» » Обогащение руды
03.02.2015

Исследования, проведенные до 1952 г., относятся в основном к периоду, когда не ставился вопрос полного использования по возможности всего комплекса полезных ископаемых, содержащихся в руде. В 1964 г. исследования после продолжительного перерыва были возобновлены. На основании проведенных исследований была разработана и рекомендована трехстадийная схема мокрого магнитного обогащения, предусматривающая последовательное измельчение руды до 2; 0,15 и 0,074 мм в стадиях обогащения. Схема обеспечивает возможность получения высококачественного по содержанию Fe, TiO2 и V2Os концентрата. В 1965 г. впервые была поставлена задача извлечения Cu и Co — спутников пудожгорской руды. Проведенная в этом направлении поисковая работа по обогащению хвостов магнитной сепарации методом флотации дала положительные результаты по концентрированию медьсодержащих минералов, которые могут быть выделены в самостоятельный продукт. Однако в этих поисковых исследованиях не были получены данные по концентрированию Co, поскольку характер нахождения Co в руде является неблагоприятным; так, он не имеет самостоятельных минеральных выделений и представлен исключительно в изоморфной связи как с рудным, так и нерудным комплексом минералов. Содержание Co в руде низкое и составляет для наиболее обогащенной разности руды 0,0065—0,011%.
В результате флотационного обогащения хвостов магнитной сепарации получен медный концентрат с выходом 0,9% при содержании в нем 23,11% Cu. Детальные исследования фазового и химического состава средних проб позволили определить формы нахождения Fe, TiO2 и Cu в продуктах обогащения руды. Этими исследованиями установлено, что железо в основном связано с магнетитом или ильменитом, и кроме того, находится в форме силикатных соединений. В некоторых пробах руды на долю силикатных соединений приходится от 33,47 до 40,3% общего содержания железа. Остальная его часть в количестве соответственно 59,67—54,47 и 6,86—5,28% связана с магнетитом и ильменитом. Диоксид титана в основном связан с титаномагнетитом и ильменитом, на долю которых суммарно приходится 75,63—92,4% от его общего содержания в пробах. Остальная часть TiO2 обнаруживается в форме силикатных соединений. Из результатов фазового анализа следует, что 79,17—86,05% Cu от общего ее содержания представлено в форме первичных и вторичных сульфидов. Меньшая часть — 23,83—13,95% Cu — приходится на ее окисленную, свободную и связанную в соединения формы.
Исследования по обогащению пудожгорской руды были проведены по трем вариантам: трехстадийная схема магнитного обогащения (с измельчением руды до 2, 0,15 и 0,074 мм); двухстадийная схема магнитного обогащения (с измельчением руды до 0,5 и 0,074 мм и выводом хвостов крупностью -0,5 мм); двухстадийная схема магнитного обогащения с измельчением руды до 0,5 и 0,074 мм.
В результате обогащения двух проб были получены положительные результаты.
Концентраты, полученные из первой пробы, характеризовались близким содержанием Fe, TiO2 и V2O5. По первому варианту был получен концентрат с содержанием (в мас. %): 53,78 — Fe; 15,89 — TiO2 и 1,15 — V2O5 при извлечении соответственно 52,87; 52,87 и 68,9%; по второму -концентрат содержал (в мас. %): 53,36 — Fe; 15,7 — TiO2 и 1,19 — V2O5 при извлечении соответственно 56,56; 57,36 и 72,4%. Согласно третьему варианту получили концентрат с содержанием (в мае. %): 53,09 - Feобщ, 16,2 — TiO2 и 0,97 — V2O5 при соответственном извлечении 5 7,93; 58,88 и 62,4.
Хвосты содержали (в мас. %): 19,2; 17,92 и 17,53 - Fe; 5,48; 5,12 и 5,13 - TiO2 и 0,205; 0,21 и 0,184 — V2O5 соответственно вариантам.
При испытаниях на обогатимость второй пробы были получены концентраты, содержащие соответственно вариантам, (в мас. %): 54,24; 54,64 и 54,34 - Fe; 15,43; 15,25 и 15,25 — TiO2 и 0,95; 1,10 и 1,04 — V2O5 при соответственном извлечении 59,74; 63,24 и 66,0; 70,42; 65,1 и 69,08 и 70,57; 78,5 и 76,25. Хвосты содержали соответственно вариантам (в мас. %): 13,44; 12,74 и 11,67 — Fe; 2,38; 2,28 и 2,83 — TiO2 и 0,145; 0,20 и 0,142 V2O5.
При сопоставлении результатов исследований более благоприятными оказались технологические показатели обогащения второй пробы, так как для нее характерно более низкое содержание железистосиликатных соединений. В результате обогащения двух проб руды по трех схемам были получены качественно одинаковые железотитано-ванадиевые концентраты. Первый вариант схемы предусматривает вывод из общего потока в хвосты 67,34—68,35% немагнитного продукта, и поскольку верхний предел рудных частиц — 2 мм, то потребуется их доизмельчение до требуемой флотационной крупности для последующего извлечения меди. Последнее обстоятельство является недостатком этого варианта схемы. Второй вариант схемы позволяет вывести в хвосты немагнитный продукт крупностью 0,5 мм в количестве 66,17-70,39%, используемый в дальнейшем для извлечения меди. Технологическая схема данного варианта эффективна по получению железотитано-ванадиевого концентрата и в то же время более проста по сравнению с другими вариантами. Третий вариант схемы позволяет повысить общее извлечение компонентов в коллективный концентрат, однако измельчение всей руды до 0,074 мм значительно усложняет и удорожает технологический процесс ее обогащения, а между тем такое измельчение хвостов, как показали результаты испытаний, дает крайне незначительное дополнительное доизвлечение основных металлов в концентрат: выход обогащенного продукта составляет 0,26-0,45% при соответственном содержании (в мас. %): 50,43-50,87 Fe и 13,41 — 12,96 — TiO2. Извлечение при этом соответственно увеличивается на 1,12% по Fe и на 0,35-1,08% по TiO2. Очевидно, можно считать, что из трех вариантов обогащения второй вариант схемы, предусматривающий двухстадийное магнитное обогащение с измельчением руды до 0,5 и 0,74 мм при выводе хвостов крупностью 0,5 мм наиболее предпочтителен для обогащения пудожгорской руды с целью получения железотитано-ванадиевого концентрата и для последующего использования хвостов для извлечения меди флотационным обогащением.
В Институте металлургии им. А.А. Байкова АН России было проведено обогащение небольшой партии пудожгорской руды следующего химического состава (в мае. %) : 27,01 — Feобщ; 18,8 — Fe2O3; 20,89 — FeO; 8,67 — TiO2; 27,70 — SiO2; 12,97 - Al2O3; 0,57 — V2O5; 0,025 — P2O5 и 0,029 — Cr2O3. Обогащение проводилось по схеме: дробление до 1 мм, мокрая магнитная сепарация при 625 Э, дробление до 0,16 мм и вторая мокрая магнитная сепарация при 625 Э. В результате обогащения был получен концентрат с выходом его 38% от исходной руды, содержащий соответственно (в мар. %) : 55,4 Fe и 18,35 — TiO2, а также 1,07 — V2O5; 3,67 — SiO2; 2,10 — Al2O3; 1,66 — CaO и 1,30 — MgO.
Получаемый в результате электромагнитного обогащения титаномагнетитовый концентрат по существу представляет собой комплексную железотитано-ванадиевую руду высокого качества. В процессе обогащения руда в значительной степени освобождается от примесей, переходящих в отвальные хвосты. Так, например, в хвосты переходит ~ 95 SiO2, ~ 90 CaO и ~ 94% Al2O3. Однако извлечение в концентрат из руды 77,5%. Fe нельзя признать высоким. Имеющее место значительная его потеря в хвостах обусловлена тем, что железо связано с силикатами, а также находится в форме ильменита, извлечение которого в концентрат составляет ~ 80% из-за его слабых магнитных свойств. Ильменит может быть выделен из хвостов в самостоятельный концентрат с небольшим выходом посредством гравитационных или флотационных методов обогащения.
Титаномагнетитовый концентрат состоит из зерен титаномагнетита, сростков его с нерудными минералами и нерудных минералов, тех же, что и в исходной руде.
Получаемый в процессе магнитного обогащения титаномагнетитовый концентрат представляет высококачественное сырье не только из-за полезных компонентов Fe, Ti и V, но и благодаря незначительному количеству таких вредных примесей, как S и Р. В отличие от уральских и восточносибирских титаномагнетитов, пудожгорские содержат ничтожное количество Cr и по сравнению с первыми имеют более высокую концентрацию V и более низкую -S и P. Отсутствие Cr и высокое содержание V и TiO2 позволяет в дальнейших переделах получать более богатые ванадистые полупродукты и титановые шлаки. Все сказанное свидетельствует о том, что пудожгорские титаномагнетиты несомненно являются наиболее высококачественным сырьем не только в металлургии для получения стали и ванадия, но и в химической технологии для производства пигментного диоксида титана через титановые шпаки. Полученный титаномагнетитовый концентрат из-за мелкой деагрегации не может непосредственно использоваться в электротермии. Указанный концентрат согласно требованиям технологии подвергается окускованию методом спекания (агломерации) или окатывания с получением рудных концентратов в виде гранул определенных размеров.