1. Mbinu kamili ya uchujaji kwa mtiririko wa maji kwa madini rahisi ya sideriti, inayojulikana kwa hatua zifuatazo: baada ya kusagwa na kusagwa kwa malighafi ya sideriti, hatua moja ya uchujaji wa awali na hatua tatu za kusafisha hufanywa;

• Uchongaji wa awali: sodiamu heksametafosfeti huongezwa kama kidhibiti kwa kiwango cha gramu 300–600 kwa tani ili kuboresha usambazaji wa pulpa, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; asidi ya salfuri hutumika kurekebisha pH iwe 5–6, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kama kizuia-foamu kwa kiwango cha 500–800 g/t, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; mkusanyaji wa sideriti aina ya SP huongezwa kwa kiwango cha 400–800 g/t, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; Mafuta ya Na. 2 huongezwa kama kichochea povu kwa kiwango cha 10–40 g/t, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; kisha hewa huingizwa na povu husafishwa ili kupata bidhaa ya povu I, ambayo huendelea na hatua inayofuata ya usafishaji;
• Usafishaji I: asidi ya sulfúriki hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kwa gramu 300–500 kwa tani, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; Mafuta ya No. 2 huongezwa kwa 10–30 g/t, huchanganywa kwa dakika 3–6; hewa huingizwa na povu husuguliwa ili kupata bidhaa ya povu II, ambayo inaendelea kwenye hatua inayofuata ya kusafisha;
• Usafishaji II: asidi ya sulfúriki hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kwa gramu 200–400 kwa tani, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; Mafuta ya nambari 2 yameongezwa kwa 10–20 g/t, huku yakikorogwa kwa dakika 3–6; hewa inaingizwa na povu linakusanywa ili kupata bidhaa ya povu III, ambayo inaendelea kwenye hatua inayofuata ya kusafisha;
• Usafishaji III: asidi ya sulfúriki hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikikorogwa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kwa gramu 100–300 kwa tani, huku ikikorogwa kwa dakika 3–6; Mafuta nambari 2 yameongezwa kwa 5–10 g/t; hewa inaingizwa na povu linakusanywa; bidhaa ya povu inapunguzwa maji na kukaushwa ili kupata mkusanyiko wa mwisho wa sideriti.

2. Njia ya uboreshaji wa madini kwa kutumia mtiririko kamili kwa madini rahisi ya siderite kulingana na dai la 1, ikiofafanuliwa kwa kuwa ule mchakato wa kusaga na kusaga sana unajumuisha kusaga malighafi ya siderite hadi chini ya 3 mm, kuihomogenisha, na kuisaga katika mashine ya kusagia mpira kwa uwiano wa uzito wa kioevu kwa kigumu wa 1:2 hadi unene ambao sehemu ya –0.074 mm inachangia 75%–95% na sehemu ya –0.100 mm inachangia 100%.

3. Njia ya uchujaji kwa mtiririko kamili kwa madini rahisi ya sideriti kulingana na dai la 1, ikitambulika kwa kuwa uondoaji maji na ukaushaji huo unajumuisha kukauka kwa bidhaa ya povu hadi kiwango cha unyevu kwa uzito kiwe chini ya 5%.

Mbinu ya Uboreshaji kwa Mafuriko Kamili kwa Madini Ghafi Rahisi ya Sideriti

I. Uwanja wa Kiufundi
Ubunifu huu unahusu mbinu kamili ya uchimbaji kwa njia ya kuelea kwa madini rahisi ya siderite, inayohusiana na uwanja wa kiufundi wa uchakataji madini ya chuma. Inafaa hasa kwa uchimbaji wa madini ambapo siderite ndiyo madini kuu, ikihusiana na hematite–limonite, pyrrhotite, pyrite, n.k.

II. Sanaa ya msingi
Miongoni mwa akiba zilizothibitishwa za madini ya chuma, ingawa siderite (ikiwa ni pamoja na siderite rahisi, hematite, limonite, miunganiko ya siderite–limonite, n.k.) inachangia chini ya 10% ya akiba za dunia, makadirio yanaonyesha kwamba katika rasilimali zinazoweza kupatikana za madini ya chuma duniani, siderite inachangia zaidi ya 40%. China ina rasilimali za siderite kwa wingi, na akiba zake zikiwa miongoni mwa bora duniani, zikifikia jumla ya takriban tani bilioni 1.834. Kwa sababu siderite ina ukubwa mdogo sana wa usambazaji, muundo tata, na kiwango cha chini, chuma hupatikana hasa katika muundo wa kabonati. Sehemu ya siderite, kutokana na uingizwaji wa Fe²⁺ na Mg²⁺ na Mn²⁺, huunda siderite ya magnesiamu-manganisi kama mchanganyiko isomorfiki, na hupatikana ndani ya hematite-limonite na magnetite. Limoniti ina daraja la chini na ni tata na ngumu kuchakata, jambo linalofanya iwe vigumu kuboresha daraja na urejeshaji wa chuma; zaidi ya hayo, huwa inazalisha tope wakati wa kusaga, jambo linaloathiri kiwango cha uchakataji. Kwa sasa, sidariti, limoniti, na madini ya chuma yanayohusiana yenye daraja la chini na tata yanatambulika sana kama changamoto ngumu za uchakataji. Ili kuendeleza kikamilifu rasilimali za siderite za daraja la chini zinazotawaliwa na siderite, nchi za nje mara nyingi hutumia michakato ya kawaida ya uchimbaji wa kimwili kama vile utenganishaji kwa mvuto, utenganishaji wa sumaku wa nguvu kubwa, uelea, uchomaji, n.k., peke yake au kwa pamoja. Katika miaka ya 1950 na 1960, nchi kadhaa za Ulaya Mashariki zilijenga visindikaji vya nusu-viwandani vya siderite, lakini vyote vilikumbwa na viashiria vya chini vya jumla vya kiufundi na kiuchumi. Kwa mfano, kichujio cha Bakal nchini Ukraine, kilichotumia mchakato wa kuchoma, kilifanikiwa tu kufikia kiwango cha mkusanyiko cha hadi 53%; mfano mwingine ni kichujio cha Děčín nchini Czech, kilichotumia mfumo mseto wa mtiririko wa umeme-ufukuzi na kutoa kiwango cha mkusanyiko wa chuma cha takriban 35% tu. Nchini Ujerumani, kiwanda cha Siegerland kilichakata madini ya siderite yenye manganisi na kupata kiwango cha madini ya chuma cha 50% kwa urejeshaji wa 62.8% (tazama “Teknolojia ya uboreshaji wa madini ya chuma ya kabonati yenye oksidi ya magnesiamu,” Usindikaji wa Madini Ghafi ya Chuma ya Kigeni, 1975, 7: 4652). Hadi sasa, hakuna utaratibu wa viwandani kwa madini rahisi ya sideriti ndani ya nchi au kimataifa. Ingawa baadhi ya sideriti zinazohusiana zinaweza kupatikana kikamilifu katika mtiririko wa usindikaji wa madini ya chuma katika Mgodi wa Chuma wa Daye na Mgodi wa Chuma wa Jiuquan, mkusanyiko wa sideriti uliopatikana una takriban 35% ya chuma tu.

Siderite ni madini ya aina ya kabonati, na baada ya kuchomwa kiwango chake cha chuma huongezeka kwa kiasi kikubwa. Ingawa mchakato wa kuchoma unaweza kutoa mkusanyiko wa chuma wenye kiwango cha juu kiasi, unahusisha hatua mbili za kuchoma (moja ya kuchoma kwa kutumia sumaku na moja ya sintering), jambo linalosababisha gharama kuwa kubwa sana. Ikiwa mbinu za kawaida za uboreshaji wa kimwili zinaweza kuongeza kiwango cha chuma hadi takriban 39%, na kisha bidhaa ikapelekwa katika pellet na kusinteriwa, kiwango cha chuma kinaweza kupandishwa hadi takriban 55%, hivyo kuondoa hatua moja ya kuchoma na kupunguza gharama za kuchoma, na kuleta faida za kiuchumi zilizoboreshwa. Vilevile, utenganishaji wa sumaku wenye nguvu kubwa hutumia umeme na maji kwa wingi, una gharama kubwa, na ni vigumu kuufanya viwandani. Kwa sasa, hakuna uzoefu wa vitendo uliofanikiwa wa 'full-flotation' kwa ajili ya 'siderite', hasa kutokana na ugumu wa kuchagua wakusanyaji wa 'siderite' wenye ufanisi.

III. Muhtasari wa Ubunifu
Ubunifu huu unatoa mbinu kamili ya uongezaji thamani kwa mtiririko wa maji kwa madini rahisi ya siderite. Kwa madini rahisi ya siderite yenye kiasi kidogo cha hematite–limonite, pyrrhotite, pyrite, n.k., mtiririko wa uchujaji kamili unatumika, ambao unaweza kutoa mkusanyiko wa siderite wenye daraja la TFe ≥ 38% na urejeshaji wa chuma wa 75–86%. Mtiririko wa mchakato wa ufuli kamili uliotolewa na uvumbuzi huu hutumia mkusanyaji wa siderite unaosababisha uvutaji mkali wa kifizikia-kemikali kwenye uso wa siderite, hivyo kufanikisha utenganishaji bora wa siderite kutoka kwa madini mengine.

Mtiririko kamili wa ufulutishaji kwa siderite kulingana na uvumbuzi huu unajumuisha hatua zifuatazo:

(1) Kuponda na kusaga chakula cha mifugoChanzo cha siderite kinakandwa hadi chini ya 3 mm na kusawazishwa. Kisha kinapondwa katika mashine ya kuponda mpira kwa uwiano wa kioevu kwa kigumu (kwa uzito) wa 1:2. Unyevu wa kusaga ni kwamba sehemu chini ya 0.074 mm inachangia 75–95% na sehemu chini ya 0.100 mm inachangia 100%.

(2) Hatua za kueleaHatua moja ya uondoaji wa awali na hatua tatu za kusafisha hufanywa kwa sideriti.

• Uchongaji wa awali wa sideriti: Sodiamu heksametafosfeti huongezwa kama kidhibiti kwa gramu 300–600 kwa tani ili kuboresha usambazaji wa laini, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; asidi ya salfuri hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kama kichanganyaji cha kupunguza povu kwa 500–800 g/t, huku kikichanganywa kwa dakika 3–6; kikusanyaji cha siderite cha aina ya SP chenye ufanisi wa juu huongezwa kwa 400–800 g/t, huku kikichanganywa kwa dakika 3–6; Mafuta ya No. 2 huongezwa kama kizalishaji povu kwa 10–40 g/t, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; kisha hewa huingizwa na povu husuguliwa ili kupata bidhaa ya povu I, ambayo huendelea na hatua inayofuata ya kusafisha.
• Usafishaji wa Siderite IAsidi ya sulfuri hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikikorogwa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kwa gramu 300–500 kwa tani, huku ikikorogwa kwa dakika 3–6; Mafuta ya nambari 2 huongezwa kwa 10–30 g/t, huchanganywa kwa dakika 3–6; hewa huingizwa na povu hufukuliwa ili kupata bidhaa ya povu II, ambayo inaendelea kwenye hatua inayofuata ya kusafisha.
• Usafishaji wa Siderite IIAsidi ya sulfuri hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kwa gramu 200–400 kwa tani, huku ikichanganywa kwa dakika 3–6; Mafuta ya nambari 2 huongezwa kwa 10–20 g/t, huchanganywa kwa dakika 3–6; hewa huingizwa na povu huchongwa ili kupata bidhaa ya povu III, ambayo inaendelea kwenye hatua inayofuata ya kusafisha.
• Usafishaji wa Siderite IIIAsidi ya salfuri hutumika kurekebisha pH hadi 5–6, huku ikikorogwa kwa dakika 3–6; wanga huongezwa kwa gramu 100–300 kwa tani, huku ikikorogwa kwa dakika 3–6; Mafuta nambari 2 huongezwa kwa 5–10 g/t; hewa huingizwa na povu hufukuliwa. Bidhaa ya povu hupunguzwa maji na kukaushwa ili kupata mkusanyiko wa mwisho wa sideriti.

Kolekta ya aina ya SP imefichuliwa katika maombi ya hati miliki namba 200810058134.3, na muundo wake na mchakato wa maandalizi ni kama ifuatavyo:

Malighafi:

• S₁: dodecylamine
• S₂: amini mchanganyiko
• S₃: amini ya eter
• S₄: asidi nafteniki (CₙH₂ₙ₋₁COOH)
• P₁: asidi ya salfa
• P₂: asidi ya hidrokloriki
• P₃: soda kali (hydroksidi ya sodiamu)

Uwiano wa uzito:

• S = dodecylamine S₁ : amine mchanganyiko S₂ : asidi hidrokloriki P₂ = 20–40 : 20–40 : 80–20
• P = amini ya eteri S₃ : asidi ya naftheniki S₄ : soda kaustiki P₃ : asidi ya salfuri P₁ = 10–30 : 20–50 : 10–20 : 60–10
• SP = S : P = 10–80 : 90–20

Usafi wa dodecylamine ni ≥96%, amini mchanganyiko ≥95%, mkusanyiko wa asidi ya klorohidriki ≥35% kwa uzito; mkusanyiko wa asidi ya salfuri ≥95% kwa uzito, usafi wa soda ya kaustiki ≥96%, usafi wa amini ya eteri ≥98%, usafi wa asidi ya naftheniki ≥98%.

Kolekta ya SP inatayarishwa kulingana na fomula iliyotajwa hapo juu kwa njia ifuatayo:

• Uandaaji wa S: Kulingana na uwiano wa uzito, gawa asidi hidrokloriki P₂ katika sehemu mbili sawa. Changanya sehemu moja na dodecylamine S₁ ukikoroga na uache kwa dakika 20; changanya sehemu nyingine na amine mchanganyiko S₂ ukikoroga na uache kwa dakika 20; kisha changanya mchanganyiko yote miwili, koroga kwa dakika 5, na uache kwa joto la chumba na shinikizo la anga kwa dakika 20.
• Uandaaji wa PKulingana na uwiano wa uzito, kwanza changanya amini ya eter S₃ na asidi ya naftheniki S₄ kwa usawa na uache kwa dakika 5 ili kupata mchanganyiko; kisha changanya mchanganyiko huo na soda kaustiki P₃ na kisha na asidi ya salfuri P₁, ukikoroga kwa usawa, na uache kwa dakika 10.
• Uandaaji wa SPKulingana na uwiano wa uzito, ongeza S na P pamoja, koroga hadi iwe sawasawa, na acha kwa dakika 20 hadi joto lipungue hadi kiwango cha chumba ili kupata bidhaa ya mkusanyiko.

Ikilinganishwa na teknolojia zinazojulikana, uvumbuzi huu una faida na athari chanya zifuatazo: Kwa madini rahisi ya siderite yenye kiasi kidogo cha hematite–limonite, pyrrhotite, pyrite, n.k., mtiririko wa mtiririko kamili unaweza kutoa mkusanyiko wa siderite wenye TFe ≥ 38% na urejeshaji wa chuma wa 75–86%. Mtiririko wa mtiririko kamili wa flotation uliotolewa na uvumbuzi huu unatumia mkusanyaji wa siderite unaoruhusu uvutaji imara wa fizikia-kemikali kwenye uso wa siderite, na hivyo kuwezesha utenganishaji bora wa siderite kutoka kwa madini mengine.

IV. Maelezo mafupi ya michoro
Mchoro 1 ni mtiririko wa mchakato wa uvumbuzi huu.

V. Maelezo ya Kina ya Mifano

Mfano 1
Sampuli ya siderite ilitoka katika eneo fulani katika Mkoa wa Yunnan. Madini ghafi hayakuvuka viwango vya sulfuri, fosforasi, au arseniki. Kipengele kikuu kinachoweza kurejeshwa kilikuwa chuma, na vipengele vingine havikufikia thamani za urejeshaji kamili. Maudhui ya madini na muundo wa kemikali wa madini ghafi yanaonyeshwa katika Jedwali la 1 na Jedwali la 2, mtawalia. Kwa kutumia mtiririko kamili wa flotation ulioonyeshwa kwenye Mchoro 1, siderite ilivunjwa hadi chini ya 3 mm na kusawazishwa. Ilisagwa katika mashine ya kusagia ya mpira kwa uwiano wa kioevu-kwa-gumu wa 1:2 hadi unene wa –0.074 mm ukichukua 85.38%. Mpangilio wa kemikali za uelea ulikuwa:
(1) Uondoaji wa awali wa Siderite: sodiamu heksametafosfeti 300 g/t, kukoroga kwa dakika 4; asidi ya sulfuri hadi pH 5–6, kukoroga kwa dakika 4; Kolekta ya SP 600 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; wanga 600 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; mafuta No. 2 40 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; uingizaji hewa na kusafisha povu.
(2) Usafishaji wa Siderite I: wanga 300 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; mafuta nambari 2 20 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; uingizaji hewa na kupangusa povu.
(3) Usafishaji wa Siderite II: asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; wanga 200 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; mafuta No. 2 15 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; uingizaji hewa na kupangua povu.
(4) Usafishaji wa Siderite III: asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; wanga 100 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; mafuta No. 2 6 g/t, kuchanganya kwa dakika 3; uingizaji hewa na kupangua povu.
Bubujiko lilipunguzwa maji na kukaushwa hadi kiwango cha unyevu kuwa chini ya 5% kwa uzito ili kupata mkusanyiko wa sideriti. Viashiria vilivyopatikana vinaonyeshwa katika Jedwali la 3.

Vifaa vilivyotumika: kinu cha mpira Φ900×1800 mm, visagaji vya taya Φ10×50 mm na Φ3×30 mm, seli za kuelea za kujitengenezea hewa (kiasi cha seli moja 3 m³) zilizotengenezwa na Kiwanda cha Mashine za Uchimbaji Madini cha Kunming Ciba, kichanganuzi cha mzingo Φ2000 mm, hydrocyclone Φ150 mm.

Jedwali la 1 Muundo wa madini ya madini ghafi

Jedwali la 2 Uchambuzi wa kemikali wa madini ghafi

Jedwali la 3 Viashiria vya uboreshaji katika mtiririko wa kazi

Mfano wa 2
Sampuli ya siderite ilitoka katika eneo fulani katika Mkoa wa Yunnan. Madini ghafi hayakuvuka viwango vya sulfuri, fosforasi, au arseniki. Kipengele kikuu kinachoweza kurejeshwa kilikuwa chuma, na vipengele vingine havikufikia thamani za urejeshaji kamili. Maudhui ya madini na muundo wa kemikali wa madini ghafi yanaonyeshwa katika Jedwali 4 na 5, mtawalia. Kwa kutumia mtiririko kamili wa flotation wa Mchoro 1, ukubwa wa kusaga ulikuwa –0.074 mm ukichukua 88.78%. Mpangilio wa kemikali ulikuwa:
(1) Usafishaji wa awali wa siderite: hexametafosfati ya sodiamu 400 g/t; asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; mkusanyaji wa SP 700 g/t; wanga 600 g/t; mafuta No. 2 40 g/t; uingizaji hewa na kusafisha povu.
(2) Usafishaji wa Siderite I: wanga 400 g/t; mafuta No. 2 20 g/t; uingizaji hewa na kupangusa povu.
(3) Usafishaji wa Siderite II: asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; wanga 200 g/t; mafuta nambari 2 15 g/t; uingizaji hewa na kupangusa povu.
(4) Usafishaji wa Siderite III: asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; wanga 200 g/t; mafuta No. 2 6 g/t; uingizaji hewa na kupangua povu.
Viashiria vinaonyeshwa katika Jedwali la 6.

Jedwali la 4 Muundo wa madini ya madini ghafi

Jedwali la 5 Uchambuzi wa kemikali wa madini ghafi

Jedwali la 6 Viashiria vya uboreshaji katika mtiririko wa kazi

Mfano wa 3
Sampuli ya siderite ilitoka katika eneo fulani katika Mkoa wa Gansu. Madini ghafi hayakuvuka viwango vya sulfuri, fosforasi, au arseniki. Kipengele kikuu kinachoweza kurejeshwa kilikuwa chuma, na vipengele vingine havikufikia thamani za urejeshaji kamili. Yaliyomo ya madini na muundo wa kemikali wa madini ghafi yanaonyeshwa katika Jedwali la 7 na Jedwali la 8, mtawalia. Kwa kutumia mtiririko wa flotation kamili wa Mchoro 1, ukubwa wa kusaga ulikuwa –0.074 mm ukichukua 81.68%. Mpangilio wa kemikali ulikuwa:
(1) Usafishaji wa awali wa siderite: hexametafosfati ya sodiamu 400 g/t; asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; mkusanyaji wa SP 700 g/t; wanga 600 g/t; mafuta No. 2 40 g/t; uingizaji hewa na kusafisha povu.
(2) Usafishaji wa Siderite I: wanga 400 g/t; mafuta No. 2 20 g/t; uingizaji hewa na kupangusa povu.
(3) Usafishaji wa Siderite II: asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; wanga 200 g/t; mafuta nambari 2 15 g/t; uingizaji hewa na kupangusa povu.
(4) Usafishaji wa Siderite III: asidi ya sulfuri hadi pH 5–6; wanga 200 g/t; mafuta No. 2 6 g/t; uingizaji hewa na kupangua povu.
Viashiria vya uboreshaji vinaonyeshwa katika Jedwali la 9.

Jedwali la 7 Muundo wa madini ya madini ghafi

Jedwali la 8 Uchambuzi wa kemikali wa madini ghafi

Jedwali la 9 Viashiria vya uboreshaji katika mtiririko wa kazi