СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ РУД Российский патент 2002 года по МПК B03C1/00 C22B59/00 

Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к процессам получения черновых редкометалльных концентратов, и может быть использовано на предприятиях горнорудной промышленности.

Традиционными методами получения черновых редкометалльных концентратов являются гравитационный и флотационный. Однако при их использовании получают черновые концентраты с недостаточно высоким извлечением в них ценных компонентов. Это объясняется низкой эффективностью переработки шламистых частиц (крупностью -0,05 мм), с которыми попадает в хвосты большое количество редкометалльных компонентов. Кроме того, традиционные схемы гравитационного получения черновых концентратов характеризуются громоздкостью и сложностью аппаратурного воспроизведения их в промышленном масштабе, а флотационные - вредным влиянием на окружающую среду.

Высокоинтенсивная магнитная сепарация для получения черновых редкометалльных концентратов до настоящего времени не применялась.

Известен способ обогащения редкометалльного сырья, включающий получение чернового редкометалльного концентрата с помощью гравитационного обогащения (см. "Обогащение комплексных руд цветных и редких металлов", сборник научных трудов, М., ВИМС, 1984, с. 82).

Недостатком этого способа является низкое извлечение редкометалльных компонентов в черновой концентрат за счет низкой эффективности переработки тонких шламистых частиц, в которых сосредоточена значительная часть редких металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ обогащения редкометалльных руд, включающий магнитную сепарацию с получением магнитного и немагнитного продуктов (см. Кармазин В. И. и др. Магнитные методы обогащения, М., Недра, 1978, с. 236, рис. 5.12).

Недостатком способа является низкое извлечение ценных редкометалльных компонентов. Это связано с недостаточным раскрытием сростков ценных слабомагнитных минералов и немагнитных минералов пустой породы, которые попадают в немагнитную фракцию (хвосты).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение извлечения редкометалльных компонентов в черновой концентрат. Технический результат - снижение потерь редкометалльных компонентов.

Технический результат достигается тем, что в способе обогащения редкометалльных руд, включающем магнитную сепарацию с получением магнитного и немагнитного продуктов, перед магнитной сепарацией исходную руду подвергают измельчению, магнитную сепарацию ведут в две стадии, первую из которых осуществляют в несколько приемов с получением сильномагнитного продукта, среднемагнитного промпродукта и слабомагнитного продукта, при этом сильномагнитный продукт и среднемагнитный промпродукт подвергают классификации с получением крупного и мелкого продуктов, причем мелкий продукт классификации направляют на дополнительную магнитную сепарацию, состоящую из нескольких приемов, с получением сильномагнитного продукта, среднемагнитного продукта и немагнитного продукта, а крупный продукт - на вторую стадию измельчения с последующим направлением измельченного продукта на дополнительную магнитную сепарацию, при этом немагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации подвергают доизмельчению и направляют на вторую стадию магнитной сепарации с получением слабомагнитного продукта и хвостов, немагнитный продукт дополнительной магнитной сепарации направляют на последний проем первой стадии магнитной сепарации, а слабомагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации - в черновой редкометалльный концентрат.

Последний прием первой стадии магнитной сепарации проводят при индукции магнитного поля 1,4-1,6 Тл, а вторую стадию магнитной сепарации - при 1,5-2,0 Тл.

В процессе поиска не обнаружены технические решения с признаками, сходными с отличительными признаками предложенного способа, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема способа обогащения редкометалльных руд.

Пример осуществления способа.

Исходную редкометалльную руду, содержащую в своем составе ценные слабомагнитные минералы (пирохлор, гагаринит) измельчают до крупности 1-0 мм и подвергают 1-му приему 1-й стадии магнитной сепарации в слабом поле (0,1 Тл) на барабанном сепараторе. При этом выделяют слабомагнитный продукт, выход которого составляет 4,5%, содержание Nb₂O₅-0,8%, извлечение Nb₂O₅-8,6%. После этого руда поступает на 2-й прием 1-й стадии магнитной сепарации при индукции 0,35 Тл. При этом в магнитную фракцию выделяется среднемагнитный промпродукт (15,6; 0,9; 32,2%). Затем руда поступает на 3-й прием магнитной сепарации с индукцией 1,4-1,5 Тл, где выделяется слабомагнитный продукт 1-й стадии магнитной сепарации (9,6; 1,7; 34,6%) и немагнитный продукт (6,96; 0,38; 53,5%), который подвергают доизмельчению до крупности 0,15-0 мм с последующей 2-й стадией магнитной сепарации при индукции 1,5-2,0 Тл с получением слабомагнитного продукта (5,3; 2,4% 36,0%) и немагнитного продукта - хвостов обогащения (73,3; 0,1; 17,5%).

Продукт, объединяющий слабомагнитные продукты 1-й и 2-й стадий магнитной сепарации, представляет собой черновой редкометалльный концентрат с выходом 14,9%, содержащим Nb₂O₅-2,0%, извлечением Nb₂O₅-70,6%.

Сильномагнитный продукт и среднемагнитный промпродукт выводят из процесса и подвергают классификации по граничному зерну 0,25 мм с измельчением крупного продукта и последующей дополнительной магнитной сепарацией доизмельченного и мелкого продукта классификации в 2 приема, при этом на первом (в слабом поле) в магнитную фракцию выделяют магнетитовый продукт (1,6; 0,5; 1,9%), на втором (при индукции 0,35 Тл) в магнитной фракции получают амфиболовый продукт (10,24; 0,41; 10,0%) и немагнитный продукт (8,3; 1,5; 29,9%).

Немагнитный продукт дополнительной магнитной сепарации направляют на 3-й прием 1-й стадии магнитной сепарации.

В большинстве редкометалльных руд содержится некоторое количество сильномагнитных минералов (магнетит и др. - не более 3-5%) и определенная часть среднемагнитных материалов типа амфибола, эгирина, биотита (около 5-15%). При переработке такого типа сырья целесообразно выделение этих минералов в голове процесса при помощи магнитной сепарации соответственно в слабом поле и магнитной сепарации при индукции 0,35-0,4 Тл. Однако получение "чистых" магнетитового и амфиболового продуктов (т.е. с минимальными потерями редкометалльных компонентов) затруднено в связи с вкрапленностью сильно- и среднемагнитных минералов со слабомагнитными редкометалльными (пирохлор, гагаринит), а также с немагнитными породообразующими (кварц, полевые шпаты) минералами. За счет этого после 1-й стадии измельчения происходит образование богатых сростков сильно- и среднемагнитных минералов со слабо- и немагнитными, которые извлекаются в сильномагнитный продукт и среднемагнитный промпродукт. Поэтому в схему первичного магнитного обогащения вводится операция классификации, которой подвергаются данные продукты. Она осуществляется по граничному зерну, соответствующему раскрытию данных сростков сильно- и среднемагнитных минералов со слабо- и немагнитными.

Для раскрытия этих сростков в схему вводится 2-я стадия измельчения. Раскрытые частицы подвергают дополнительной магнитной сепарации, состоящей из 2-х приемов: сначала в слабом поле - для получения магнетитового продукта, затем при индукции 0,35-0,4 Тл - для получения амфиболового продукта.

Немагнитный продукт дополнительной магнитной сепарации содержит раскрытые слабомагнитные и немагнитные минералы, для разделения которых данный продукт направляется на последний прием 1-й стадии магнитной сепарации при индукции 1,4-1,5 Тл.

Немагнитный продукт, полученный на последнем приеме 1-й стадии магнитной сепарации, по данным минералогических анализов содержит достаточно большое количество "рядовых" сростков слабомагнитных минералов (с их содержанием 10-30% в сростке) с немагнитными минералами, которые при индукции 1,4-1,5 Тл попадают в немагнитный продукт, повышая тем самым потери ценных редкометалльных компонентов и снижая их извлечение в черновом концентрате.

Поэтому для повышения эффективности магнитного обогащения редкометалльных руд необходимо доизмельчение немагнитного продукта 1-й стадии магнитной сепарации для раскрытия рядовых сростков.

Этот диапазон индукции магнитного поля создается в рабочей зоне магнитного сепаратора для доизвлечения вредных сростков слабомагнитных минералов (содержание δ 10%) с немагнитной пустой породой, что позволяет выделять их в магнитную фракцию, повышая извлечение ценных редкометалльных компонентов.

В табл. 1 представлены сравнительные результаты обогащения редкометалльной руды по предложенному способу и по прототипу.

Из табл. 1 видно, что обогащение редкометалльной руды по предложенному способу позволило повысить извлечение пентоксида ниобия на 28,7%.

В таблице 2 приведены результаты, подтверждающие выбор оптимального значения индукции магнитного поля в последнем приеме 1-й стадии магнитной сепарации.

Результаты показывают, что при выходе за нижний предел индукции магнитного поля извлечение Nb₂O₅ в черновой редкометалльный концентрат уменьшается за счет снижения извлечения в слабомагнитный продукт 1-й стадии магнитной сепарации рядовых сростков слабомагнитных и немагнитных минералов. При выходе за верхний предел индукции магнитного поля извлечение Nb₂O₅ в черновой редкометалльный концентрат практически не увеличивается в связи с попаданием в слабомагнитный продукт тонких сростков среднемагнитных попутных минералов и немагнитных минералов пустой породы, которые разубоживают черновой концентрат. Кроме того, дальнейшее повышение индукции магнитного поля нецелесообразно ввиду резкого увеличения расхода электроэнергии.

В табл.3 приведены результаты, подтверждающие выбор оптимального значения индукции магнитного поля во 2-й стадии магнитной сепарации.

Результаты показывают, что при выходе за нижний предел индукции извлечение в черновой редкометалльный концентрат снижается за счет недоизвлечения в слабомагнитный продукт 2-й стадии магнитной сепарации тонких сростков слабомагнитных минералов с немагнитными минералами, которые попадают при этом в немагнитный продукт. Что касается верхнего предела значений индукции магнитного поля, то надо отметить, что эксплуатируемые в настоящее время в промышленности магнитные сепараторы с водяным и воздушным охлаждением не могут создать в рабочей зоне значений индукции, превышающих 2 Тл.

Предложенный способ обогащения редкометалльных руд позволяет повысить извлечение ценного компонента (Nb₂O₅) на 28%, улучшить эффективность переработки тонких шламистых частиц, в которых сосредоточена значительная часть редких металлов, упростить схему получения черновых редкометалльных концентратов, исключить при этом вредное влияние на окружающую среду. Кроме того, применение магнитной сепарации в цикле первичного обогащения редкометалльных руд позволяет получить в голове процесса готовые продукты, содержащие сильно- и среднемагнитные попутные минералы.

Использование: обогащение полезных ископаемых, в частности получение черновых редкометалльных концентратов на предприятиях горнорудной промышленности. Технический результат - снижение потерь редкометалльных компонентов. Сущность изобретения: исходную редкометалльную руду измельчают и подвергают первой стадии магнитной сепарации, состоящей из нескольких приемов, с получением сильномагнитного продукта, среднемагнитного промпродукта и немагнитного продукта. Сильномагнитный продукт и среднемагнитный промпродукт первой стадии магнитной сепарации подвергают классификации с получением крупного и мелкого продуктов. Мелкий продукт классификации направляют на дополнительную магнитную сепарацию, состоящую из нескольких приемов, с получением сильномагнитного продукта, среднемагнитного промпродукта и немагнитного продукта. Крупный продукт классификации направляют на вторую стадию измельчения с последующим направлением измельченного продукта на дополнительную магнитную сепарацию. Немагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации подвергают доизмельчению и направляют на вторую стадию магнитной сепарации с получением слабомагнитного продукта и хвостов. Немагнитный продукт дополнительной магнитной сепарации направляют в последний прием первой стадии магнитной сепарации. Слабомагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации объединяют со слабомагнитным продуктом второй стадии магнитной сепарации в черновой редкометалльный концентрат. Последний прием первой стадии магнитной сепарации проводят при индукции магнитного поля 1,4-1,5 Тл, а вторую стадию магнитной сепарации при 1,5-2,0 Тл. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

1. Способ обогащения редкометалльных руд, включающий магнитную сепарацию с получением магнитного и немагнитного продуктов, отличающийся тем, что перед магнитной сепарацией исходную руду подвергают измельчению, магнитную сепарацию ведут в две стадии, первую из которых осуществляют в несколько приемов с получением сильномагнитного продукта, среднемагнитного промпродукта и слабомагнитного продукта, при этом сильномагнитный продукт и среднемагнитный промпродукт подвергают классификации с получением крупного и мелкого продуктов, причем мелкий продукт классификации направляют на дополнительную магнитную сепарацию, состоящую из нескольких приемов с получением сильномагнитного продукта, среднемагнитного продукта и немагнитного продукта, а крупный продукт - на вторую стадию измельчения с последующим направлением измельченного продукта на дополнительную магнитную сепарацию, при этом немагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации подвергают доизмельчению и направляют на вторую стадию магнитной сепарации с получением слабомагнитного продукта и хвостов, немагнитный продукт дополнительной магнитной сепарации направляют на последний прием первой стадии магнитной сепарации, а слабомагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации объединяют со слабомагнитным продуктом второй стадии магнитной сепарации в черновой редкометалльный концентрат. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что последний прием первой стадии магнитной сепарации проводят при индукции магнитного поля 1,4-1,5 Тл, а вторую стадию магнитной сепарации при 1,5-2,0 Тл.