СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ НИОБИЙСОДЕРЖАЩИХ РУД Российский патент 2003 года по МПК B03B13/06 B03B7/00 

Изобретение относится к способам обогащения руд, в частности ниобийсодержащих.

Ниобийсодержащие руды перерабатываются для производства химически стойких легированных жаростойких сталей и огнеупорных покрытий.

Разработка известных и новых месторождений требует значительных капиталовложений, и существующие технологии обогащения ниобиевых руд чрезвычайно трудоемки, энергоемки и экологически вредны.

Известен способ переработки ниобийсодержащих руд, включающий измельчение руды, ее термическую обработку, магнитную сепарацию с получением магнитной и немагнитной фракций, магнитную сепарацию немагнитной фракции с выделением редкометального продукта, при этом термическую обработку ведут при 370-420^oС, магнитную сепарацию руды при напряженности магнитного поля 200-700 Э, а магнитную сепарацию немагнитной фракции при напряженности магнитного поля 4000-7000 Э с получением железного концентрата с содержанием в частности Nb₂O₅ - 1,15%, редкометального продукта с содержанием Nb₂O₅ - 8,7% и апатитового концентрата, содержащего 0,13% Nb₂O₅ (а.с. СССР 1325766, В 03 В 7/00,1985). Известный способ не позволяет на первых стадиях обогащения получить товарный концентрат с высоким содержанием Nb₂O₅ до "мокрых" технологических переделов и обеспечить выведение из продуктов дальнейшей переработки значительного количества пустой породы.

Наиболее близкой является схема переработки тантало-ниобиевых руд, предусматривающая дробление и грохочение руд с последующей классификацией и флотацией апатита, обесшламливание, концентрация на столах с последующей магнитной сепарацией на двух переделах в слабом магнитном поле, дальнейшим выщелачиванием, сушкой, грохочением и электрической сепарацией с получением пирохлорового, колумбитового концентратов и промпродуктов (Комаров А.П. Переработка руд редких металлов. - М.: Недра, 1977, с.28).

Переработка ниобиевых руд по известной схеме характеризуется высокими затратами, энергоемкостью и трудоемкостью, не позволяет до "мокрых" технологических переделов получить товарный концентрат с высоким содержанием Nb₂O₅, является экологически вредной с сопутствующим загрязнением среды.

Задачей изобретения является снижение общих затрат, трудоемкости и энергоемкости переработки ниобийсодержащих руд с получением товарного концентрата с высоким содержанием Nb₂O₅, повышение экологичности процесса.

Задача решается тем, что в способе переработки ниобийсодержащих руд, включающем дробление, грохочение, магнитную сепарацию с получением продуктов различного качества и последующую переработку хвостов по любой известной технологии, согласно изобретению после магнитной сепарации немагнитную фракцию дополнительно обогащают радиометрической сепарацией с разделением на хвосты и ниобиевый концентрат по классам крупности -20+5 мм по алгоритму

где η - величина признака разделения;
N_Nb и N_Fe - соответственно регистрируемое рентгеновское излучение - К - серии ниобия (N_BK_α=16,6 кэВ) и К - серии железа (FeK_α=6,4 кэВ);
N_S - регистрируемое рассеянное вторичное излучение от кусков породы первичного потока источника возбуждения (рентгеновский излучатель).

Отличительными от прототипа признаками являются:
- после магнитной сепарации немагнитную фракцию дополнительно обогащают рентгенорадиометрической сепарацией с разделением на хвосты и ниобиевый концентрат, что позволяет с минимальными энергетическими затратами и трудоемкостью получить высокообогащенный продукт до "мокрых" переделов по любой известной технологии обогащения ниобийсодержащей руды, снизить негативное экологическое воздействие на окружающую среду;
- рентгенорадиометрическую сепарацию осуществляют по классам крупности -20+5 мм, что является оптимальным значением и позволяет снизить потери полезного компонента и большее количество пустой породы вывести в хвосты; так как кусочки руды крупнее 20 мм не позволяют полностью раскрывать зерна минералов, что снижает качество сепарации, а кусочки руды мельче 5 мм при том же качестве сепарации резко снижают производительность процесса;
- рентгенорадиометрическую сепарацию осуществляют по алгоритму
,
что позволяет улучшить качество сепарации, чувствительность метода с получением товарного концентрата Nb₂O₅ до уровня 62% независимо от разновидностей (минерального состава) ниобийсодержащих руд.

Пример 1. Технологическую пробу ниобийсодержащей пирохлорколумбитовой руды (основной минерал - пирохлор в соотношении с колумбитом - 13:1) в объеме 23 т класса крупности -100+0 мм с месторождения Татарское Красноярского края подвергли дроблению и грохочению с выделением для последующей магнитной сепарации и рентгенорадиоматрической сепарации класса -20+5 мм. Магнитную сепарацию осуществляли в известных сепараторах ПБС - 90/100 с магнитной индукцией в рабочей зоне В= 0,14 Т на сухом материале. В магнитную фракцию отошла практически пустая порода (основной минерал вмещающих пород - гематит).

Рентгенорадиометрическое обогащение производили на выделенной немагнитной фракции с использованием промышленного рентгенорадиометрического двухручьевого сепаратора СРФ-2, предназначенного для покусковой сортировки материала в диапазоне крупности от 5 до 30 мм.

Общая технологическая схема реализации способа представлена на чертеже. Опробование качества продуктов производилось на всех стадиях после операции грохочения. Вмещающие породы характеризуются высоким содержанием железа, а в самом пирохлоровом продукте железо практически отсутствует, поэтому для усиления признака разделения в алгоритме сепарации используется N_Fe.

После рентгенорадиометрической сепарации получен высококачественный товарный концентрат с содержанием Nb₂O₅ около 62%, являющийся готовой продукцией (с выходом около 8,1% от исходного класса -20+5 мм).

Хвосты рентгенорадиометрической сепарации (промпродукт), содержащие всего 11% Nb₂O₅, могут складироваться в специальный отвал или отправляться на обогащение известными способами (вместе с классом - 5 мм).

Пример 2. Представительную пробу ниобийсодержащей руды Татарского месторождения отдельного рудного тела с соотношением пирохлора и колумбита соответственно 4: 1; исходным содержанием Nb₂O₅ - 3,5% и массой 12 т, класса крупности -100+0 мм, переработали по схеме, представленной на чертеже, - дробление, грохочение, магнитная и рентгенорадиометрическая сепарация.

В результате реализации способа на пробе более бедной (по содержанию Nb₂O₅) руды выделен за счет рентгенорадиометрической сепарации качественный ниобиевый продукт (товарный концентрат), содержащий Nb₂O₅ около 60% при его выходе от класса -20+5 мм около 6,5%.

Способ обогащения ниобийсодержащих руд позволяет значительно снизить трудоемкость и энергоемкость процесса, а также общие затраты на получение товарного концентрата Nb₂O₅, позволяет в значительной мере повысить экологичность процесса, создать возможность получения товарного концентрата до "мокрых" технологических переделов.

Изобретение относится к способам обогащения руд, в частности ниобийсодержащих. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости, энергоемкости переработки ниобийсодержащих руд, а также получение товарного концентрата Nb₂О₅ до "мокрых" технологических переделов при снижении общих затрат, что в значительной мере повышает экологичность и экономичность производства. Для этого способ включает дробление, грохочение, магнитную сепарацию с получением продуктов различного качества и последующую их переработку по любой известной технологии. После магнитной сепарации немагнитную фракцию дополнительно обогащают рентгенорадиометрической сепарацией с разделением на хвосты и ниобиевый товарный концентрат. При этом рентгенорадиометрическую сепарацию осуществляют по классам крупности -20+5 мм по приведенному алгоритму. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обогащения ниобийсодержащих руд, включающий дробление, грохочение, магнитную сепарацию с получением продуктов различного качества и последующую их переработку по любой известной технологии, отличающийся тем, что после магнитной сепарации немагнитную фракцию дополнительно обогащают рентгенорадиометрической сепарацией с разделением на хвосты и ниобиевый концентрат. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рентгенорадиометрическую сепарацию осуществляют по классам крупности -20+5 мм по алгоритму

где η - величина признака разделения;
N_Nb и N_Fе - соответственно регистрируемое рентгеновское излучение - К - серии ниобия (N_BK_α= 16,6 кэВ) и К - серии железа (FeK_α= 6,4 кэВ);
N_S - регистрируемое рассеянное вторичное излучение от кусков породы первичного потока источника возбуждения (рентгеновский излучатель).