Состояние и перспективы использования сидеритовых руд Бакальского месторождения в черной металлургии

Таким образом, прибор, основанный на применении индуктивного преобразователя, может быть эффективным средством для создания метода экспресс-оценки содержания ценного компонента в порошках железосодержащих руд. Кроме того, с помощью прибора возможно определить основные магнитные показатели продуктов обогащения.

Прибор, созданный на базе индуктивного преобразователя, может быть компактным, легким и не требующим высокой квалификации персонала. Подобный прибор может быть использован не только в условиях горно-обогатительного производства, но и при разведке полезных ископаемых.

Литература

1. О возможности применения индуктивного преобразователя для экспресс-оценки содержания железа в порошкообразном материале / Вечёркин М.В., Шавакулева О.П., Емелина Е.Ю., Шевченко С.Г. // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 69-й научно-технической конференции. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та. им. Г.И. Носова, 2011. Т.2. С. 28-29.

2. Шавакулева О.П., Вечеркин М.В. Влияние крупности ферромагнитных минералов на магнитные свойства // Горный информационный аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2006. №1. С.340-342.

3. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б. Комплексное использование руд Медведского месторождения // VIII Кон-

гресс обогатителей стран СНГ: сб. материалов. Т. I. М.: МИСиС, 2011. С. 208-210.

4. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б. Обогатимость различных типов титаномагнетитовых руд // Новые технологии обогащения и комплексной переработки трудно-обогатимого природного и техногенного минерального сырья (Плаксинские чтения 2011): материалы междунар. совещ. Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Иесть», 2011. С. 529-531.

5. Шавакулева О.П. Обогащение титаномагнетитовых руд // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы XVII Междунар. науч.-техн. конф. Екатеринбург, 2012. С. 39-41.

6. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б., Гмызина Н.В. Обогащение титаномагнетитовых руд Южного Урала // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. №2(38). С. 5-7.

7. Шавакулева О.П., Чижевский В.Б. Технология обогащения титаномагнетитовых руд Чернореченского месторождения // Международное совещание «Плаксинские чтения-2012». Петрозаводск, 2012. С. 291-292.

8. Шавакулева О.П., Чернов Д.В. Изучение физико-механических свойств титаномагнетитовых // Актуальные проблемы современной наук, техники и образования: материалы 70-й межрегион. науч.-техн. конф. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. Т.1. С. 48-51.

Сведения об авторах

Чернов Данил Валентинович - аспирант института горного дела и транспорта ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова». Тел.: 8(3519) 29-85-55. E-mail: emkillzor@gmail.com

Шавакулева Ольга Петровна - канд. техн. наук, доц. института горного дела и транспорта ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова». Тел.: 8(3519) 29-85-55. E-mail: shavakylevao@yandex.ru

♦ ♦ ♦

УДК 622.71:622.341.15

Бигеев В.А., Колесников Ю.А., Сергеев Д.С.

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИДЕРИТОВЫХ РУД БАКАЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Аннотация. Проведен обзор существующих методов подготовки сидиритовых руд Бакальского месторождения, а также вариантов их использования в металлургическом производстве.

Ключевые слова: бакальские сидериты, обогащение, доменная плавка, электроплавка, кислородный конвертер.

Челябинская область Российской Федерации располагает крупным месторождением сидеритов (карбонатная железная руда), именуемым Бакальским. Запасы данного вида руды составляют около 1 млрд т [1]. Главная составляющая - изоморфная смесь карбонатов железа, марганца, магния. Алюмосиликаты, кремнийсо-держащие сланцы, сульфаты и карбонаты являются минеральными включениями. Руды характеризуются небольшим содержанием железа (27-34%), содержанием серы в широких пределах (от 0,03 до нескольких процентов), а также глубоким расположением залежей [2].

На сегодняшний день существует лишь один вариант промышленного использования сидеритов - в доменном процессе при ограниченном их количестве до15-17%.

Перед доменной плавкой сидериты подвергаются обогащению по различным методикам (гравитационное, обжиг-магнитное, с использованием рентгено-радиометрической сепарации и др.).

Лимитированное использование данного вида руд обусловлено главным негативным фактором - загущением доменного шлака оксидами магния, которые со-

ОБОГАЩЕНИЕ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ

держит руда (около 9%). В связи с этим на протяжении нескольких лет ведутся комплексные исследования, целью которых является улучшение существующих вариантов использования (доменная плавка) и расширение области применения сидеритовых руд.

Использование металлизованных бакальских сидеритов, полученных в процессе пирометаллургиче-ского обогащения, включающем восстановительный обжиг оксидов железа (степень металлизации более 90%) в электросталеплавильных процессах.

В данном варианте возможна замена части лома и концентратов DRI, НВ1. Наличие MgO позволяет полностью исключить использование магнезиальных флюсов, но его избыток порождает гетерогенные магнезиальные шлаки, что отрицательно сказывается на показателях плавки [2].

Технология обогащения металлизованных сидеритов с получением концентрата, с последующим его брикетированием (роль связующих исполняли лигно-сульфонат и негашеная известь) для выплавки электростали.

В технологии используется сухая и мокрая магнитная сепарация металлизованной руды, создание кондиционных брикетов из концентрата с последующей выплавкой в дуговой сталеплавильной печи (ДСП). На выходе получается полупродукт из магнезиального сырья, который содержит 10-12% MgO. При этом на основе расчетов [3] сделано заключение, что для достижения оптимальных технико-экономических показателей необходимо выполнение двух условий: степень металлизации должна быть 8590%; при обогащении должно обеспечиваться максимальное отделение пустой породы в хвосты и содержание общего железа в концентрате сухой магнитной сепарарации 65-75%.

Комплексная переработка сидеритовых руд с высоким содержанием оксида магния, заключающаяся в особых условиях обжига. Обжиг фракции 2-10 мм при температуре 480-540°С без доступа воздуха осуществляется в течение 2,5-3 ч с последующей магнитной сепарацией. После помола магнитной фракции проводится выщелачивание слабой угольной кислотой при нормальных условиях [4].

Метод позволяет удалять 40-60% MgO в исходной руде с получением железорудного концентрата (около 55 % железа) и магнезии (около 99% MgO).

Существует также ряд путей использования руды, основанные на агломерационной технологии.

Сырой аглосидерит крупностью 10-0 мм может быть добавлен в аглошихту, содержащую не менее 50% тонкоизмельченных богатых концентратов с кислой пустой породой. В процессе агломерации протекает естественное обогащение сидерита за счет удаления газообразной углекислоты, а содержание железа возрастает до 44-46%. В данных условиях сидерит служит крупнозернистой добавкой к аглошихте и обеспечивает необходимую для спекания концентратов газопроницаемость слоя шихты. Добавка сидерита

позволяет исключить магнетитовую руду, подаваемую в аглошихту без обогащения и направить ее на измельчение и мокрую магнитную сепарацию.

Сырой сидерит, содержащий 8-10% Mg, позволяет заменить традиционные флюсы, такие как известняк и доломит, без изменения оптимального состава агломерата и доменных шлаков [5].

Для обогащения сидерита в месте его добычи используется обжиг-магнитная технология, включающая дробление и сортировку руды с выделением фракции 20-80 мм и ее обжиг в шахтных печах. После термообработки проходит дегазация материала, который обретает магнитные свойства из-за образования магнезиоферрита. Это позволяет использовать магнитную сепарацию для отделения алюмосиликатных минералов. Железомагнезиальный концентрат обожженного сидерита содержит 50% Fe и 12-14% MgO. После измельчения до агломерационной крупности 10-0 мм он может использоваться в качестве рудной добавки к аглошихте как сырой сидерит. Целесообразность использования сырого или обожженного сидерита в аглошихте решается в зависимости от местных условий, определяющих транспортные затраты, качество выводимых руд и т.д.

Кусковый концентрат обожженного сидерита крупностью 10-80 мм до 1994 года использовался для прямой загрузки в доменные печи на Челябинском, Орско-Халиловском, Карагандинском и Нижнетагильском металлургических комбинатах. Однако, в связи с резким повышением стоимости кокса, использовать бедное, непрочное, по сравнению с агломератом, сырье в крупных печах стало нецелесообразно, и производство концентрата обожженного сидерита (КОС) было прекращено с 1995 года. Но увеличение спроса на чугун в 2003-2005 годах привело к тому, что КОС стали успешно применять заводы, на которых нет собственных аглофабрик, но есть доменные печи объемом до 1000 м3 [5].

Таким образом, существующие исследования в области использования и переработки сидерита, в свете нарастающего дефицита лома и богатых железных руд, а также необходимости создания ультраматериала, являющего собой квазикомплексный заменитель различных шихтовых материалов - в доменном или сталеплавильном производстве, наполнены дальноперспектив-ной направляющей, в основе которой лежит верный выбор именно этого вида руды. Представляет интерес использование сырой сидеритовой руды при выплавке стали в кислородных конвертерах [6].

Литература

1. Пирометаллургическая переработка комплексных руд / Леонтьев Л.И., Ватолин Н.А., Шаврин С.В., Шумаков Н.С. М.: Металлургия, 1997. 432 с.

2. Вусихис А.С., Гуляков В.С., Кудинов Д.З. Анализ эффективности использования бакальских сидеритов в металлургических процессах // Металлургические процессы и оборудование. 2013. № 2. С. 16.

3. Разработка технологии обогащения металлизованной сидеритовой руды с получением концентрата для вы-

№1 (13). 2013

7

плавки электростали / Меламуд С.Г., Шацилло В.В., Дудчук И.А. и др. // Сталь. 2011. № 6. С. 9.

4. Комплексная переработка сидеритовых руд с высоким содержанием оксида магния / Бессмертных А.С., Бигеев

B.А., Клочковский С.П. и др. // VIII Конгресс обогатителей стран СНГ: сб. материалов. М.: МИСиС, 2011. Т.1.

C. 70-72.

5. Меламуд С.Г., Шацилло В.В., Загайнов С.А. Результаты внедрения технологии окислительно-восстановительного обжига бакальских сидеритов для получения новых видов сырья для доменного и сталеплавильного производства // Проблемы и перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР. Екатеринбург:

Сведения об авторах

ИздатНаукаСервис, 2011. Т. 1. С. 184.

6. Бигеев В.А., Колесников Ю.А. Прогнозирование технологических параметров выплавки стали в конвертере с использованием сидерита // Теория и технология металлургического производства. 2011 № 11. С. 30-36.

7. Колесников Ю.А., Буданов Б.А., Сергеев Д.С. Анализ технологических параметров выплавки стали в конвертере с использованием сидеритовой железной руды // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И.Носова, 2014. Вып. 12. С. 32-37.

Бигеев Вахит Абдрашитович - д-р техн. наук, проф., директор института металлургии, машиностроения и материало-обработки ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: 8(3519) 2985-59. E-mail: v.bigeev11@yandex.ru

Колесников Юрий Алексеевич - канд. техн. наук, доц. института металлургии, машиностроения. и материалообра-ботки ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел. 8(3519) 29-84-64, 29-84-49.

Сергеев Дмитрий Станиславович - аспирант института металлургии, машиностроения. и материалообработки

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

♦ ♦ ♦

УДК 662.74:622.765.001.5 Петухов В.Н., Субботин В.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЛОКУЛЯНТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ФЛОТАЦИИ УГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ И РАЗРАБОТКА РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА

Аннотация. Обогащение угольной мелочи является актуальной задачей, стоящей перед углеобогатительными предприятиями. Важность ее растет в связи с ухудшением качества рядового угля. Так, в поступающих на обогащение углях заметно возросло количество шламов, увеличилось количество окисленных углей. Все это отрицательно влияет на эффективность процесса обогащения шламов и приводит к увеличению его стоимости. Решение этой проблемой во многом связано с правильным подбором наиболее эффективных фло-кулянтов и флотационных реагентов, которые обеспечивают высокую эффективность работы всей фабрики в условиях жесткозамкнутой водно-шламовой схемы.

В данной работе представлены экспериментальные данные по исследованию процесса флотации угольного шлама с использованием различных реагентов-собирателей после предварительной флокуляции, с применением флокулянтов типа Magnafloc.

Ключевые слова: углеобогащение, флокулянты, флотация, технологический режим.

Одной из важнейших проблем углепереработки является повышение эффективности обогащения тонких классов углей (в особенности коксующихся) с учётом возрастающих требований к качеству товарного концентрата, обеспечения экономической и экологической эффективности технологических процессов, сокращения неоправданных потерь углей. Флотация, остающаяся вплоть до настоящего времени практически единственным способом обогащения тонкодисперсных шламов (крупностью -200 мкм), характеризуется слож-

ностью, сравнительно высокими капитальными и эксплуатационными затратами, необходимостью применения вредных для окружающей среды и опасных в пожарном отношении реагентов. Кроме того, селективность обогащения флотацией наиболее тонких шламовых частиц (-50 мкм) довольно низкая.

Анализ сырьевых баз углеобогатительных фабрик позволяет сделать предположение о возможности извлечения в концентрат наиболее тонких угольных частиц нефлотационными методами. В этом аспекте