интервале диаметров частиц 0.56-0.15 мм, что соответствует области неполного раскрытия материала. Поэтому при выборе технологических параметров процесса и теоретических расчетах процессов обогащения полевошпатового сырья необходимо учитывать непременное наличие сростков ферро- и парамагнитных минералов с диамагнитными и оперировать не только значениями магнитной восприимчивости «чистых» минералов, но и значениями эффективной магнитной восприимчивости, учитывающей минеральный и количественный состав сростков.

© И.В. Ахметшина, В.И. Кармазин, Ю.С. Мостыка, В.Ю. Шутов