СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ДОВОДКИ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
METHOD FOR FLOATATION RETREATING OF MAGNETITE CONCENTRATES

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при доводке магнетитовых концентратов.
Проблема доводки магнетитовых концентратов является весьма актуальной в связи с переходом металлургии железа на бездоменное производство (прямое восстановление железа и порошковая металлургия) и соответственно возрастанием требований к качеству конечных концентратов (не менее 70% Fe). Традиционное обогащение железных руд по магнитным схемам не позволяет получать концентраты такого качества в связи с тонкой вкрапленностью железосодержащих минералов. Флотационный метод является единственно возможным способом дообогащения магнетитовых концентратов.
Известен способ доводки магнетитовых концентратов с доизвлечением сульфидных минералов прямой флотацией из магнетитовых концентратов с применением традиционных сульфгидрильных собирателей (RU, патент №2189867, кл. B03D 1/02, 2000 г.).
Известен способ доводки магнетитовых концентратов прямой флотацией магнетита в постоянном магнитном поле с применением оксигидрильного собирателя (SU, a.c. №1215747, кл. B03D 1/00, 1986 г.). Однако при флотации по известным способам качество концентратов не превышает 70% Fe из-за низкой эффективности сепараторов с постоянным магнитным полем.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ флотационной доводки магнетитовых концентратов, включающий измельчение, кондиционирование пульпы с катионным собирателем и последующую основную обратную флотацию, с получением пенного продукта - отвальных хвостов и камерного - концентрата (SU, a.c. №1282905, кл. B03D 1/02, 1987 г. - прототип).
В качестве катионного собирателя используют смесь аминонитропарафина (АНП) и технического этония в соотношении от 1:1,5 до 1:2 с последующей флотацией кварца и силикатных минералов в щелочной среде с получением железного концентрата в камерном продукте.
Недостатками известного способа является то, что качество технологического концентрата не превышает 70% Fe. При переработке магнетитовых концентратов, полученных из руд Криворожского бассейна, использование этого способа резко ухудшается из-за высокой жесткости используемой жидкой фазы и соответственно сложности использования необходимого по технологии щелочного регулятора.
В учетом вышеизложенного в известном способе флотационной доводки магнетитовых концентратов основной упор делается на повышение флотационной селекции в цикле основной и перечистной обратных флотаций и резкое снижение потерь железа с пенными продуктами.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении качества железного концентрата и извлечения в него одноименного металла при доводке магнетитовых концентратов за счет повышения эффективности и селективности процесса обратной флотации.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе флотационной доводки магнетитовых концентратов, включающем измельчение, кондиционирование пульпы с катионным собирателем и последующую основную обратную флотацию, с получением пенного продукта - отвальных хвостов и камерного - концентрата, согласно изобретению измельчение осуществляют оттиркой в шаровой мельнице, а в кондиционирование - дополнительно к катионному собирателю, в качестве которого используют реагент Flotigam вводят вспениватель, в качестве которого используют вещества из группы полиалкиленгликолей, при этом полученный пенный продукт основной обратной флотации поступает в доводочный цикл, включающий операции доизмельчения, сгущения, обработку продукта модификаторами и доводочную флотацию, камерный продукт которой объединяют с камерным продуктом основной флотации с получением объединенного флотационного магнетитового концентрата.
Известно, что эфиры аминов обладают высокой селективностью по отношению к силикатным минералам, а наличие алкильной группы в данном соединении усиливает гидрофобизирующий эффект и естественно, чем длиннее радикал тем выше гидрофобные свойства этого соединения.
Стабильность пены является решающим фактором при селекции минералов. Вероятность столкновения пузырька и частицы зависит от величины пузырька. Для флотации частиц кварца различной крупности применяют вспениватели из класса полиалкиленгликолей. Гликолевые пенообразователи, используемые при флотации руд, состоят из полиэтиленгликолей или полипропиленгликолей и их сложных спиртов. Помимо конкретной структуры, существенную роль в их характеристиках играет молекулярных вес.
Пены, сформированные полипропиленленгликолем и эфирами полипропиленгликолей, обладают высокими несущими свойствами, что благоприятствует большему извлечению породных фракций в пенный продукт, кроме этого, они обладают хорошей переносной способностью для крупных частиц.
Пены, сформированные полиэтиленгликолем, обладают менее высокими несущими свойствами, но более селективно увлекают в пену шламы природных примесей, что благоприятствует селективности процесса большему извлечению породных фракций в пенный продукт.
На чертеже изображена технологическая схема реализации способа флотационной доводки магнетитовых концентратов.
Исходное питание - магнетитовый концентрат руды текущей добычи одного из горно-обогатительных предприятий крупностью 90% класса - 44 мкм поступает на оттирочное измельчение в шаровой мельнице. Слив мельницы поступает на кондиционирование с реагентом Flotigam, применяемым в качестве собирателя, и с полипропилетиленгликолем, применяемым в качестве вспенивателя. Обработанная пульпа поступает на основную обратную флотацию, пенный продукт поступает в доводочный цикл, включающий операции доизмельчения, сгущения, обработку продукта модификаторами и доводочную флотацию. Камерный продукт основной флотации и флотации доводочного цикла объединяется с формированием флотационного магнетитового концентрата, а пенным продуктом получают отвальные хвосты.
Примеры конкретного осуществления описываемого способа
Постоянные условия: оттирочное измельчение, осуществляемое в течение 3-5 мин; флотационная схема (см. чертеж).
В примерах с 1 по 5 (по предложенному способу) исходное питание - магнетитовый концентрат подвергают флотационной переработке по схеме (см. чертеж) с различным реагентным режимом.
Пример 6. Исходное питание - магнетитовый концентрат подвергают флотационной переработке по способу, изложенному в прототипе.
Сравнительные результаты приведены в таблице 1.
Как показали проведенные исследования, только такое сочетание операций флотации и соответствующих реагентных режимов позволяет осуществить селекцию силикатных и железосодержащих минералов. При переработке по предложенной схеме получается товарный магнетитовый концентрат с содержанием железа, превышающем 70%, при извлечении железа не ниже 92÷95% и пенный продукт перечистных операций - отвальные хвосты.
Таким образом, для повышения эффективности и селективности процесса флотационной доводки магнетитовых концентратов необходимо одновременное совместное использование реагента Flotigam, применяемого в качестве собирателя, с полиэтиленгликолем, применяемым в качестве вспенивателя, а также узла доводки пенного продукта основной флотации.
В таблице 2 приведены примеры доводки магнетитовых концентратов с применением различных вспенивателей из группы полиалкиленгликолей.
Сводные показатели флотационной доводки магнетитовых концентратов однозначно показали, что использование предложенного способа по сравнению с прототипом позволяет:
- повысить извлечение железа в одноименный концентрат до 91÷96%;
- получить магнетитовый концентрат с содержанием железа, превышающим 70%.
Таблица 1
Результаты доводки магнетитовых концентратов в опытах обратной флотации по прилагаемой схеме
№ пп
Наименование продуктов
Выход, %
Fe, %
Условия опытов
β
ε
1
Объединенный пенный продукт перечисток
7,8
37,9
4,4
Пример 1 Кондиционирование пульпы с собирателем Flotigam, расход 80 г/т и вспенивателем полиэтиленгликолем, расход 20 г/т; модификатор 100 г/т
Объединенный камерный концентрат
92,2
70
95,6
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,5
100
2
Объединенный пенный продукт перечисток
7,8
38,3
4,4
Пример 2 Кондиционирование пульпы с собирателем Flotigam, расход 100 г/т и вспенивателем полиэтиленгликолем, расход 20 г/т; модификатор 100 г/т
Объединенный камерный концентрат
92,2
70,3
95,6
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,8
100
3
Объединенный пенный продукт перечисток
8,7
39,7
5,1
Пример 3 Кондиционирование пульпы с собирателем Flotigam, расход 120 г/т и вспенивателем полиэтиленгликолем, расход 20 г/т; модификатор 100 г/т
Объединенный камерный концентрат
91,3
70,6
94,9
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,9
100
Таблица 2
Результаты доводки магнетитовых концентратов в опытах обратной флотации с применением различных вспенивателей
№ пп
Наименование продуктов
Выход, %
Fe, %
Условия опытов
β
ε
1
Объединенный пенный продукт перечисток
19,2
51,8
14,8
Пример 1 Кондиционирование пульпы с собирателем Аэрофлот, расход 66 г/т и вспенивателем полиэтиленгликолем, расход 20 г/т
Объединенный камерный концентрат
80,8
70,8
85,2
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,2
100
2
Объединенный пенный продукт перечисток
16,0
50,2
12,1
Пример 2 Кондиционирование пульпы с собирателем Аэрофлот, расход 66 г/т и спиртовым вспенивателем, расход 20 г/т
Объединенный камерный концентрат
84,0
69,8
87,9
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,2
100
3
Объединенный пенный продукт перечисток
15,5
50,0
11,6
Пример 3 Кондиционирование пульпы с собирателем Аэрофлот, расход 66 г/т и вспенивателем полипропиленгликолем, расход 20 г/т
Объединенный камерный концентрат
84,5
70,2
88,4
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,1
100
4
Объединенный пенный продукт перечисток
7,8
34,4
4,0
Пример 4 Кондиционирование пульпы с собирателем Flotigam, расход 80 г/т и вспенивателем полиэтиленгликолем, расход 10 г/т; модификатор 100 г/т
Объединенный камерный концентрат
92,2
70,2
96,0
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,4
100
5
Объединенный пенный продукт перечисток
8,7
36,1
4,7
Пример 5 Кондиционирование пульпы с собирателем Flotigam, расход 80 г/т и вспенивателем полиэтиленгликолем, расход 15 г/т; модификатор 100 г/т
Объединенный камерный концентрат
91,3
70,5
95,3
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,5
100
6
Пенный продукт 2-ой перечистки
19,2
57,6
16,4
Пример 6 - прототип: кондиционирование пульпы с аминонитропарафином (АНП) и техническим этонием в соотношении 1:1,75
Объединенный камерный концентрат
80,8
69,6
83,6
Исходный магнетитовый концентрат
100
67,3
100