Группа компаний Техноген

  • Главная
  • Технология
  • Неметаллические полезные ископаемые(кварцевое сырье, магнезиты, бериллевые и флюоритовые руды, известняки)

 

назад



ОБОГАЩЕНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 
 

 К неметаллическим полезным ископаемым относятся:


■ естественные строительные материалы и сырье для искусственных строительных материалов - гранит, сиенит, базальт, песчаник, асбест, глина и др.;
■ сырье для вяжущих строительных материалов – мергель, известняк, гипс, битумы и пр.;
■ флюсовое сырье – известняк, плавиковый шпат;
■ керамическое, огнеупорное, кислотоупорное и стекольное сырье – каолин, глина, полевой шпат, пегматит, кварц, кальцит, доломит, графит и др.;
■ техническое минеральное сырье – корунд, гранат, наждак, кварцевый песок, мрамор, слюда, диатомит, графит, агат и др.;
■ наполнители, минеральные пигменты и адсорбенты – мел, барит, тальк, бентонит, глауконит и пр.;
■ руды драгоценных камней – алмазы, изумруды и др.

Рентгенорадиометрическое обогащение кварцевого сырья

 На предприятии ЗАО «Кремний» (г. Шелехов, Иркутская область) получают самый высококачественный кремний в России. Качество конечной продукции в значительной степени зависит от содержания вредных примесей в исходном сырье. Кварциты Черемшанского рудника (Бурятия) являются самыми высококачественными, добываемыми в нашей стране. Особое требование к кварцитам предъявляется по содержанию железа – оно не должно превышать 0,06%. Однако, несмотря на уникальность данных кварцитов, в последние годы содержание железа в них повысилось и достигло 0,08-0,10%. 
Для решения проблемы повышения качества данных кварцитов предприятием ООО «РАДОС» была разработана технология их обогащения с применением метода рентгенорадиометрической сепарации и в 2000 году на Черемшанском руднике был построен рудосортировочный комплекс на базе 2-х сепараторов. В процесс сепарации был направлен машинный класс крупностью -120+30 мм с повышенным содержанием железа до 0,10-0,14%. В результате обогащения кварцитов на сепараторах СРФ4-150 был получен продукт, содержащий не более 0,06% железа, что позволило обеспечить ЗАО «Кремний» сырьем необходимого качества.
Аналогичный комплекс по обогащению кварца месторождения «Гора Хрустальная» (г. Екатеринбург) по технологии, разработанной в НПК «Техноген», был запущен в 2007 году. Рассмотрим эту технологию более подробно. 
На месторождении выделяется два типа жильного кварца, отличающихся структурными особенностями и степенью метаморфизма. По химическому и минеральному составу кварц второго типа чище первичного кварца. По количеству содержащихся твердых минеральных примесей кварц условно разделен на две природные разновидности: мономинеральный или слабоминерализованный (до 8%) – кварц типа К1, сильно минерализованный (более 8%) – кварц типа К2. Количество кварца К1 в жильном теле месторождения ~ 83,4%, а К2 ~ 16,6%.
На испытания были представлены две технологические пробы месторождения Карьер «Гора Хрустальная», имеющих очевидное (визуальное) различие в качестве, как исходного сырья, так и классах крупности, поступающих на сепарацию.
В качестве аналитического параметра был выбран следующий:

 При разработке технологии обогащения крупнокусковой фракции кварцевой руды ставилось две задачи:
- 1-я (основная) – удаление пустой породы (на пробе № 1);
- 2-я (дополнительная) – очистка кварца от примесей железа (на пробе №2).  
На 1 стадии сепарации было рекомендовано выделение хвостов при двух пороговых значениях по железу:
- на первом этапе при Р1(Fe) = 1,0 ед. - выделения пустой зеленоватой породы; 
- на втором этапе при Р2(Fe) = 0,25 ед. - выделения очевидных грязных кусков кварца (с железом) и остатков пустой породы.
На 2 стадии сепарации при пороге разделения Р3(Fe) = 0,14 ед. была предпринята попытка разделить кварцевую руду на сорта и решить вторую дополнительную задачу – снизить содержание железа в концентрате.
Основные показатели радиометрического обогащения машинного класса крупностью представлены в таблице.
На предприятии ЗАО Карьер «Гора Хрустальная» планируется запуск второй очереди рудосортировочного комплекса – установка сепаратора СРФ4-50 для обогащения класса крупностью -50+25 мм.

 

Показатели обогащения кварцевой руды месторождения «Гора Хрустальная»
 
Продукты
сепарации
Выход
%
Содержание основных компонентов, %
Fe AI Ca Mg K Na Ti P Si

Концентрат

75,0 0,008 0,012 0,007 0,012 0,030 0,004 0,001 0,001 осн.

Хвосты сепарации

25,0 0,056 0,104 0,023 0,012 0,110 0,028 0,001 0,001 осн.

Класс -100+25 мм

100,0 0,020 0,035 0,011 0,012 0,050 0,007 0,001 0,001 осн.

 

Сепарация магнезитового сырья 

 

 Обогащение магнезитовых хвостов Урала. Комбинат Магнезит, расположенный в г. Сатка Челябинской области, является одним из крупнейших в России предприятием, добывающим магнезит. Для повышения качества добываемого магнезитового сырья применяется метод обогащения в тяжелых суспензиях. Однако с отвальными хвостами теряется значительное количество высококачественного магнезита. Анализ продуктов, направляемых в отвал, показал, что в хвостах тяжелосредного обогащения содержится до 15-20% магнезита.
На испытательный стенд ЗАО НПК «Техноген» для проведения опытно-промышленных испытаний поступила представительная технологическая проба (марки С) магнезитовых отвальных хвостов ОАО «Комбинат Магнезит» массой более 5 тонн и крупностью менее 200 мм. Технологическая проба была представлена как магнезитом, так и в значительной мере разубоживающей породой – доломитом.
В результате проведенных предварительных исследований на части технологической пробы был определен алгоритм разделения и выбраны пороги рентгенорадиометрической сепарации. В качестве алгоритма были выбраны отношения:

 

 

 где: N, NFe – регистрируемое от куска характеристическое рентгеновское излучение (ХРИ) соответственно кальция и железа;
  NS - регистрируемое от этого же куска рассеянное (вторичное) излучение первичного спектра источника рентгеновского облучения.
На стадии опытно-промышленных испытаний для обогащения машинного класса крупностью -160+30 мм при выбранном алгоритме разделения по характеристическому излучению железа и кальция был принят порог разделения: РCa = 0,10 ед. и РFe = 0,17 ед. Результаты радиометрического обогащения магнезитовых отходов представлены в таблице.



Результаты опытно-промышленных испытаний по рентгенорадиометрической
 сепарации магнезитовых хвостов ОАО «Комбинат Магнезит»

 

Продукты обогащения Выход,
%
Содержание компонентов, %
MgO CaO SiO2 Fe2O3 AI3
Обогащенный продукт 21,3 44,2 2,13 1,20 0,32 2,68
Хвосты обогащения 78,7 38,5 7,61 2,50 1,08 2,10
Исходная проба 100,0 39,7 6,44 2,22 0,92 2,22

 

В результате испытаний на рентгенорадиометрическом сепараторе CРФ4-150М был получен обогащенный продукт с содержанием 44,2% MgO при его выходе более 20%.
Хвосты обогащения (хвосты сепарации и мелкая фракция крупностью -30 мм, получаемая за счет естественного дробления при транспортировке и пересыпках) содержат около 38,5% MgO и 7,61% CaO.
В 2008 году на предприятии ОАО «Комбинат Магнезит» по технологии, разработанной ЗАО НПК «Техноген», был построен и запущен в эксплуатацию опытно-промышленный рудосортировочный комплекс на базе сепаратора СРФ4-150 для обогащения магнезитовых отвальных хвостов крупностью -150+30 мм.



 Рудосортировочный комплекс по обогащению магнезитовых хвостов

 

monolit

 

Обогащение магнезитов Донского ГОКа. На низкокачественном магнезитовом сырье Донского ГОКа в 2000 году сотрудниками ООО «РАДОС» были проведены исследования и опытно-промышленные испытания по его обогащению методом рентгенорадиометрической сепарации. Работа проводилась в два этапа: на первом этапе на пробе массой ~ 1 тонна осуществлялись тестовые исследования и испытания по определению алгоритма, порогов разделения и условий рентгенорадиометрической сепарации, а на втором этапе на пробе массой более 7 тонн проводились опытно-промышленные испытания с целью разработки технологии и определению основных технологических показателей обогащения.
Тестовые и опытно-промышленные испытания проводили на испытательном стенде ООО «РАДОС» в г. Красноярске на рентгенорадиометрическом сепараторе СРФ4-150. В качестве разделительного признака служило характеристическое рентгеновское излучения железа. Основные показатели испытаний приведены в таблице. Обогащение проводили на машинном классе крупностью -150+40 мм, выделенном из исходной руды методом грохочения.

Основные показатели обогащения магнезитовой руды Донского ГОКа 
на стадии опытно-промышленных испытаний

 

Продукты сепарации Выход,
%
Содержание компонентов, %
MgO CaO Fe2O3 AI2O3 SiO2
Обогащенный продукт 26,1 45,1 1,46 0,29 0,01 0,84
Хвосты сепарации 9,3 35,0 1,28 7,92 0,17 31,9
Не сортируемый класс -40 мм 64,6 38,2 0,34 6,05 0,13 26,8
Исходная руда 100 39,7 0,72 4,72 0,10 20,5


В результате испытаний показано, что из низкокачественного магнезитового сырья может быть получен товарный продукт, содержащий более 45% MgO, При этом содержание вредных примесей, таких как SiO2, Fe2O3 и AI2O3 в обогащенном продукте резко уменьшилось. Разработанная технология обогащения низкокачественного магнезитового сырья Донского ГОКа на базе рентгенорадиометрической сепарации может быть рекомендована к использованию.

 

Сепарация бериллиевых руд 

На опытно-промышленные испытания, проводимых ЗАО НПК «Техноген», была доставлена представительная технологическая проба массой 2,3 тонны и крупностью менее 200 мм, отобранная с Малышевского изумрудно-бериллиевого месторождения.
В состав пробы входили следующие литологические разновидности:
- флогопитовые сланцы - 32,0%;
- тальковые сланцы - 30,0%;
- диориты и диоритовые порфириты - 20,0%;
- серпентиниты - 10,0%;
- плагиоклаз - 8,0%.  
Тестовые испытания проводили в режиме измерения каждого куска (в статическом состоянии) на сепараторе СРФ4-150М по косвенному признаку разделения – характеристическому излучению рубидия. Информация, полученная из литературных источников, а также практика обогащения подобного рода сырья, позволила предположить корреляционные связи рубидия и бериллия. В отличие от бериллия, на спектрах, полученных при исследовании отдельных образцов представленной пробы, характерные для рубидия пики на спектрограмме прослеживаются достаточно отчетливо.
Для опытно-промышленных испытаний по рентгенорадиометрическому обогащению бериллиевой руды Малышевского месторождения в качестве аналитического параметра РРС был рекомендован следующий:

На первой стадии сепарации при пороге разделения РRb = 0,32 ед. производилось выделение концентрата. На второй же стадии при пороге разделения РRb = 0,27 ед. – выделялись хвосты обогащения с получением промежуточного продукта.
Основные результаты опытно-промышленных испытаний по выделению изумрудов методом рентгенорадиометрической сепарации представлены в таблице.



 Результаты опытно-промышленных испытаний по рентгенорадиометрическому обогащению руды изумрудно-бериллиевого местрождения

 

Продукты сепарации Выход,
%
Содержание
изумрудов, г/т
Извлечение изумрудов, %
Концентрат 37,4 4989 61,7
Промпродукт 26,9 2429 21,6
Хвосты сепарации 35,7 1414 16,7
Итого: класс -200+20 мм 100,0 3022 100,0

 

По результатам проведенных опытно-промышленных испытаний был разработан технологический регламент на проектирование рудосортировочного комплекса на базе рентгенорадиометрической сепарации с целью обогащения бериллиевой руды Малышевского месторождения.

 

 Обогащение флюоритовых руд

 Плавикошпатовое сырье имеет важнейшее значение для металлургических производств. Особую ценность имеет кусковый концентрат, получение которого возможно только на основе применения радиометрической покусковой сепарации или ручной сортировки.
Как показали исследования и испытания, проведенные за последние 15 лет на предприятиях НПО «Сибцветметавтоматика», АО «ПИАТ», ООО «РАДОС» (г. Красноярск), из всех существующих радиометрических методов сепарации промышленный интерес представляет только рентгенорадиометрическая сепарация.
Именно эти предприятия провели испытания различного масштаба по рентгенорадиометрическому обогащению забалансовых, бедных и рядовых флюоритовых руд различных месторождений: Наран, Осеннее, Уртуйское, Жестково и др.

 

Результаты рентгенорадиометрического обогащения флюоритовых руд

 


п/п
Месторождение
(регион)
Класс крупности, мм Продукты
сепарации
Выход,
%
Содер-жание
СаF2, %
Извле-чение
CaF2, %
1 НАРАН
(Читинская обл.)
-100+20 Обогащенный 36,7 60,5 80,2
Хвосты 63,3 7,7 19,8
Исходный 100,0 27,7 100,0
-80+50 Обогащенный 14,4 43,0 47,0
Промпродукт 27,4 22,8 44,3
Хвосты 57,2 2,1 8,7
Исходный 100,0 14,1 100,0
-50+30 Обогащенный 14,2 51,4 46,0
Промпродукт 28,0 21,6 44,3
Хвосты 57,8 4,4 8,7
Исходный 100,0 15,9 100,0
2 Осеннее
(Бурятия)
-100+60 Обогащенный 13,9 69,1 25,4
Промпродукт 66,2 36,0 63,0
Хвосты 19,9 22,2 11,6
Исходный 100,0 37,9 100,0
-60+20 Обогащенный 23,1 61,9 37,9
Промпродукт 52,7 35,7 49,8
Хвосты 24,2 19,1 12,3
Исходный 100,0 37,7 100,0
3 Уртуйское -200+100 Обогащенный 38,2 43,8 63,1
Хвосты 61,8 15,9 36,9
Исходный 100,0 26,5 100,0
-100+50 Обогащенный 35,1 45,6 60,9
Хвосты 64,9 15,8 39,1
Исходный 100,0 26,2 100,0
-50+20 Обогащенный 37,0 51,4 67,9
Хвосты 63,0 14,3 32,1
Исходный 100,0 28,0 100,0
4 Жетково -200+100 Обогащенный 32,4 39,6 61,6
Хвосты 67,6 9,4 38,4
Исходный 100,0 18,8 100,0
-100+30 Обогащенный 46,0 38,4 75,1
Хвосты 54,0 10,1 24,9
Исходный 100,0 22,6 100,0
5 Ярославский ГОК -200+100 Обогащенный 59,2 37,1 82,0
Хвосты 40,8 11,8 18,0
Исходный 100,0 26,8 100,0
-100+50 Обогащенный 51,2 42,0 77,7
Хвосты 48,8 12,8 22,3
Исходный 100,0 27,9 100,0
-50+20
(13,3%)
Обогащенный 41,4 41,5 61,6
Бедная руда 58,6 18,3 38,4
Исходный 100,0 27,9 100,0

 

Данные, приведенные в таблице, убедительно показывают, что рентгенорадиометрическая сепарация эффективно может быть использована как для предварительного обогащения бедного и забалансового сырья, так и для получения товарных качественных крупнокусковых концентратов из богатых флюоритовых руд (CaF2 25%).

 Обогащение некондиционных известняков

 В 2003 году сотрудниками ООО «РАДОС» были выполнены исследования и опытно-промышленные испытания по обогащению некондиционных известняков Мазульского рудника (Красноярский край). В качестве разделительного признака использовалось характеристическое излучение кальция и железа.
Испытания проводили на трех различных типах сепараторов: СРФ2-300, СРФ4-150 и СРФ4-50 – каждый тип сепаратора использовался для своего машинного класса крупности. Основные результаты испытаний представлены в таблице.

 Результаты рентгенорадиометрической сепарации некондиционных
известняков Мазульского рудника

 

Класс крупности, мм С отмывкой
или нет
Продукты сепарации Выход,
%
Содержание компонентов, %
SiO2 CaO Fe2O3
-300+150 без
отмывки
Обогащенный 13,5 2,85 52,0 1,02
Хвосты сепарации 86,5 24,20 22,6 7,00
Исходный 100 21,60 26,6 12,90
-150+50 без
отмывки
Обогащенный 30,9 0,54 54,9 0,16
Хвосты сепарации 69,1 23,00 24,6 13,10
Исходный 100 16,10 34,0 9,10
с отмывкой Обогащенный 33,7 0,93 54,6 0,43
Хвосты сепарации 66,3 22,00 25,8 12,60
Исходный 100 14,90 35,3 8,50
-50+20 без
отмывки
Обогащенный 12,9 3,20 51,8 1,20
Хвосты сепарации 87,1 20,30 28,5 10,80
Исходный 100 18,10 31,5 9,60
с отмывкой Обогащенный 23,2 0,68 54,6 0,24
Хвосты сепарации 76,8 21,80 25,8 12,60
Исходный 100 16,90 32,5 9,70
-20 Не сортируемый класс - 18,50 31,6 9,70
Исходная проба известняка - 17,80 31,9 9,90

 

 В процессе испытаний было установлено, что отмывка шламовых частиц с поверхности мелких мащинных классов крупностью -50+20 мм, позволяет получить более качественный обогащенный известняк (содержание СаО более 54%, SiO2 – не более 0,7% и Fe2O3 – не более 0,3%).
В целом, полученные результаты испытаний показали, что из низкокачественного известняка, содержащего не более 32% СаО, методом рентгенорадиометрической сепарации может быть получен товарный продукт с содержанием СаО более 54%.

 

назад

Группа компаний Техноген Copyright © 2017