книги из ГПНТБ / Иванов, В. А. Интенсификация производства на горнорудных предприятиях

130

в том числе магнетнтового на 1,4%; повысилось содержание же­ леза в концентрате на 0,2%. В восемь раз сократилось число се­ параторов, облегчился труд работающих, высвободились площа­ ди для создания ремонтных площадок.

На всех фабриках СССР пока что все стадии магнитной се­ парации проводятся с помощью сепараторов, имеющих одинако­ вую напряженность магнитного поля. Поэтому наибольшие по­ тери магнетитового железа возникают на первой стадии обога­ щения, где выделяется основная часть хвостов. Эти хвосты со­ держат 1,5—2,5% и более магнетитового железа. По предложе­ нию института Механобрчермет на фабрике ИнГОКа применили в первой стадии сепарации электромагнитные сепараторы ЭБМ-3 с напряженностью поля 1500Э. В результате содержа­ ние железа в хвостах снизилось до 0,5%, а выход концентрата возрос на 0,5—1,0%. Значение этого эксперимента имеет боль­ шое значение. Такой прием позволяет значительно снизить поте­ ри магнетитового железа в хвостах. Исследования показали также, что применение сепараторов с изменяющейся напряжен­ ностью магнитного поля для выделения готового концентрата на первой стадии обогащения может дать большой экономичес­ кий эффект. Применение таких сепараторов на действующих фабриках позволит увеличить мощности нзмельчнтельного и обогатительного отделений, получить крупнозернистый, хорошо фильтрующийся концентрат, увеличить извлечение железа в концентрат. В период опытов сначала измельченный материал, как обычно, сепарировали на электромагнитном сепараторе при напряженности поля 1500Э с выделением отвальных хвостов и промпродукта. Затем промпродукт без доизмельчения сепари­ ровали вторично при напряженности магнитного поля >1000, 700, 400 и 300Э опять с выделением промпродукта и готового кон­ центрата. При напряжении поля 300—400Э из руды НКХОКа и

(руда НКГОКа) и 11,4—30,2% с содержанием 64,0—63,8% же­ леза (обожженные руды ЦГОКа). Этот технологический прием заслуживает быстрейшего внедрения в практику работы всех фабрик.

Реальной возможностью снижения потерь железа в хвостах является внедрение более совершенных средств классификации в последних стадиях процесса обогащения: гидравлическая классификация, грохочение тонконзмельченных продуктов на щелевых грохотах.

В институте Механобрчермет построен грохот для тонкого грохочения материала и проведены обширные испытания по до­ водке концентратов магнитного обогащения многих фабрик.

Результаты тонкого грохочения продуктов обогащения при работе грохота с ситом шириной 800 мм, длиной 1200 мм и ши-

132

риной щели 0,1 мм, достигнутые при нагрузке 25 т/ч и угле на­ клона сита 42,5°, приведены в табл. 30.

Опыты подтвердили, что в подрешетном продукте грохочения обычно содержится железа на 2,3—3,3% больше, чем в надрешетном, и на 0,7—1,1% больше, чем в питании грохота. Кремне-1 зема в подрешетном продукте содержится меньше на 3,1—4,5%,. на 1,1 — 1,5% меньше, чем в питании.

Внедрение тонкого грохочения на всех обогатительных фаб­ риках даст огромный эффект, позволит улучшить качество кон­ центратов и интенсифицировать работу фабрик.

В 1972 г. на фабрике Днепропетровского ГОКа установлены первые промышленные грохоты для тонкого грохочения концен­ трата и промпродуктов, а также перечнстные гидроциклоны в третьей стадии измельчения, магнитные сепараторы с циркуля­ цией пульпы и сепараторы размером 1200X3000 мм для интен­ сификации процесса классификации, что позволило резко улуч­ шить все показатели (см. табл. 28).

Повышение содержания железа в концентратах до 68—70% на действующих магнитно-обогатительных фабриках — одна из очередных задач технологов-обогатителей. Обширные исследо­ вательские работы позволили наметить ряд схем доработки магнетитового концентрата, успешная реализация которых позво­ лит получать достаточное количество сырья для производства частично-восстановленных окатышей и обеспечит дальнейшее повышение интенсификации доменного производства.

Доводка магнетитовых концентратов, например на СевГОКе и ИиГОКе, по опытным данным института Механобрчермет, не вызывает больших расходов и снижения извлечения железа в. концентрат. Опыты показали, например, что применение раз­

1 3 3

дельного обесшламлнвання магнетнтового концентрата в имею­ щихся дешламаторах с применением дешевых и нетоксичных реагентов (сульфатцеллюлозного щелока или углещелочного раствора) или флотационного процесса может обеспечить полу­ чение применительно к СевГОКу показателей, приведенных в табл.31.

случае применения доведенного концентрата достигает 2,61 руб. (в случае обесшламлнвання) и 3 руб. (в случае доводки флота­ цией). На 1 т концентрата экономический эффект с учетом до­ менного производства соответственно составит 1,63 и 0,28 руб.

На ряде фабрик концентраты с содержанием 67—68% магнетитового железа получают по обычной технологии магнитного обогащения, увеличив тонину измельчения руды и усовершенст­ вовав процесс классификации продуктов обогащения. Дальней­ шее повышение содержания железа в концентрате, вплоть до получения чистых окислов железа, требует применения комби­ нированных схем обогащения с дополнительной перечисткой концентратов флотацией, с помощью которой удаляют тоиковкрёпленные сростки для дальнейшего их раскрытия и доизмельчения, или других способов.

Внедрение на фабриках СССР таких способов доводки кон­ центратов, как гидравлическая классификация и тонкое грохо-

•J34

ченгіе может решить проблему доводки концентратов без приме­ нения флотации. Этот вывод подтверждает опыты по получению концентратов высокой чистоты в институте Механобрчермет. При обогащении криворожских магнетитовых кварцитов приме­ нение контрольной классификации конечного концентрата, иног­ да с дополнительным измельчением или тонким грохочением концентратов СевГОКа, ИнГОКа и НКГОКа, уже позволяло получать продукты с содержанием 68,5% или даже 70% железа при выходе концентрата 31,1—36,8% и извлечении общего желе­ за 65,5—70%). В тех же условиях применение флотации для пе­ речистки концентратов магнитной сепарации дало результаты, приведенные в табл. 32. Приведенные показатели, особенно из-

влечение общего железа, могут быть улучшены за счет доработ­ ки хвостов магнитной сепарации на всех комбинатах.

Положительные результаты дали исследования по получе­ нию из магнетитовых кварцитов Криворожского бассейна и КМА концентратов с содержанием 71% железа и 0,3—0,4% кре­ мнезема. Лучшие результаты, например при переработке' руд Петровского и Лебединского месторождений, получили при до­ водке концентратов по схеме, включающей доизмелъчение магнетитового концентрата, обратную анионную флотацию кварце­ вых зерен и гидравлическую классификацию флотоконцентрата по классу 20 мкм в восходящей струе воды. По этой технологии из руд Петровского месторождения получали 86,8% нового сверхбогатого концентрата с содержанием 71,6%) железа и 0,4%д кремнезема при измельчении 90% железа из обогащаемого кон­ центрата; из руд Лебединского месторождения соответственно

80,5%; 71,7%; 0,37 и 89,2%.

По простой схеме, включающей отсев из магнетитового кон­ центрата класса +5 мкм, гидравлическую классификацию под­ решетного продукта с предварительной селективной флокуля­ цией в слабом магнитном поле (120—100Э) получали 68,4— 72%) концентратов с содержанием 71,6—71,7% железа и 0,4— 0,6%о кремнезема при извлечении железа 72,3—76%). На одной

135

сепараторах с бегущим магнитным полем н в поле низкой на­ пряженности, а также доводкой анионной флотациейпгидравли­ ческой сепарацией. Полученные результаты исследований гово­ рят о целесообразности сооружения на действующих фабриках доводочных секций для выпуска концентратов с содержанием 70% железа.

Увеличению извлечения металла в концентрат будет содей­

10 млн. т железа или примерно 26% всего количества в добытой открытым способом руде. Хвосты обогащения фабрик ЮГОКа, например в 1972 г., содержали 2,5—2,99% магнетитового, 4,93— 6,02% гематитового и гндрогетитового, 4,82—5,65% сидеритового и селпкатного железа.

Для доработки хвостов магнитной сепарации, как показали опыты, можно использовать многие гравитационные аппараты: гидроцпклоны, винтовые сепараторы, щелевые грохоты, конус­ ные сепараторы. Испытания, проведенные на ЦГОКе, показали возможность эффективного применения конусных сепараторов, производительность которых в 8—10 раз выше, чем у винтовых, причем стоимость оборудования на 1 т перерабатываемых хвос­ тов оказывается также меньшей в 10—11 раз. Расчет, выполнен­ ный институтом Механобрчермет, показал, что переработка по

60,6% железа себестоимостью 2,3 руб/т, в том числе при добыче сырья гидромонитором себестоимостью 31 коп/т. Дообогащение хвостов ряда обогатительных фабрик Кривбасса можно произ­ водить на магнитных сепараторах с повышенной напряженно­ стью магнитного поля, флотационными или гравитационными методами. Опыты подтвердили, что за счет высокопнтенснвной магнитной сепарации хвостов на фабрике ЮГОКа извлечение железа можно повысить на 1,3%, на СевГОКе на 3,4% и на ИнГОКе на 4,2%• Опыты по флотационной доводке хвостов фа­ брики НКГОКа показали возможность повысить извлечение об­ щего железа в концентрат с 72,3 до 84,6%. Реконструкция схем обогащения на всех криворожских обогатительных фабриках для дообогащення хвостов позволит произвести дополнительно несколько миллионов тонн концентратов с содержанием 35— 36% железа, 5—8% кремнезема и 15—19% основных окислов, т. е. продукта, который найдет применение в качестве флюсую­ щей добавки к магнетитовому концентрату.

Реализация очищенных от железа отходов обогащения мо­ жет дать комбинатам криворожского бассейна значительную дополнительную прибыль.

На 1975 г. выявлен дефицит щебня по Донецко-Прпднепров-

136

скому району в объеме 18,5 млн. м3, а всего по УССР 36,5 млн. м3. В связи с этим на горно-обогатительных комбина­ тах УССР уже создаются дробильно-магнитно-сортировочные- установки для переработки хвостов, некондиционных руд. На подобной установке НКГОКа попутно получают из дробленой руды отходы, в том числе 50% щебня — из них крупных фракций

промышленные запасы железных руд в Кривбассе, КМА и дру­ гих бассейнах.

при условии внедрения в производство уже разработанных со­ вершенных конструкций обжиговых агрегатов, работающих на дешевом топливе (вместо малоэкономичных трубчатых печей).

На ІДГОКе по этому способу работает крупная фабрика. Здесь перерабатывают наряду с магнетитовыми кварцитами: окисленные по обжигмагнитному способу. Восстановление окис­

1 3 Г

■обжиговых печах. Основные показатели обжиговой фабрики и обогащения обожженой руды постоянно улучшаются (табл. 33).

В общих расходах на концентрат обжигмагннтного обогаще­ ния доля сырья в 1972 г. составляла около 40%, собственно об­ жиг 39% и обогащение обожженной руды 21%. Следовательно, ■снижение стоимости сырья и расхода тепла на обжиг руды в трубчатых печах, который достигает 400 тыс. ккал/т исходного питания — главный резерв достижения высокой эффективности этого способа. Прежде всего целесообразно использовать тепло, ■отходящее с газами при температуре 550—600° С, на подогрев руды, угля и другие цели.

Внедрение обжиговых агрегатов производительностью 80— 100 т/ч для обжига дробленой до — 5 мм руды, как показывают исследования ДонНИИчермета и Механобрчермета, может обеспечить расход тепла на обжиг 1 т руды в пределах не более

250—300 тыс. ккал.

Для снижения стоимости концентрата обжигмагннтного обо­ гащения на фабриках стремятся улучшить использование обо­ рудования во времени, повысить производительность трубчатой печи, снизить расход природного газа, повысить извлечение же­ леза в обожженную руду, увеличить содержание магнетитового железа в ней и извлечение железа в концентрат из обожженной руды. В этом направлении проведен ряд работ, давших положи­ тельные результаты. Например, применение магнитной сепара­ ции в четыре стадии при трехстадийном измельчении, вывод тонковкрапленных минералов из процесса с помощью магнит­ ных гпдроцнклонов конструкции Механобрчермета и другие ме­

•обжигмагнитного обогащения. Улучшение размагничивания про­ дуктов обжигмагннтного обогащения значительно влияет на эф-

J38

'фективность классификации. Повышение эффективности класси­ фикации в результате лучшего размагничивания материала при­ водит к увеличению содержания железа в концентрате примерно на !',!%• Следует внедрять размагничивающие аппараты с мак­ симальной напряженностью магнитного поля 1000Э и частотой

200-400 Гц.

При переработке обожженных руд экономически выгодным оказалось применение магнитных гидроциклонов диаметром 750 мм на сливе второй стадии классификации. Такие гидроциклоиы способствуют уменьшению расхода воды и повышению со­ держания железа в концентрате на 0,4—0,7%.

Возможность использования дешевых видов топлива в каче­ стве восстановителя в восточных районах СССР создает благо­ приятную перспективу для обработки железных руд ряда ме­ сторождений обжигмагнитным способом.

В связи с тем, что гематитовые и магнетитовые кварциты не отличаются существенно по механизму раскрытия зерен и плот­ ности, а эффективность работы грохотов не зависит от степени окисленное™ рудного минерала, можно использовать грохочение тонкоизмельченных продуктов как способ обогащения окислен­ ных руд.

Технологию доводки гравитационно-магнитного концентрата из лнсаковских руд разработал Механобрчермет и проверил ее на промышленных сепараторах. В результате доизмельчения гравитационно-магнитного концентрата до крупности 0,6 мм и сухой магнитной сепарации содержание железа в концентрате повышается с 47,6 до 50,8% при извлечении железа 81,5%- Маг­ нитная сухая сепарация всей руды дает возможность получить концентрат с содержанием 49,1 % железа при извлечении желе­ за 91,9%. При этом себестоимость передела 1 т концентрата на­ ходится в пределах 2 руб.

На обогатительной фабрике ЦГОКа испытаны с хорошими результатами гравитационно-магнитная и гравитационно-маг­ нитно-флотационная схемы обогащения окисленных кварцитов с содержанием в руде 38,2% железа. Схемы позволяют получать 3£,7—47,3°/0 концентрата с содержанием 60,4—64,5% железа при извлечении металла 61,5—80% и себестоимости передела 1 т концентрата более 5,32 руб. (гравитационно-магнитная схема).

Обогащение окисленных криворожских руд, добытых подзем­ ным способом, требует особого внимания.

В табл. 35 приведены показатели обогащения руд подземно­ го способа добычи (Кривбасс) по различным вариантам, разра­ ботанным Механобрчерметом. Как видно, при всех вариантах извлечение железа в концентрат находится в пределах 82,2—

88,8% .

На опытной фабрике Механобрчерметом проведены испыта­ ния пробы бедной кусковой руды, отобранной на всех шахтах Криворожского бассейна пропорционально ожидаемой добыче к

139

1Гравитационно-флотационная схема.

2Гравитационно-магнитная схема.

1976 г. Проба содержала: железа 45,6—47,1%, кремнезема 26,9—25,4%, гематита и марганца 57,1—53%, магнетита 3,2— 2,6% и гидроокислов железа 5,7—11,8. Крупность исходной ру­ ды 100—0 мм, в том числе 63,2% класса 50—10 мм и 18,8% класса ГО—0 мм. Во всех схемах выход концентрата находился- в пределах 46—48,5%; концентрат содержал 64,3—64,5% желе­ за, около 5,5% кремнезема. Хвосты содержали 28,4—31,2% же­ леза; извлечение железа в концентрат находилось в пределах 65—67,5%. Как видно, невысокое извлечение железа в концен­ трат является серьезным доводом против глубокого обогащения руд шахтной добычи по магнитно-гравитационным схемам.

Значительно лучшие показатели по обжигмагнитному спосо­ бу получены при опытных работах бывш. опытно-промышленно­ го предприятия Укрчерметруда, которое теперь входит как спе­ циализированная служба внедрения законченных научно-иссле­

опытно-промышленного предприятия Укрчерметруда показали, что обогащение разубоженных руд подземного способа добычи не только возможно, но и выгодно для ЦГОКа, который теперь перерабатывает окисленные руды открытого способа добычи с содержанием не более 32—34% железа и себестоимостью' 1,5 руб/т.

140