СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД
METHOD FOR ENRICHMENT OF IRON ORES

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, разделяемые компоненты которых различаются по плотности, удельной магнитной восприимчивости и флотируемости, например, железных руд различного состава.
Известен способ обогащения железной руды (патент РФ № 2307710, опубл. 10.10.2007), в котором измельченный в первой стадии измельчения материал, предназначенный для первой стадии мокрой магнитной сепарации, подают в аппарат, где его разделяют по плотности на тяжелый песковый и легкий сливной продукт, после чего легкий сливной продукт подвергают магнитной сепарации с получением магнитного и немагнитного продуктов, при этом немагнитный продукт выводят из процесса и сбрасывают в отвал, а магнитный продукт направляют в питание мельницы.
Основные недостатки способа в сравнительно низкой эффективности разделения особенно в случае обогащения мелковкрапленных материалов, разделяемые компоненты которых слабо различаются по плотности и по удельной восприимчивости.
Известен способ о способ мокрого магнитного обогащения тонковкрапленных смешанных железных руд (патент РФ № 2147936, опубл. 27.04.2000), который включает дробление исходной руды, измельчение дробленого продукта, магнитную гидросепарацию измельченной руды, выделение отходов обогащения магнитной гидросепарацией. Отходы магнитной сепарации песков гидросепараторов постоянно возвращают в голову процесса в виде циркулирующей нагрузки до тех пор, пока они не уйдут из процесса в виде слива магнитных гидросепараторов. Питание магнитных сепараторов подвергают каскадному перемешиванию в магнитных полях. Изобретение повышает извлечение металла в концентрат.
Основные недостатки способа в низкой эффективности разделения особенно в случае обогащения мелковкрапленных материалов, разделяемые компоненты которых слабо различаются по плотности и по удельной восприимчивости.
Известен способ обогащения железных руд сложного вещественного состава (патент РФ № 2432207, опубл. 27.10.2011), который включает измельчение исходного материала, его классификацию на тонкую и крупную фракции, измельчение крупной фракции, обесшламливание и магнитную сепарацию тонкой фракции с получением магнетитового концентрата и хвостов мокрой магнитной сепарации. Первоначально хвосты подвергают первичной гидравлической классификации в гидроциклонах с выделением крупных фракций песков и тонких фракций слива, затем тонкие фракции слива первичной гидравлической классификации подвергают вторичной гидравлической классификации в гидроциклонах в одну или несколько стадий с выделением тонких фракций слива и воды в хвосты, а крупные фракции сгущенных песков подвергают контрольной гидравлической классификации в одну или несколько стадий с направлением тонких фракций слива и воды в хвосты. Пески первичной и контрольной гидравлической классификации подвергают механической классификации на просеивающих поверхностях высокочастотных вибрационных грохотах в режиме виброкипения и сегрегации минеральных фракций по объемной плотности и крупности с повышением массовой доли железа общего в подрешетном продукте, при этом надрешетные продукты механической классификации песков первичной и контрольной гидравлической классификации направляют в хвосты, а подрешетные продукты объединяют, усредняют в режиме перемешивания и направляют на флотацию или подвергают разделению на винтовых сепараторах с получением гематитового концентрата и хвостов.
Основные недостатки способа в сравнительно низкой эффективности разделения особенно в случае обогащения мелковкрапленных материалов, разделяемые компоненты которых слабо различаются по плотности и по удельной восприимчивости.
Известен способ обогащения железных руд (патент РФ № 2500822, опубл. 10.12.2013), который включает дробление и измельчение рудного сырья, ее селективную флокуляцию, дешламацию и магнитную сепарацию песков дешламации с получением железорудного концентрата, при измельчении рудного сырья его обрабатывают диспергатором, содержащим силикатные соли, расход которых составляет 0,2-0,6 кг на тонну измельченной руды , при этом в качестве силикатных солей используют 1,0-1,5% массовой доли соли тяжелых металлов в виде хрома, меди или цинка, а селективную флокуляцию частиц измельченной руды выполняют в жидкой среде дешламатора при pH 7,0-10,5, что позволяет обеспечить эффективное разделение минеральной составляющей железорудного сырья с получением высококачественного концентрата и отвальных хвостов обогащения.
Основные недостатки способа в сравнительно низкой эффективности разделения особенно в случае обогащения мелковкрапленных материалов, разделяемые компоненты которых слабо различаются по плотности и по удельной восприимчивости.
,
Известен способ получения магнетитового концентрата (патент РФ № 2535722, опубл. 20.12.2014), принятый за прототип предусматривающий классификацию, доизмельчение, магнитную сепарацию и магнитную дешламацию с получением магнетитового концентрата и отвальных хвостов, перед доизмельчением рядового магнетитового концентрата осуществляют его предварительную подготовку путем уплотнения и дезактивации, магнитно-гравитационное концентрирование в восходящем потоке и электромагнитном поле с получением отвальных хвостов и чернового концентрата и классификацию чернового концентрата на крупный и тонкий продукты, при этом крупный продукт доизмельчают перед объединением с тонким с последующей дешламацией и магнитной сепарацией.
Основные недостатки способа в сравнительно низкой производительности процесса и эффективности разделения, особенно в случае обогащения мелковкрапленных материалов, разделяемые компоненты которых слабо различаются по плотности и по удельной магнитной восприимчивости.
Техническим результатом является повышение эффективности разделения железных руд и повышение удельной производительности процесса при одновременном его упрощении.
Технический результат достигается тем, что обработку пульпы производят катионным реагентом-собирателем Flotigam EDA при расходе от 100 до 300 г/т и депрессором, в качестве которого используют декстрин при расходе от 150 до 250 г/т, время обработки от 3 до 7 минут, затем пульпу аэрируют и подают под давлением по касательной относительно внутренних стенок корпуса гидроциклона, в котором осуществляют магнитно-гравитационное концентрирование и флотацию с получением железного концентрата и хвостов, при этом в питающем патрубке гидроциклона пульпу намагничивают постоянным магнитным полем с последовательно увеличивающейся от 0 до 0,1 Тл индукцией.
Способ осуществляется следующим образом. Исходное сырье подвергают мокрому измельчению до крупности от 60 до 99 % класса 74 мкм. Полученную пульпу обрабатывают в контактном чане катионным реагентом-собирателем в качестве которого используют Flotigam EDA при расходе от 100 до 300 г/т и депрессором в качестве которого используют декстрин при расходе от 150 до 250 г/т, и времени обработки от 3 до 7 минут. После реагентной обработки пульпу аэрируют. Затем под давлением подают через расположенной по касательной питающий патрубок в гидроциклон. В питающем патрубке пульпу намагничивают постоянным магнитным полем с последовательно увеличивающей от 0 до 0,1 Тл индукцией. Магнитное поле создается, например, при помощи постоянных магнитов. При этом происходит намагничивание ферромагниных частиц и их частичная селективная флокуляция. В гидроциклоне происходит магнитно-гравитационное концентрирование в движущимся потоке. Одновременно на пульпу воздействует неподвижным магнитным полем, с чередующейся полярностью создаваемом, например, при помощи постоянных магнитов. Частицы, за счет их вращения внутри гидроциклона, последовательно проходят мимо участков с различной полярностью магнитного поля. При этом магнитные флокулы постоянно разрушаются и снова образуются, соответственно, немагнитные частицы «захваченные» во флокулу освобождаются. Одновременно, в циклонном аппарате происходит флотация. Причем, немагнитные частицы, за счет реагентной обработки, ставшие гидрофобными, закрепляются на пузырьках воздуха, уменьшая плотность агрегатов «немагнитные частицы – воздух» Соответственно, различие в плотностях магнитных и немагнитных частиц повышается и эффективность их разделения увеличивается. В результате получают железный концентрат, который отправляют на дальнейшую переработку и хвосты, направляемые в отвал.
Способ поясняется следующими примерами.
Обогащению подвергалась гематитомагнетитовая руда одного из месторождений Курской магнитной аномалии с содержанием железа общего – 41,16 %. Руда подвергалась мокрому измельчению в шаровой мельнице до крупности 85 % класса мельче 74 мкм. Полученная пульпа в контактном чане обрабатывалась катионным реагентом-собирателем Flotigam EDA (производства фирмы Clariant), и реагентом депрессором – декстрином. После реагентной обработки пульпа аэрировалась и под давлением подавалась в полиуретановый гидроциклон. Вокруг питающего патрубка гидроциклона размещались постоянные магниты в четыре ряда с возможностью изменения их магнитной индукции от 0 до 0,12 Тл. Вокруг корпуса гидроциклона размещались постоянные магнитны с чередующейся полярностью и с магнитной индукцией на их поверхности 0,08 Тл.
Влияние расхода реагента собирателя на результаты обогащения показано в таблице 1.
Таблица. 1 Влияние расхода реагента собирателя на результаты обогащения.
№ опыта
Расход собирателя, г/т
Выход концентрата, %
Содержание железа в концентрате, %
Извлечение железа в концентрат, %
1
70
47,4
63,17
72,75
2
100
48,8
66,82
79,22
3
200
49,1
68,38
81,57
4
300
51,3
67,13
83,67
5
330
53,1
65,23
84,15
Как видно из результатов таблицы уменьшение расхода реагента собирателя меньше 100 г/т ведет к заметному снижения содержания и извлечения железа в концентрат. Увеличение расхода собирателя также ведет к снижению содержания железа в концентрате.
Влияние расхода реагента депрессора на результаты обогащения показано в таблице 2.
Таблица. 2 Влияние расхода реагента депрессора на результаты обогащения.
№ опыта
Расход декстрина, г/т
Выход концентрата, %
Содержание железа в концентрате, %
Извлечение железа в концентрат, %
1
130
58,8
61,76
88,23
2
150
52,9
66,89
85,97
3
200
51,2
68,51
85,22
4
250
50,8
68,72
84,81
5
280
48,7
68,73
81,32
Как видно из результатов таблицы уменьшение расхода реагента депрессора ниже 150 г/т ведет к существенному снижению содержания железа в концентрате. Увеличение расхода депрессора больше 250 г/т ведет к заметному снижению извлечения железа в концентрат практически без роста содержания железа в концентрате.
Влияние величины магнитной индукции намагничивания на результаты обогащения показано в таблице 3.
Таблица. 3. Влияние величины магнитной индукции на результаты обогащения
№
Диапазон индукции, Тл
Выход концентрата, %
Содержание железа в концентрате, %
Извлечение железа в концентрат, %
1
0 - 0,08
46,7
66,02
74,91
2
0 - 0,1
51,3
68,54
85,43
3
0 - 0,12
52,4
67,01
85,31
Как видно из результатов таблицы выход магнитной индукции за пределы диапазона 0–0,1 Тл ведет к снижению технологических показателей обогащения.
Влияние времени обработки реагентами приведено в таблице 4.
Таблица. 4. Влияние времени обработки реагентами на результаты обогащения
№
Время обработки реагентами, мин
Выход концентрата, %
Содержание железа, %
Извлечение железа, %
1
2
42,3
64,16
65,94
2
3
47,4
66,32
76,37
3
5
51,8
68,55
86,27
4
7
52,1
68,14
86,25
5
9
52,2
68,11
86,38
Как видно из результатов таблицы уменьшение времени обработки реагентами меньше 3 минут ведет к снижению содержания и извлечения железа в концентрате. Увеличение времени обработки реагентами больше 7 минут не улучшает результаты обогащения, но ведет к снижению производительности процесса и следовательно нерационально.
Заявляемый способ позволяет повысить эффективность обогащения железных руд и производительность процесса за счет одновременного воздействия на разделяемые частицы руды центробежного и магнитного полей.