Изобретение относится к обогащению рудной шихты железных руд и может быть использовано на горно-обогатительных комбинатах при производстве железорудных концентратов.

Объём добычи гематитсодержащих железных руд на Михайловском месторождении Курской магнитной аномалии составляет более 50 миллионов тонн в год при типичном содержании общего железа 38-42%. Вовлечение в переработку окисленных железистых кварцитов попутной добычи является наиболее перспективным и экономичным источником роста производства концентратов без увеличения объёмов добычи магнетитовых руд.

Предшествующий уровень техники.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к заявленной схеме является способ обогащения гематитовых руд, включающий постадийный процесс дробления и магнитно-флотационный процесс обогащения, включающий три стадии измельчения, магнитные сепарации первой и второй стадий соответственно после первой и второй стадий измельчения, флотацию магнитного продукта второй стадии магнитной сепарации после третьей стадии его измельчения. Каждую стадию магнитной сепарации проводят в два приёма последовательно. Сепарацию второго приёма осуществляют в сильном поле. После постадийного процесса дробления на сепараторах, магнитная система которых обеспечивает выполнение магнитными притягивающими силами поля работы по высоте слоя сепарируемого продукта в пределах (0, 3-3,0) • 10 ¹¹ А ² /м ² , осуществляют предварительную магнитную сепарацию конечного продукта дробления с выделением магнитного продукта, который направляют на магнитно-флотационный процесс обогащения, и немагнитного продукта, который в дальнейшем выводят из процесса обогащения. Первый приём магнитных сепараций обеих стадий осуществляют на барабанных магнитных сепараторах для мокрой магнитной сепарации в среднем поле с индукцией на поверхности барабана не ниже 0,25 Тл при работе магнитных притягивающих сил поля в рабочей зоне сепаратора (0, 7-2,0)- 1О ¹⁰ А ² /М ² . Первый приём магнитных сепараций обеих стадий осуществляют на барабанных магнитных сепараторах для мокрой магнитной се- парации с магнитными системами, создающими на равных расстояниях от рабочей поверхности барабана одинаковую по величине напряжённость магнитного поля. (Патент RU №2383392, кл. ВОЗВ 7/00, ВОЗС 1/00, опубл. 10.03.2010 выбран за прототип).

Недостатками известного способа являются:

- использование энергоёмкой высокоинтенсивной магнитной сепарации (ВИМС), применение громоздких, ненадёжных и зависимых от содержания магнетита в питании ВИМС;

- применение неунифицированных по напряжённости магнитного поля магнитных сепараторов с низкой, средней и высокой напряжённостью;

- совместное обогащение магнитной и немагнитной фракций рудной шихты, различающихся по физическим свойствам и минералогопетрографическому составу, что неизбежно приводит к дополнительным потерям ценных компонентов;

- применение обратной катионной флотации в одну стадию, что отрицательно сказывается на устойчивости получения конечного качества концентрата;

- отсутствие способов увеличения эффективности флотационного обогащения;

- получение конечного концентрата с содержанием железа не более 66%, что становится все менее привлекательным в современной металлургии.

Раскрытие изобретения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса извлечения железосодержащих минералов из гематитсо- держащих железных руд и получение железорудного концентрата с содержанием железа 66,6-68,6% при извлечении 76-77% с возможностью:

- перерабатывать гематитсодержащие железные руды различающегося минерального состава, с запланированным качеством получаемых концентратов, получать высококачественные (до 68,6% содержания железа), низкокремнезёмистые (менее 1,3% содержания SiCh) концентраты;

- повысить суммарное извлечение железа за счет достижения извлечения железа в магнитной фракции на уровне не ниже 95-97%; - повысить селективность разделения в операциях флотации за счет предварительного вывода магнитных фракций;

- повысить извлечение железа за счет применения механоактивации поверхности минералов перед операциями контрольной флотации;

- варьировать качественные и количественные показатели обогащения за счёт исключения участка контрольной флотации.

Указанный технический результат достигается тем, что способ обогащения гематитсодержащих железных руд, включающий мокрую магнитную сепарацию, измельчение, флотацию, отличающийся тем, что измельченную руду до крупности 80% класса минус 0,16 мм направляют на мокрую магнитную сепарацию 1 (ММС 1), которая разделяет пульпу на немагнитную фракцию и магнитную фракцию. При этом магнитная фракция подвергается классификации 1, после которой пески поступают на измельчение 1 и возвращаются на классификацию 1 , а слив направляется на обесшламливание. Шламы отводят в хвосты, а пески поступают на мокрую магнитную сепарацию 2 (ММС 2), после которой немагнитная фракция поступает на основную флотацию 1, а магнитная фракция поступает на мокрую магнитную сепарацию 3 (ММС 3), после которой немагнитная фракция поступает на основную флотацию 1, а магнитная фракция поступает на мокрую магнитную сепарацию 4 (ММС 4), после которой немагнитная фракция поступает на основную флотацию 1 , а магнитная фракция поступает в сгущение 2, после которого слив поступает в оборотную воду, а пески поступают на фильтрацию с образованием фильтрата, который возвращается в сгущение 2, и образованием кека, который является товарным концентратом. Немагнитная фракция от ММС 1, ММС 2, ММС 3, ММС 4 поступает на основную флотацию 1, пенный продукт которой отводят в хвосты, а камерный продукт направляют на классификацию 2, пески которой поступают на измельчение 2, после чего их возвращают на классификацию 2, слив поступает на основную флотацию 2, пенный продукт которой отводят в хвосты, а камерный продукт направляют на классификацию 3, пески которой поступают на измельчение 3, после чего их возвращают на классификацию 3, слив поступает на основную флотацию 3, пенный продукт которой отводят в хвосты, а камерный продукт направляют на перечистную флотацию, камерный продукт которой направляют на сгущение 2, а пенный продукт - на сгущение 1, слив которого поступает в оборотную воду, а пески - на механоактивацию и далее на контрольную флотацию 1 , пенный продукт которой отводят в хвосты, а камерный продукт направляют на контрольную флотацию 2, пенный продукт которой отводят в хвосты, а камерный продукт поступает на сгущение 2.

Существует вариант, в котором магнитную фракцию мокрой магнитной сепарации 4 направляют на сгущение 1 , после которой слив отводят в оборотную воду, а пески направляют на фильтрацию, после которой фильтрат подают на сгущение 1 , а образующийся кек является товарным концентратом. Пенный продукт перечистной флотации отводят в отвальные хвосты, а камерный продукт подают на сгущение 1.

Краткое описание чертежей.

Изобретение - способ обогащения гематитсодержащих железных руд иллюстрируется схемами, представленными на Fig. 1 и Fig. 2.

На Fig. 1 изображен лучший вариант использования изобретения, позволяющий повысить эффективность процесса извлечения железосодержащих минералов из гематитсодержащих железных руд, увеличить суммарное извлечение железа за счет достижения извлечения железа в магнитной фракции на уровне не ниже 95-97%, применения механоактивации поверхности минералов перед контрольными операциями флотации, повышения селективности разделения в операциях основной и перечистной флотации за счет предварительного вывода магнитных фракций.

На Fig. 2 изображен вариант применения изобретения, позволяющий повысить эффективность процесса извлечения железосодержащих минералов из гематитсодержащих железных руд, увеличить суммарное извлечение железа за счет достижения извлечения железа в магнитной фракции на уровне не ниже 95-97%, повышения селективности разделения в операциях основной и перечистной флотации за счет предварительного вывода магнитных фракций, с получением высококачественных (до 68,6% содержания железа), низкокремнезёмистых (менее 1,3% содержания SiCh) концентратов.

Лучший вариант осуществления изобретения.

Ниже приведено описание схемы осуществления способа обогащения гематитсодержащих железных руд представленной на Fig. 1.

Исходную руду, представленную гематитсодержащими железными рудами, измельченную до крупности 80% класса минус 0,16 мм направляют на ММС 1 в магнитные сепараторы. Магнитная фракция ММС 1 из магнитных сепараторов поступает на классификацию 1 , например, в высокочастотные грохоты, после которой надрешётный продукт класса плюс 0,053 мм поступает на измельчение 1 в шаровые мельницы и снова возвращается на классификацию 1 в высокочастотные грохоты; подрешётный продукт класса минус 0,053 мм поступает на обесшламли- вание в магнитные дешламаторы. Магнитными дешламаторами шламы выводят в отвальные хвосты, а пески направляют на ММС 2 в магнитные сепараторы, после которой немагнитная фракция поступает на основную флотацию 1 во флотома- шины, а магнитная фракция поступает на ММС 3 в магнитные сепараторы, после которой немагнитная фракция поступает на основную флотацию 1 во флотома- шины, а магнитная фракция поступает на ММС 4 в магнитные сепараторы, после которой немагнитная фракция поступает на основную флотацию 1 во флотома- шины, а магнитная фракция поступает в сгустители на сгущение 2. Из сгустителей сгущения 2 слив поступает в оборотную воду, а пески на фильтрацию в вакуум-фильтры. Из вакуум-фильтров фильтрат поступает на сгущение 2 в сгустители, а образовавшийся кек является товарным концентратом.

Немагнитная фракция от ММС 1, ММС 2, ММС 3, ММС 4 магнитных сепараторов поступает на основную флотацию 1 во флотомашины, после которой её пенный продукт выводится в отвальные хвосты, а её камерный продукт поступает на классификацию 2, например, в гидроциклоны. Пески гидроциклонов классификации 2 после измельчения 2 в шаровых мельницах снова возвращаются на классификацию 2 в гидроциклоны, а слив классификации 2 в гидроциклонах направляется на основную флотацию 2 во флотомашины. Пенный продукт основной флотации 2 из флотомашин выводится в отвальные хвосты, а камерный продукт поступает на классификацию 3, например, в гидроциклоны. Пески гидроциклонов классификации 3 после измельчения 3 в шаровых мельницах снова возвращаются на классификацию 3 в гидроциклоны, а слив классификации 3 в гидроциклонах направляется на основную флотацию 3 во флотомашины. Пенный продукт основной флотации 3 из флотомашин выводится в отвальные хвосты, а камерный продукт поступает на перечистную флотацию во флотомашины. Из флотомашин перечистной флотации камерный продукт поступает на сгущение 2 в сгустители, а пенный продукт на сгущение 1 в сгустители. Из сгустителей сгущения 1 слив поступает в оборотную воду, а пески - на механоактивацию поверхно- стей минералов в бисерные мельницы, с целью механической активации пульпы перед контрольной флотацией 1. Продукт механоактивации из бисерных мельницах поступает на контрольную флотацию 1 во флотомашины, где разделяется на пенный продукт, который выводится в отвальные хвосты и камерный продукт, который поступает на контрольную флотацию 2 во флотомашины. Пенный продукт контрольной флотации 2 из флотомашин выводится в отвальные хвосты, а камерный продукт поступает на сгущение 2 в сгустители.

Особенностями схемы, изображённой на Fig. 1 являются:

- разделение материала после предварительного измельчения на магнитную и немагнитную части, обогащаемые по отдельности. Разделение происходит на магнитном сепараторе со слабым магнитным полем с напряжённостью до 0,15 Тл. Магнитная часть обогащается стандартными магнитными методами по существующим экономичным схемам. Немагнитная часть (со слабомагнитными железосодержащими минералами) обогащается флотационными методами. Данное решение позволяет экономически целесообразно производить концентраты из магнитной части за счёт широко и давно известным магнитных методов обогащения с максимальными параметрами извлечения железа и получать высококачественные флотационные концентраты из слабомагнитных железосодержащих минералов;

- применение флотационного обогащения после каждой стадии измельчения, что позволяет стадиально выделять отвальные хвосты. Данное решение позволяет минимизировать материал, направляемый на ресурсоёмкое измельчение и более эффективно использовать флотационные реагенты;

- применение узла контрольной флотации, в котором обогащается пенный продукт перечистной флотации. Путем сгущения, механоактивации поверхности минералов в бисерной мельнице и двух стадий контрольной флотации выход конечного продукта увеличивается до 10,8% от исходной гематитсодержащей железной руды.

Вариант осуществления изобретения.

Ниже приведено описание схемы осуществления способа обогащения ге- матитсодержащих железных руд представленной на Fig. 2.

Существует вариант, в котором магнитную фракцию мокрой магнитной сепарации 4 направляют на сгущение 1 в сгустители, после которой слив отводят в оборотную воду, а пески направляют на фильтрацию в вакуум-фильтры, после которой фильтрат подают на сгущение 1 в сгустители, а образующийся кек является товарным концентратом. Пенный продукт перечистной флотации отводят в отвальные хвосты, а камерный продукт подают на сгущение 1 в сгустители.

Особенностью схемы, изображённой на Fig. 2 является возможность отключения узла контрольной флотации, в котором обогащается пенный продукт перечистной флотации. Данная схема может применяться в случае увеличения требований к качеству производимой продукции за счёт снижения объёмов производства и позволяет получать высококачественные (до 68,6% содержания железа), низкокремнезёмистые (менее 1,3% содержания SiCh) концентраты.

Промышленная применимость.

Реализация предлагаемого способа обогащения гематитсодержащих железных руд позволит повысить качественные характеристики концентратов из гематитсодержащих железных руд (до 68,6% содержания железа, при содержании SiCh менее 1,3%) при извлечении железа в конечный продукт до 76-77%, снизить энергетические затраты по переделам измельчения и обогащения, получить положительную рентабельность от переработки гематитсодержащих железных руд, являющихся продуктами попутной добычи неокисленных железистых кварцитов и ранее складируемых в специальные склады, вовлечь их производство, тем самым увеличить объём выпускаемой продукции, а также значительно снизить экологическую нагрузку в регионе.