Влияние на смилането на полиградиентен хидроксиден магнитен концентрат върху разпределението на желязо по класи

На рудодобива, зърнометричната подготовка на рудите и прилагането на флотационен метод на обогатяване за извличане на металите от рудите влияние оказват местонахождението, геоложките условия за експлоатация, възможностите за тяхното бързо и лесно преработване, качеството на рудите (метално съдържание, примеси и др.). През последните години повечето от използваните рудни местонаходища са представени от бедни по отношение на метално съдържание, сложни по състав и трудно обогатими руди. Поради това не могат да се получат необходимите качествени концентрати, които да отговарят на световните изисквания на пазара за метали. Това налага използването на комплекс от технологии за обогатяване с цел получаване на качествени концентрати от бедни руди.

От 2000 г. насам нараства търсенето на качествени железни концентрати вследствие на индустриализацията на държавите с бързо развиваща се икономика. Цените на железните концентрати са се увеличили значително поради голямото търсене. Пазарната цена на желязната руда се увеличава от 25 USD за сух метричен тон през 2001 г. на 250 USD през 2011 г. (Европейска комисия, 2013). От първостепенно значение за Европейския съюз е да запази позицията си на важен регион за добив и преработка на желязна руда от икономически, социални и екологични съображения, както и с оглед сигурността на доставките на железни концентрати за нуждите на различни производства на държиви-членки на ЕС.

В България железните руди са със сложен, комплексен състав и трудна обогатимост, особено лимонитните и хематитните руди. Желязна руда е обогатявана по технология включваща магнитна сепарация, след трошене и смилане, в сепаратори с високоинтензивно магнитно поле (сепаратори на Джонс), а немагнигната фракция, съдържаща барит, е подложена на баритна флотация. Добиван е железен концентрат със съдържание на желязо около 42% и барит със съдържание на барий над 56%. При барита няма проблем с пазарната му реализация, но железният концентрат е с ниско съдържание на желязо, поради което е натрупан и липсва интерес от потенциални купувачи (Дамянов, 1992). Необходимо е намиране на подходяща комбинация от методи за обогатяване до получаване на кондиционен и продаваем магнитен концентрат с нужните качествени показатели (съдържание на желязо около 52-53%). Това е от съществено значение както в икономически, така и в екологичен аспект.

Целта на настоящата работа е изследване влиянието на смилането на полиградиентен хидроксиден магнитен концентрат върху разпределението на съдържанието на желязо по класи. Досмилането на концентрата се извършва с оглед по-пълното разкриване на железните минерали от страстъците. Извършен е ICP-OES анализ за определяне съдържанието на желязо в получените класи на пробата с най-добри показатели от смилането. Направените експерименти са от съществено значение за последващото флотационно обогатяване.

Експериментална част и резултати
Подготовка на изходната проба

Взета е около 10 kg изходна проба от полиградиентен хидроксиден магнитен концентрат, необходима за експериментите. Пробата е изсушена, хомогенизирана и съкратена по метода на квадратоването до нужното количество – 1650 g.

Проведени са експерименти с 5 проби по 330 g.
Провеждане на експериментите

Задачите са следните:

• 
  Химичен анализ на полиградиентния железен концентрат;
  
• 
  Ситов анализ на изходния материал;
  
• 
  Смилане на проби в топкова мелница при различно време на смилане – 10 min, 20 min, 30 min и 40 min;
  
• 
  Пресяване на пробите след смилане за установяване на техния зърнометричен състав;
  
• 
  Определяне съдържанието на желязо по класи в пробата с най-добри показатели като добив и време на смилане.
  

Определено е съдържанието на някои важни елементи чрез химичен анализ на изходната проба от полиградиентния железен концентрат. Получените резултати са посочени в таблица 1.

От посочените резултати в таблицата се вижда, че железният полиградиентен концентрат е с ниско съдържание на желязо и повишено съдържание на барий. С този химичен състав концентратът не е подходящ като суровина за черната металургия, тъй като не отговаря на кондиционните изисквания за такъв и няма пазарна реализация.

Таблица 2.

От таблица 2 се вижда, че с най-голям добив е класата +0,071 mm – 56,95%, а с най-малък добив е класата -0,071+0,063 mm – 7,24%. Изследвано е съдържанието на желязо в отделните класи чрез химичен анализ. Резултатите сочат, че с намаляване едрината на частиците се увеличава съдържанието на желязо. Най-високо е съдържанието на желязо в класата -0,045 mm. Това показва, че за да получим железен концентрат с по-високо качество, ще e необходимо досмилане до достигане на 85-90% от пробата с едрина -0,045 mm.

Таблица 4.

Таблица 5.

Таблица 6.

От получените резултати в таблици 3 и 4, може да се обобщи, че отчитайки времето като фактор и необходимия добив (85-90%) на класата -0,045 mm при 10 и 20 минути на смилане не се постигат очакваните резултати. От таблица 5 е видно, че при 30 минути смилане на железния концентрат се получава 91,42% добив на класата -0,045 mm, който е много приемлив. Данните в таблица 6 сочат, че добивът на същата класа е много висок. Удълженото време на смилане би довело и до оскъпяване на процеса в реални условия.

От значение е разкриването на железните минерални частици и съдържанието на желязо в най-фината класа за последващото флотационно обогатяване. Резултатите в таблицата сочат, че с намаляване размера на класата се е увеличило съдържанието на желязо.

Дамянов, Ж. 1992. Минераложка оценка на продуктите от полиградиентна магнитна сепарация на руди от находище „Кремиковци”. Минно дело и геология, 5, 23-28.

Европейска комисия. 2013. Стоманодобивната промиш­леност в Европа. www.parliament.bg/pub/ECD/

130216COM_2013_407_BG_ACTE_f.doc

Статията е рецензирана от проф. М. Панайотова и препоръчана за публикуване от кат. „Химия“.