Группа компаний Техноген

 

назад

 

Радиометрическое обогащение бокситов Среднего Тимана

Шемякин А.В., Шемякин В.С., Цыпин Е.Ф.

ЗАО НПК «Техноген», Уральский государственный горный университет

 

Бокситы Тимана (в частности Вежаю-Ворыквинского месторождения) по своему минеральному составу относятся к категории гематит-бемитовых бокситов. Среди бокситов Среднего Тимана достаточно четко выделяются две основные разновидности: пористые красные маркие с розовыми, серыми, зелеными и желтыми пятнами, преимущественно пелитовые, с небольшой примесью обломочного материала и каменистые – пестрые с присутствием зеленоватой, желтоватой окраски, имеющие обломочную и псевдообломочную структуры. Каждая из этих разновидностей неоднородна по минеральному составу, качеству и физическим свойствам. В целом же красные пелитоморфные бокситы менее прочные и более качественные, а каменистые – прочные и более худшего качества. Текстура пород массивная, линзовидно-слоистая, а структура – брекчиевая, гравелитовая, псаммитовая, бобовообломочная и пелитовая.

Бокситы Вежаю-Ворыквинского месторождения – малокремнистые, железистые. Содержание основных компонентов следующее, %: AI2O3 – 42,8-56,9; SiO2 – 4,9-15,0;     Fe2O3 – 3,4-38,5; TiO2 – 1,1-3,3 и FeO – 1,2-14,0.

По содержанию и соотношению основных компонентов бокситы Вежаю-Ворыквинского месторождения приближаются к северо-казахстанским гиббситовым рудам. Основными породообразующими минералами являются бемит, гематит, второстепенными – шамозит, каолинит, гетит и диаспор. В 70-80 годах двадцатого столетия рядом исследователей были проведены работы по изучению минералогического состава бокситов Среднего Тимана. В таблице 1 приведено примерное содержание основных минералов в исследуемых пробах бокситов.

 

Таблица 1

Содержание минералов в пробах бокситов Вежаю-Ворыквинского

месторождения Среднего Тимана (по данным Ф.Г.Пасовой)

12

 

 

Было показано, что бемит дисперсный в тончайшей смеси с гематитом является основой бокситовых пород. Реже встречаются мелкокристаллические агрегаты бемита с размером частиц от 0,005 до 0,008 мм. Примерное их содержание 50-55%.

Гематит является наиболее распространенным минералом в породах. В среднем его содержание составляет 20-27%. Обнаружено неравномерное распределение гематита в отдельных разновидностях пород, в пределах от 3 до 30%. Максимальное количество гематита содержится в каменистых разновидностях и подрудных не бокситовых породах. Гематит присутствует в дисперсном, пылевидном состоянии в составе плотносцементированных полиминеральных смесей, являющихся основой пород (цемента и бобовин), в виде обломков.

Гетит встречается в небольших количествах (до 5-6%) в шамотизированной породе и в оолитах.

Шамозит в бокситах Среднего Тиммана распространен весьма неравномерно и в среднем составляет ~ 5-10%. Шамозит присутствует в дисперсной форме с бемитом и гематитом или слагает отдельные довольно светлые участки пород и прожилки. Реже он образует чешуйчатые и таблитчатые агрегаты, иногда достигающие размера от 0,01 до 0,02 мм.

Каолинит также крайне неравномерно распределен по отдельным литологическим разновидностям. Его содержание в них колеблется от 3-5% до 15%. Более высокое содержание каолинита обусловлено, главным образом, наличием в боксите подрудных аргеллитовидных железистых глин. Кроме выше описанных кремнеземсодержащих минералов – шамозита и каолинита, а также незначительной (до 1,5%) примеси кварца, кремнезем в бокситах Среднего Тимана присутствует в виде рентгеноаморфной фазы, установленной К.С.Ершовой, Л.С.Сонцевой и др.

Так как основу бокситов Среднего Тимана составляют дисперсное вещество, то во всех его литологических разновидностях наблюдается по существу одни и те же макро-и микроструктуры, свойственные глинистым породам. Распределение бокситового вещества в пределах месторождения и отдельных его участков неравномерное, что выражается в многообразии облика, текстурных особенностях и изменчивости состава (соотношение породообразующих компонентов) бокситовых пород на коротком расстоянии. Литологические разновидности выделяются условно по макроскопическим признакам, при этом нет единой терминологии и единых критериев для их классификации.

Проведенные нами в 2005 году лабораторные исследования по рентгенорадиометрическому обогащению бокситов Среднего Тимана на классе крупностью -50+25 мм позволили определить основные показатели технологического процесса и сырьевые предпосылки для радиометрического обогащения.

В 2007 году были выполнены тестовые и опытно-промышленные испытания по обогащению трех типов бокситов Среднего Тимана: байеровского, спекательного и забалансового. Общая масса технологической пробы – более 6 тонн. Технологические пробы байеровского и спекательного бокситов были отобраны от штабелей, приготовленных к отгрузке на шихтовальном дворе Средне-Тиманского бокситового рудоуправления. Проба забалансового боксита была отобрана непосредственно в карьере. Бокситы имели, в соответствии с актом отбора проб, следующий кремниевый модуль:

- байеровский боксит  - MSi = 7,5 ед.;

- спекательный боксит  - MSi = 4,5 ед.;

- забалансовый боксит  - MSi<4,0 ед.

От класса крупностью -100+40 мм всех технологических проб бокситов Среднего Тимана, поступивших на испытания, были отобраны наиболее характерные и представительные литологические разновидности бокситов для проведения исследований по выбору порогов обогащения методом рентгенорадиометрической сепарации.

Каждый отобранный кусок литологической разновидности бокситов подвергался тщательной отмывке водой от поверхностных примазок и последующему дроблению с целью получения свежей поверхности, свободной от различных примесей. Затем на рентгенорадиометрическом сепараторе СРФ2-30 («Малыш») от свежеоголенной, в результате дробления, поверхности каждого куска литологических разновидностей снимались рентгеновские спектры. Было установлено, что спектры литологических разновидностей бокситов по характеристическому рентгеновскому излучению (ХРИ) железа значительно отличаются друг от друга. По результатам исследований отдельных кусков боксита определялись усредненные показатели спектров литологических разновидностей (рис.1), представленных технологических проб. Исследования на сепараторе СРФ2-30 проводили в режиме измерений. Все куски одной литологической разновидности (в пределах одной технологической пробы) объединялись после определения рентгеновских спектров и направлялись на проборазделку и последующий химический анализ.

 

Спектры литологических разновидностей бокситов Тимана.

13

Рис . 1

 

В результате проведенных исследований по классификации мелких классов крупностью  менее 20 мм забалансовых, спекательных и байеровских бокситов на стадии рудоподготовки, а также тестовых испытаний на рентгенорадиометрическом сепараторе СРФ2-30 различных литологических разновидностей бокситов были сделаны следующие предварительные выводы:

- с уменьшением крупности материала, для всех видов бокситов Среднего Тимана, наблюдается незначительное повышение кремниевого модуля;

- повышение кремниевого модуля с уменьшением крупности материала обеспечивается снижением содержания кремнезема в мелких классах, без заметного увеличения содержания глинозема в них;

- отмечается заметное повышение в мелких классах (особенно в классе  крупностью менее 5 мм)  содержания Fe2O3 (до 29-30%);

- отдельные виды литологических разновидностей бокситов (коллювиальные и, частично, элювиальные) имеют более  высокий кремниевый модуль;

- литологические разновидности имеют различные интенсивности спектров характеристического рентгеновского излучения по железу;

- литологические разновидности, имеющие более высокое качество (в первую очередь, более высокий кремниевый модуль), как правило, имеют промежуточное  (среднее) значение интенсивности спектров по железу;

- тестовые испытания по изучению характеристических рентгеновских спектров различных литологических разновидностей бокситов по железу позволяют говорить о принципиальной возможности рентгенорадиометрического обогащения бокситов Среднего Тимана.

В результате классификации проб различных типов бокситов по крупности, тестовых и опытно-промышленных испытаний по рентгенорадиометрической сепарации были определены основные параметры и показатели  процесса обогащения.

Сквозная технологическая схема процесса обогащения бокситов Среднего Тимана приведена на рис. 2.

 

Технологическая схема обогащения бокситов Среднего Тимана

на стадии опытно-промышленных испытаний

14

Рис. 2

 

 

 

В результате рентгенорадиометрической сепарации были получены обогащенный боксит, хвосты сепарации и не сортируемый класс крупностью -20 мм.

Обобщающие показатели процесса обогащения различных типов боксита Среднего Тимана методом грохочения и рентгенорадиометрической сепарации приведены в таблице 2.

Результаты проведенных опытно-промышленных испытаний по обогащению различных типов бокситов Среднего Тимана  методом рентгенорадиометрической сепарации позволяют сделать следующие выводы:

1. Из забалансового боксита Среднего Тимана может быть выделено 36,3% обогащенного продукта, который может быть направлен на переработку на глинозем по способу спекания.

 

 

Таблица 2

 

Итоговые показатели обогащения бокситов Среднего Тимана

15

 

2. Обогащение спекательного боксита методом радиометрической сепарации позволяет получить 11,6% боксита, который может быть направлен на переработку на глинозем по более эффективному и дешевому способу Байера.

3. Обогащение байеровского боксита позволяет повысить его кремниевый модуль до 6,8 ед. (в исходном ~ 6,3 ед.) и выделить 22,1% спекательного боксита с кремниевым модулем 4,9 ед.

4. Для принятия решения о полномасштабном использовании технологии рентгенорадиометрического обогащения бокситов Среднего Тимана необходимо строительство опытно-промышленного рудосортировочного комплекса на шихтовальном складе Средне-Тиманского бокситового рудника.

 

назад

Группа компаний Техноген Copyright © 2017