СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ЖИЛЬНОГО КВАРЦА Российский патент 1995 года по МПК B03C7/00 

Изобретение относится к области электрического обогащения минерального сырья и может быть использовано для эффективного удаления из жильного кварца примесных минералов при получении кварцевого концентрата повышенной частоты, являющегося исходным материалом для изготовления прозрачного и оптического кварцевого стекла.

Известен способ разделения кварцевых руд, содержащих слюду, который включает рудоподготовку, реагентную обработку солями аминов и раствором каменной соли, сушку и электрическую сепарацию [1] Однако способ основан на использовании токсичных реагентов и недостаточно универсален, поскольку кроме слюд жильный кварц содержит в виде примесных минералов полевые шпаты, амфиболы, хлориты, эпидот, ожелезненный кварц и в виде единичных зерен другие минералы.

Известны способы очистки кварцевой крупки с помощью электрического барабанного сепаратора [2] и способ очистки кварцевого сырья в двухкаскадном сепараторе свободного падения. Особенность этих способов заключается в том, что исходным продуктом очистки является материал с весьма низкой массовой долей рудных минералов слюд, полевых шпатов, эпидота и др.

Недостатком данных способов является невысокая производительность выделения примесных минералов, так как оптимальные технологические показатели обогащения достигаются при монослойной подаче материала на электризацию и сепарацию.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обогащения жильного кварца на Лянгарской фабрике, включающий его дробление до крупности 3 мм, выделение фракции крупностью 3 +1 мм и ее электрическую сепарацию с последующей магнитной очисткой непроводящей фракции. Способ выбран в качестве прототипа. Существенный недостаток способа заключается в относительно невысокой производительности процесса сепарации (1,1-1,4 т/ч) при недостаточной чистоте получаемого кварцевого концентрата.

Целью изобретения является повышение эффективности обогащения жильного кварца путем увеличения полноты удаления примесных минералов и повышение качества кварцевого концентрата при повышенной производительности сепарации.

Цель достигается тем, что согласно способу обогащения жильного кварца, включающему его дробление, электрическую и магнитную сепарации, дробленый материал трибоэлектризуют с нагревом до 30-50^оС и подают его в поле электростатического сепаратора потоком, толщина которого не превышает 30 средних размеров частиц. Проведение после дробления трибоэлектризации минералов с нагревом до 30-50^оС создает условия для частичного обновления поверхности частиц кварца и примесных минералов, что улучшает селективность их электризации. В результате кварц, являющийся акцептором электронов, и примесные минералы (полевые шпаты, мусковит, биотит, амфиболы, хлориты, эпидот и др.), являющиеся донорами электронов, стабильно электризуются зарядами разной полярности. Нагрев исходного материала снижает также отрицательное влияние влажности окружающей среды. Вместе с тем нагрев материала свыше 50^оС приводит к ухудшению показателей обогащения вследствие проявления пироэлектрических свойств кварца.

При ограничении увеличения толщины потока дробленого жильного кварца, подаваемого в электростатическое поле, величиной не более 30 средних размеров частиц, производительность процесса по сравнению с сепарацией других видов минерального сырья снижается незначительно и при толщине потока в 30 слоев остается равной 4 т/ч˙м ширины электрода. Наряду с этим заряженные частицы примесных минералов имеют возможность выйти из потока частиц кварца, находящихся в исходном материале в превалирующем количестве. В результате достигается высокая полнота выделения примесных минералов и их содержание в кварцевом концентрате снижается в одну операцию до менее 0,2% при выходе концентрата более 50% Увеличение толщины потока выше указанной величины приводит к значительному уменьшению выхода кварцевого концентрата и его качества.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что жильный кварц трибоэлектризуют с нагревом до 30-50^оС и после трибоэлектризации подают в электростатическое поле потоком, толщина которого не превышает 30 средних размеров частиц.

В табл. 1 представлены результаты электрической сепарации в зависимости от температуры нагрева исходной кварцевой крупки Кыштымского месторождения. Нагрев выполняется на вибролотке, изготовленном из нержавеющей стали, при температуре в пределах 17-100^оС.

Как следует из табл. 1, при электрической сепарации в поле с напряженностью Е=2,1˙10⁵ В/м наиболее высокие результаты получены при нагреве материала в диапазоне температур 30-50^оС. В этом случае кварцевый концентрат содержит минимальное количество примесных минералов (не более 0,2%) и максимальное количество кварца (не менее 99,8%). При меньшем и большем значениях температуры нагрева качество концентрата снижается.

В табл. 2 представлены данные, характеризующие влияние на результаты сепарации толщины потока жильного кварца на входе в электростатическое поле. Толщина потока определяется количеством слоев частиц среднего размера. Из данных следует, что с увеличением количества слоев от 3-4 до 40 выход кварцевого концентрата и извлечение кварца в концентрат снижаются, а выход промпродукта и извлечение в него кварца растут. При количестве слоев более 30 выход концентрата становится меньше 50% Снижается и качество концентрата. Таким образом толщина потока материала, поступающего в электростатическое поле, не должна превышать 30 средних размеров частиц.

П р и м е р. Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Исходным сырьем обогащения берут жильный кварц Кыштымского месторождения, в котором примесные минералы представлены полевыми шпатами, мусковитом, биотитом, амфиболами, хлоритами, эпидотом и единичными зернами других минералов. К примесным минералам относят также ожелезненные частицы кварца. Исходное сырье дробят до крупности 0,6 мм и направляют в бункер с питателем. На вибролотке из нержавеющей стали проводят многослойно трибоэлектризацию материала с его нагревом до 30-50^оС. Затем материал направляют через успокоитель и щель питателя в электростатическое поле межэлектродного пространства сепаратора свободного падения. Толщину щели выбирают равной не более 30 средних размеров частиц, что соответствует производительности 4,0 т/ч ˙м ширины электрода. Электрическую сепарацию выполняют при напряженности электростатического поля Е=2,1˙10⁵ В/м. На высоковольтные электроды в количестве 6 шт. подают потенциал отрицательной полярности относительно заземленных электродов. Длина электродов 60 мм, диаметр 20 мм. Питатель сепаратора выполняют из текстолита, длина щели питателя 12 мм, ширина 8 мм. Загрузку питания производят на расстоянии 112 мм от заземленного электрода, т.е. посередине межэлектродного пространства. Напряжение на электродах 47 кВ. Под межэлектродным пространством устанавливают отсекатели и приемники продуктов обогащения.

После одной операции сепарации из сырья, содержащего 96,5% кварца, получают кварцевый концентрат с содержанием примесных минералов не более 0,2% В случае необходимости выполняют магнитную сепарацию жильного кварца до или кварцевого концентрата после электрической сепарации.

Использование предлагаемого способа обогащения жильного кварца обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: позволяет получать кварцевый концентрат повышенной чистоты при высокой (до 4 т/ч˙м ширины электрода сепаратора) производительности процесса обогащения жильного кварца; уменьшает количество установок для обогащения жильного кварца и соответственно занимаемую производственную площадь; позволяет использовать для получения кварцевого концентрата повышенной чистоты сырье со значительно большим содержанием примесных минералов.

Использование: в области электрического обогащения минерального сырья, в частности, для эффективного удаления из жильного кварца примесных минералов с целью получения кварцевого концентрата повышенной чистоты, являющегося сырьем для изготовления прозрачного и оптического стекла. Жильный кварц дробят, трибоэлектризуют при нагреве до 30 50°С, и материал подают в поле электростатического сепаратора потоком. Толщина потока не превышает 30 средних размеров частиц. Затем материал подают на магнитную сепарацию. В результате повышается эффективность процесса обогащения жильного кварца. 2 табл.

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ЖИЛЬНОГО КВАРЦА, включающий дробление, электрическую сепарацию с последующей магнитной сепарацией, отличающийся тем, что обогащаемый материал трибоэлектризуют с нагревом до 30 50^oС и подают в поле электростатического сепаратора потоком, толщина которого не превышает 30 средних размеров частиц.