Вещественный состав руды

ВВЕДЕНИЕ

Основными направлениями при разработке новых технологий обогащения полезных ископаемых являются повышение извлечения полезных компонентов из добываемых руд, увеличение содержания полезного компонента в концентратах, комплексность использования минерального сырья, внедрение более эффективных, менее энергоемких и экологически чистых процессов.

Как бы велики не были запасы природных ресурсов, крайне необходимо учитывать их постепенное сокращение и вовлечение в переработку, в связи с этим, все более бедных по содержанию полезного компонента руд. Исходя из этих условий, предстоит постоянно искать наиболее более рациональные методы добычи полезных ископаемых, разрабатывать и внедрять малоотходную и безотходную технологию обогащения руд.

Повышение эффективности обогащения железных руд является одной из важнейших проблем в области переработки минерального сырья и в значительной мере зависит от совершенства методов и критериев, на основе которых принимаются решения по выбору техники и технологии обогащения.

Процессы магнитного обогащения, основанные на различии магнитных свойств разделяемых компонентов, находят широкое применение для обогащения руд черных, редких и цветных металлов.

Основными объектами магнитного обогащения являются магнетитовые, окисленные железные, сидеритовые, хромитовые и марганцевые руды.

В настоящее время разделение материалов по магнитным свойствам осуществляется главным образом в постоянном магнитном поле. Наряду с магнитными свойствами разделяемых частиц на показатели обогащения оказывают влияние их плотность, крупность, структурно-текстурные характеристики перерабатываемых руд, а также конструктивные особенности магнитных сепараторов.

ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ

Вещественный состав руды

Минеральный состав Ковдорской руды довольно сложен. Кроме магнетита - окисла железа - в руде содержится апатит, оливин, кальцит, вермикулит, сульфиды и др. минералы. Руды Ковдорского месторождения отличаются высоким содержанием фосфора и серы, а также непостоянством химического состава.

Железные руды месторождения - бедные и подлежат обогащению. Содержание железа варьирует в широких пределах от 15 до 55%, при среднем содержании - 24%. С особенностями основного рудного минерала магнетита связаны трудности, возникающие при обогащении Ковдорских железных руд.

Магнетит Ковдорского месторождения характеризуется пониженным содержанием железа, что обусловлено присутствием в его составе различных примесей. В чистом магнетите, отвечающем формуле Fe3O4, содержится 69% Fe2O3 и 31% FeO, а общее содержание железа составляет 72,4%.

Магнетит в рудах Ковдорского месторождения отличается высоким содержанием различных примесей, суммарное количество которых составляет (в форме окислов) не менее 10-12%. Часть примесей изоморфно растворена в кристаллической решетке минерала и механическим путем не удаляется. Другая - находится в магнетите в виде микровростков шпинели и ильменита, возникших в результате распада твердых растворов. Размеры микровключений обычно настолько малы (0,02-0,03 мм, иногда - менее 0.005 мм), что при измельчении руды невозможно достигнуть полного их раскрытия.

Ковдорский горно-рудный узел расположен в юго-западной части Кольского полуострова. Строение рудной залежи сложное. В ее пределах выделяются следующие основные природно-технологические разновидности (типы) руд:

· апатит-форстерит-магнетитовые;

·   апатит-кальцит-магнетитовые;

·   карбонат-форстерит-магнетитовые;

·   штаффелит-магнетитовые и т.д.

Эти руды основные в Ковдорском месторождении, руды которого используются для комплексного обогащения.

В настоящее время из этих руд кроме железного концентрата выделяются еще апатитовый и бадделеитовый концентраты.

Физические свойства руды:

· удельный вес - 3,7

·   насыпной вес - 2,0

·   крепость по шкале Протодьяконова - 8-10

Химический состав руды:

Сырьем для обогатительного комплекса Ковдорского ГОКа служит смесь комплексных и маложелезистых руд, которые подразделяются на геолого-технологические сорта, отличающиеся вещественным составом, физическими и технологическими свойствами. Руды также неоднородны по структурно-текстурному строению и количественно-минеральному составу.

Главными минералами являются: магнетит Fe3O4 - среднее содержание в руде 41%, апатит Ca5[PO4]3 (OH,F) - 17%, форстерит - 18%, карбонаты - 15%, бадделеит - ZrO2 (его содержание в руде менее 0,2% , но он извлекается в промышленный концентрат) и т.д.

1.2
Анализ технологии отечественных и зарубежных предприятий, перерабатывающих аналогичное сырье

Основные отечественные и зарубежные горно-обогатительные комбинаты перерабатывают бедные магнетитовые руды и получают концентраты высокого качества (65-66% и до 68% по содержанию железа).

Гематитовые крупновкрапленные руды в больших объемах обогащаются только гравитационными методами. Обогащение тонковкрапленных гематитовых руд осуществляется в ограниченных объемах флотационным (США) и обжигмагнитным (Россия) методами. Объем обогащения бурожелезняковых и сидеритовых руд ограничен и сокращается в связи с низким качеством получаемых из них концентратов.

Технология обогащения магнетитовых руд характеризуется применением большого числа стадий магнитной сепарации, что позволяет максимально выводить пустую породу из процесса по мере ее раскрытия.

Тонкая вкрапленность магнетита определяет необходимость применения нескольких (2-3) стадий измельчения для оптимального раскрытия зерен полезного компонента.

На отечественных фабриках, как правило, применяют многостадиальное магнитное обогащение без доводочных операций. Обычное число стадий магнитного обогащения - три, каждая из которых включает от одного до трех приемов. На обогатительных фабриках, оборудованных сепараторами 167-СЭ с прямоточными ваннами, в I и II стадиях мокрого магнитного обогащения применяют перечистку немагнитного продукта. При установке более совершенных сепараторов 209-СЭ или ПБМ-4 перечистки немагнитного продукта, как правило, не требуется.

В последние годы для обогащения железных руд применяются и более сложные схемы: увеличение количества стадий измельчения до четырех и магнитного обогащения до пяти. Подобные схемы мокрого магнитного обогащения применены на обогатительных фабриках ЮГОКа, Ингулецкого ГОКа, СевГОКа, НКГОКа и др.

При обогащении магнетитовых руд широко используются размагничивание, намагничивание и обесшламливание мелко- и тонко измельченных продуктов.