Файл: Федосеев, В. А. Экономика обогащения железных руд.pdf

страыеиие получили механические флотомашииы, в то время как за рубежом нашли широкое применение и другие типы флотацион­ ных машин (пневмомеханические, аэролифтпые). Преимущество пневмомеханической флотационной машины перед механической заключается в простоте конструкции и возможности регулировки воздуха в широком диапазоне.

Флотационное обогащение железных руд осуществляется тремя способами:

1) прямой флотацией железных минералов при помощи анион­ ного собирателя с депрессией минералов пустой породы;

2)обратной флотацией мииералов пустой породы анионным собирателем в присутствии активаторов с депрессией железных минералов;

3)флотацией кварца и силикатов катионными собирателями

.в присутствии депрессоров для железосодержащих минералов. В пастоящее время производится и прямая, и обратная флота­ ция. Для обогащения хвостов магнитной сепарации применяется прямая флотация, а для доводки магпетитового концентрата

обычно обратная флотация.

Флотация находит применение как самостоятельный метод обогащения мелко- и тонковкраплениых окисленных и полуокислениых руд с малым содержанием силикатного и охристого железа, а также в комбинированных схемах обогащения для доизвлечеиия немагнитных мииералов из хвостов магнитной сепа­ рации и гравитационных процессов обогащения.

Практика обогащения флотацией как в СССР, так и за рубежом подтверждает высокую эффективность и экономическую целе­ сообразность флотационного обогащения некоторых типов желез­ ных руд. Большинство железных руд характеризуется сложным минералогическим составом, где железо связано не только с маг­ нитными, но и со слабомагиитными и немагнитными минералами. В этих случаях максимальное извлечение железосодержащих минералов в копцентрат может быть достигнуто только флотацией.

Впервые фабрики флотационного обогащения железных руд построены в США (рудники «Гумбольт» и «Рипаблпк») и введены в эксплуатацию соответственно в '1954 и 1956 гг. Исходной рудой для обогащения на этих фабриках являются гематитовые руды — спекуляриты с содержанием 32—38% железа. Обе фабрики ра­ ботают по аналогичным технологическим схемам [41], включаю­ щим трехстадиальное дробление руды до круппости 20—25 мм, двухстадиальное измельчение в стержневых мельницах (работаю­ щих в открытом цикле) и в шаровых (в замкнутом цикле) до круп­ ности 40—45% класса —0.044 мм, обесшламливаиие слива клас­ сификации крупностью —0.02 мм в гидродиклонах в два приема. Пески гидроциклонов, содержащие 65—70% твердого, подвер­ гаются обработке реагентами в контактных чанах и после разжи­ жения до 35—40% твердого направляются на прямую анионную-

61

флотацию, которая проводится в нейтральной среде с примене­ нием в качестве собирателя таллового масла. Схема флотации включает основную и контрольную флотации с последующей двойной перечисткой промежуточных продуктов этих операций. Концентраты на обеих фабриках после сгущения фильтруются на дисковых вакуум-фильтрах до влажности 6—8%. Содержа­ ние железа в концентрате составляет 62.5—63.0%.

После доизмельчения до 80% класса 0.044—0 мм и подогрева до 100°С концентраты подвергаются трехстадиальной флотации без введения реагентов, но при дополнительной подаче воздуха. В результате содержание железа в концентрате повышается до 67%.

В СССР впервые начал внедряться метод флотационного обо­ гащения железных руд на Криворожском ЦГОКе, где в 1962 г. была введена в эксплуатацию промышленная флотационная сек­ ция. Технологическая схема флотации окисленных кварцитов включает двухстадиальное измельчение их в шаровых мельницах, работающих в замкпутом цпкле с классификаторами, и обесшламливание в гидроциклонах в два приема по классу —0.01 мм. Фло­ тация ведется во флотационных машинах «Механобр» с тремя перечистками концентрата основной флотации и с возвратом в го­ лову процесса обесшламлепных в гидроциклоне промежуточных

имеет решение проблемы экономически эффективного обогащения криворожских окисленных кварцитов, которые в больших коли­ чествах добываются попутно и складируются на горнообогатитель­ ных комбинатах.

Анализ результатов исследований по обогащению смешанных и окисленных криворожских руд, а также практика обогащения этих руд показали, что при флотации извлечение железосодержа­ щих минералов в концентрат значительно выше, чем при магнит­ ной сепарации [20]. Ожидаемое извлечение минералов в концен­ трат при магнитной сепарации и флотации приводится ниже (в %):

При обосновании рациональных технологических схем обо­ гащения смешанных и окисленных руд было произведено технико-

62

Т а б л и ц а Ш-27

Технологические показатели работы отечественных н зарубежных фабрпк флотационного обогащения

экономическое сопоставление флотационного и обжиг-магнитного способов обогащения и установлены существенные преимущества флотационного обогащения окисленных руд по сравнению с об- жиг-магнитным. Удельные капитальные затраты на 1 т железа в концентрате обогатительной фабрики производительностью 5 млн т руды в год составили при обжнг-магнитном процессе 20.2 руб., при флотационном — 10.6 руб., а фабричная себе­ стоимость 1 т железа в концентрате при обжнг-магнитном — 9.8 руб., при флотационном — 6.4 руб.

Институтами «Механобрчермет», «Механобр» и другими орга­ низациями продолжались исследования с целью разработки тех­ нологии флотационного обогащения окисленных кварцитов в про­ мышленных условиях. При обогащении руд текущей добычи, содержащих 32—36% железа, на опытной промышленной секции Криворожского ЦГОКа методом прямой флотации были полу­ чены концентраты с 58—60% железа при извлечении 60—70%. Содержание железа в хвостах флотации составляет 9—11%. Б ре­ зультате обогащения руд ЮГОКа выделены концентраты с со­ держанием 62% железа и извлечением железа в концентрат 73—75%. Это показывает, что технология флотационного обога-

63

и гарантии получения устойчивых высоких технологических по­ казателей в работе фабрик при обогащении руд с меняющимся вещественным составом.

Достигнутые технико-экономические показатели не являются характерными для флотационного способа обогащения, так как в настоящее время флотация осуществляется в весьма ограничен­ ных масштабах и в основном направлена на отработку технологии флотации в промышленных условиях.

Ниже приведена типичная структура затрат при обогащении железных руд флотацией:

Особенно большой удельный вес имеют затраты на технологи­ ческие материалы (реагенты), который достигает в зависимости от применяемых реагентов и особенностей схем обогащения 30— 40%. Удельный вес затрат иа электроэнергию колеблется от 15

до 20%.

Флотационное обогащение окисленной криворожской руды, осуществляемое в течение длительного времени на опытной сек­ ции Криворожского ЦГОКа, показало возможность получения качественных концентратов при низком извлечении железа в кон­ центрат из-за больших потерь его в хвостах. Эксплуатационные расходы иа обогащение еще весьма велики. Учитывая к тому же сложность складирования хвостов и очистки сточных вод, следует признать, что проблема обогащения слабомагнитных железных руд флотацией не получила окончательного решения.

К настоящему времени проведены многочисленные исследо­ вания по флотации окисленных н смешанных руд, в результате которых разработаны режимы и схемы прямой и обратной флота­ ции с применением анионных и катионных собирателей. Доказана перспективность стадиальной флотации железных руд, сущест­ венно повышающей качество концентрата. На Оленегорском ГОКе испытана флотационная схема дообогащения магнитных концен­ тратов с обратной анионной флотацией с целью получения концентрата, содержащего 69.0—70.5%-железа. Кроме того, прове­ денные на этой фабрике полупромышленные и промышленные ис­ пытания подтвердили возможность получения флотационного кон­ центрата из хвостов магнитной сепарации.