Процесс обогащения магнетита

6.3.1 Процесс магнитной сепарации низкой интенсивности

Процесс магнитной сепарации низкой интенсивности применим к магнетиту или ванадиево-титановому магнетиту, причем магнетит является основным объектом извлечения. Данный процесс характеризуется измельчением до необходимого размера, трехступенчатой грубой сепарацией и одноступенчатой очисткой. Для грубой сепарации обычно используются мокрые магнитные сепараторы низкой интенсивности противоточного или противовращающегося типа, а в качестве очистителей — магнитные сепарационные колонны. Перед магнитными сепараторами всегда устанавливаются отводные резервуары для удаления немагнитных шламов. В случае руд с крупным размером частиц или высоким содержанием железа рекомендуется процесс непрерывного измельчения и низкоинтенсивной магнитной сепарации, например, если руда, поступающая прямо из шахты, дробится и измельчается до размера более 0,2–0,3 мм. В случае руд с мелким рассеянием или низким содержанием полезного компонента в головке необходимо применять процесс ступенчатого измельчения и сепарации, то есть использовать грубый сепаратор для отбора части хвостов после первичного измельчения и снижения нагрузки на последующие этапы измельчения и сепарации. Часто применяется тонкое просеивание для возврата перебороненного материала на повторное измельчение.

На рис. 6.1(а) показан процесс многоступенчатого измельчения и сепарации, который ранее применялся при добыче магнетита в районах Аншань-Бэньси и Цзидун. Размагничивание проводится для предотвращения влияния магнитной агломерации на эффективность классификации и во избежание чрезмерного измельчения. Предварительное намагничивание проводится для снижения потерь мелкой руды. Для фракций размером более 0,1 мм всегда используется механический классификатор, а для фракций размером менее 0,1 мм — гидроциклон. Содержание фракции -200M, составляющее 95%, соответствует размеру 0,074 мм. На рис. 6.1(b) представлена усовершенствованная технологическая схема, показанная на рис. 6.1(a), включающая трёхступенчатое измельчение и четырёхступенчатое тонкое просеивание, что позволило повысить содержание в концентрате с 62%–63% до более 65%.

Мелкоячеистые грохоты, работающие на высокой частоте, служат для предотвращения попадания крупнофракционных застрявших частиц в процесс очистки и их влияния на сорт конечного продукта. Эти крупнофракционные частицы поступают в перелив гидроциклона в результате равномерного осаждения. Они содержат лишь небольшие количества магнетита, но всегда извлекаются в концентрат. Мелкоячеистый грохот помогает отсеять эти частицы или вернуть их на повторное измельчение, что позволяет повысить качество материала, не достигшего требуемого размера. Эффективность просеивания зависит от производительности мелкоячеистых грохотов. В настоящее время используются высокочастотные мелкоячеистые грохоты серии MVS, разработанные компанией «Таншань Лукай Технолоджи Ко., Лтд.», грохоты типа GPS, разработанные Чаншаньским научно-исследовательским институтом, модель gyx31-1007, разработанная компанией «Гуанчжоу Нонферроус», а также высокочастотный вибрационный грохот Derrick из США.

6.3.2 Комбинированный процесс Магнитная сепарация низкой интенсивности и обратная флотация

Учитывая сложность повышения качества некоторых железорудных концентратов и высокое содержание примесей, таких как SiO₂, в железорудных концентратах, в последние годы были разработаны комбинированные процессы, сочетающие низкоинтенсивную магнитную сепарацию и обратную флотацию, причем обратная флотация используется для обогащения магнитного концентрата.

Обратную флотацию можно проводить с использованием катионных или анионных собирателей.

В случае катионная обратная флотация, в качестве коллектора для пустых пород, таких как силикаты и карбонаты, всегда используется смешанный амин или додециламин, а для избирательного подавления железосодержащих минералов — растворимый крахмал. Норма расхода амина и крахмала составляет соответственно около 100 г/т и свыше 1000 г/т. При необходимости для десульфуризации путем подавления пирита можно использовать сульфат аммония. Например, на обогатительной фабрике «Куандянь» в провинции Ляонин катионный собиратель применяется при обратной флотации бедной магнетитовой руды с технологической схемой и условиями использования реагентов, показанными на рис. 6.2. В случае высокой жёсткости и высокого значения pH циркулирующей воды для регулирования pH пульпы можно использовать соляную или серную кислоту, как это делается при обратной флотации обжаренного магнетита на предприятии «Цзяуцюань Ирон энд Стил Ко., Лтд.».

Катионная обратная флотация обладает такими преимуществами, как использование одного реагента, низкая температура шлама (выше 25 градусов) и нейтральная пульпа. Однако у этого метода есть и недостатки, такие как липкая пена, которая затрудняет последующую переработку, а также низкая селективность, приводящая к относительно высокому содержанию SiO₂ в железном концентрате и нестабильному показателю. Кроме того, реагенты могут вызывать сильную коррозию резиновых деталей.

Этот обратная флотация может включать в себя несколько операций грубой флотации, очистки и отмывки. Пену можно сконцентрировать и повторно измельчить, а затем подвергнуть магнитной сепарации для отделения хвостов и возвращения на обратную флотацию.

По сравнению с процессом катионной обратной флотации преимуществами процесса анионной обратной флотации являются отсутствие липкости пены, относительная стабильность показателей и практически полное отсутствие коррозионного воздействия на резину. Недостатки заключаются в том, что требуется больше видов реагентов, необходима более высокая температура пульпы (выше 30 °C), а щелочная пульпа благоприятно влияет на транспортировку концентрата по трубопроводу. Щелочная пульпа вредна для фильтрации, поэтому перед фильтрацией требуется кислотная обработка.

При анионной обратной флотации в качестве коллектора можно использовать MZ-21 и MH-80, в качестве регулятора pH — NaOH, в качестве депрессанта пустой породы — крахмал, а в качестве активатора — CaO. Дозировка коллектора может составлять несколько сотен граммов на тонну и вводиться отдельно на этапах грубой, чистой или окончательной флотации. Дозировка NaOH и крахмала превышает 1000 г/т, а CaO составляет около 400 г/т.

Типичная технологическая схема анионной обратной флотации представлена на рис. 6.3; она включает один грубый флотатор, один очистительный флотатор и три отборочных флотатора, причем каждый промежуточный флотатор последовательно возвращает флотационную жидкость на предыдущую операцию.

6.3.3 Общий процесс магнитной сепарации

На большинстве магнетитовых обогатительных фабрик в качестве очистного оборудования традиционно используется обычный барабанный магнитный сепаратор. Несмотря на то, что было осуществлено множество технических усовершенствований в отношении технических характеристик, методов подачи руды, конструкции резервуара и т. д., селективность остается недостаточно высокой из-за сильной магнитной агломерации, что приводит к увлечению как магнитных, так и немагнитных частиц. Содержание w(SiO₂) часто превышает 6,51 TP3T. Весь процесс магнитной сепарации представляет собой комбинацию различных новых устройств магнитной сепарации, среди которых типичными являются: магнитная колонна, высокочастотный вибрационный грохот для мелких фракций, сепаратор с магнитным полем, гравитационный сепаратор магнитных агломератов, демагнитизатор и т. д., что значительно улучшает эффективность технологии магнитной сепарации по сравнению с традиционным оборудованием для магнитной сепарации низкой интенсивности. По сравнению с обратной флотацией весь магнитная сепарация Данный процесс отличается простотой, надежностью, низкими инвестиционными затратами, короткими сроками строительства, низкими эксплуатационными расходами, отсутствием загрязнения окружающей среды и другими преимуществами. Он позволяет получить хорошие показатели при переработке мелкодисперсного магнетита.