СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ МАРГАНЦЕВЫХ РУД Российский патент 2004 года по МПК B03B5/10 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности гравитационному обогащению отсадкой, и может быть использовано в цветной металлургии на обогатительных фабриках при переработке марганцевых руд с получением марганцевого концентрата различного назначения: для производства ферромарганца, электролитического, алюмотермического марганца и сплавов марганца.

В настоящее время промышленность перерабатывает чаще всего руды, богатые по содержанию марганца, в которых марганца более 40%. Для такого сырья разработаны способы обогащения с достаточно высоким извлечением марганца в концентрат.

Для промышленности Урала и Сибири представляет интерес использование местных бедных марганцевых руд с содержанием марганца менее 30%, до 8% железа, 25-40% диоксида кремния, до 1% серы, а также незначительные количества примесей никеля, алюминия, кальция, меди, фосфора. Как правило, такие руды состоят из разных минералов, в частности пиролюзита, карбонатов, манганита, родонита, псиломелана, халцедона, кварца и других.

Известны различные способы переработки марганцевых руд неоднородного минералогического состава.

Обогащение таких руд осуществляют разными способами, в том числе, гравитационным обогащением отсадкой.

Известен способ отсадки марганецсодержащих руд, включающий подачу исходной руды в рабочее пространство отсадочной машины, разделение руды ни искусственной постели на легкую и тяжелую фракции в пульсирующем потоке энергоносителя при воздействии на него силовым полем импульсов в направлении, противоположном направлению разгрузки тяжелой фракции при отношении скорости импульсов и скорости разгружаемых частиц тяжелой фракции 0,5-0,95 и вывод тяжелой фракции вниз через постель, а легкой фракции - через порог (СССР, МПК 6 В 03 В 5/10, авт. св-во №1676655, Способ отсадки марганецсодержащих руд).

Недостатками этого способа обогащения являются:

1. Использование способа только для окисной марганцевой руды.

2. Невозможность получения качественного концентрата марганца из руд с пониженным содержанием марганца (менее 30%).

Наиболее близким изобретению по сущности и достигаемому результату является способ обогащения смешанных окисно-карбонатных марганцевых руд, включающий промывку, дробление, классификацию руды по крупности и отсадку отдельно каждого класса крупности. Вначале ведут отсадку надрешетного продукта в асимметричном режиме при соотношении скоростей восходящего и нисходящего потоков воды (1:2)-(1:5), амплитуде пульсации потока 8-20 мм, частоте колебаний 1,8-3,2 Гц и расходе воды 4,2-5,8 м³/т с выделением окисно-карбонатного концентрата. Затем производят отсадку промпродукта в симметричном режиме при амплитуде пульсации потока 20-35 мм, частоте колебаний 0,8-1,4 Гц и расходе воды 1,8-2,5 м³/т с получением карбонатного концентрата.

Способ позволяет при разделении смешанной окисно-карбонатной марганцевой руды выделить окисно-карбонатный концентрат с содержанием марганца 32,7-34,3%, используемый для выплавки ферромарганца, и карбонатный концентрат с содержанием марганца 28-30%, пригодный для выплавки силикомарганца (СССР, МПК 4 В 03 В 7/00, авт. св-во №1458005. Способ обогащения смешанных окисно-карбонатных марганцевых руд).

Недостатками этого способа обогащения являются:

1. Сложность, многостадийность процесса обогащения, включающего предварительную промывку, грохочение, классификацию исходной руды, многократную отсадку исходного и разных промежуточных продуктов, а также обогащение объединенных сливов отсадочных машин.

2. Невозможность получения концентрата с содержанием марганца выше 35% за одну стадию отсадки.

3. Длительность технологического цикла.

Известные в технике способы позволяют обогащать марганецсодержащие руды.

Однако известные способы не позволяют получать концентрат марганца с содержанием его более 40% при обогащении в одну стадию бедных марганцевых руд.

Изобретение решает задачу обогащения способом отсадки бедных марганцевых руд с получением высококачественного концентрата марганца, что является актуальным для вовлечения таких руд в переработку.

Техническим результатом от использования изобретения является получение за одну стадию обогащения в одном аппарате высококачественного концентрата с содержанием марганца не менее 40%.

Это достигается способом, в котором обогащение ведут в одном аппарате в затопленном слое пульпы исходной дробленой руды с соотношением Т:Ж=1:(3-5), которую подают в пространство между пластинами тонкослойного модуля и подвергают знакопеременной пульсации, с выделением шламов. Обесшламленный продукт разделяют отсадкой на искусственной постели при соотношении толщины искусственной постели и толщины слоя пульпы над решетом, равном 1:(5-100), соотношении плотности извлекаемых марганцевых минералов и плотности материала искусственной постели, равном 1:(1,0-1,5), с выделением концентрата марганца и хвостов.

От прототипа изобретение отличается тем, что обогащение ведут в затопленном слое исходного материала в одном аппарате, непрерывно подавая пульпу из предварительно дробленой исходной руды с соотношением Т:Ж, равном 1:(3-5), в пространство между пластинами тонкослойного модуля и подвергают знакопеременной пульсации; обесшламленный продукт разделяют отсадкой на искусственной постели при соотношении толщины искусственной постели и толщины слоя пульпы над решетом, - равном 1:(5-100), соотношении плотности извлекаемых марганцевых минералов и плотности материала искусственной постели, равном 1:(1,0-1,5), с выделением марганцевого концентрата и хвостов.

Заявляемый способ позволяет обогащать бедные марганцевые руды, включающие различные минералогические формы марганца, с получением концентрата, содержащего не менее 40% марганца.

Режимы осуществления способа определены экспериментально.

В таблице 1 представлены результаты выбора режимов отсадки. Исследования, выполненные авторами изобретения, подтверждают, что максимальное содержание марганца в обогащенном концентрате достигается в определенных интервалах режима отсадки. Отклонение от этих интервалов уменьшает массовую долю марганца в концентрате и извлечение.

Выход за пределы выбранного отношения Т:Ж в пульпе исходной марганцевой руды в сторону его уменьшения или увеличения также снижает показатели обогащения.

Осуществление изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Способ обогащения марганцевой руды осуществлен в отсадочной машине ОМЗ-0,1.

Исходный материал - марганцевая руда состава (мас.%): марганец - 25, железо - 3,2, алюминий - 2,5, кальций - 1,5, сера - 1,0, диоксид кремния - 28, фосфор - 0,1, медь - 0,8, никель - 0,1, остальное - порода.

Руду дробят до крупности минус 5 мм и готовят пульпу с содержанием твердой фазы 20%. Пульпу непрерывно загружают в рабочее пространство отсадочной машины ОМЗ-0,1 между пластинами тонкослойного модуля, подвергая знакопеременной пульсации потока с амплитудой 45,5 мм и частотой 6,7 Гц. Шламы при этом выделяются в слив. Обесшламленный продукт самотеком по пластинам тонкослойного модуля направляется на искусственную постель из ферромарганца с крупностью частиц в пределах - 13+6 мм, отношение плотности марганцевых минералов к плотности искусственной постели 1:1. Разделение в слое искусственной постели осуществляют при соотношении ее толщины к толщине слоя пульпы над решетом 1:40. В подрешетное пространство через искусственную постель и решето проходит тяжелая фракция и поступает в разгрузочный узел концентрата, а легкая фракция самотеком перетекает через порог в разгрузочный узел хвостов.

Полученный концентрат марганца содержит (мас.%): марганца - 42,8, диоксида кремния - 24,5. Извлечение марганца в концентрат составляет 60,2%.

Пример 2. Обогащение марганцевой руды осуществляют аналогично примеру 1.

Исходная марганцевая руда содержит (мас.%): марганца - 20, железа - 2,9, алюминия, кальция - 0,35, серы - 0,18, диоксида кремния - 24, фосфора - 0,03, серы - 0,1, меди - 0,1, никеля - 0,01, остальное - порода.

Пульпу готовят из раздробленной до крупности минус 5 мм руды с соотношением Т:Ж=1:3 и подают непрерывно в рабочее пространство отсадочной машины между пластинами тонкослойного модуля, подвергая знакопеременной пульсации потока с амплитудой 61,1 мм, выделяя в слив шламы. Обесшламленный продукт самотеком направляется на искусственную постель из ферромарганца крупностью - 13+6 мм, отношение плотности марганцевых минералов к плотности искусственной постели 1:1,5, а отношение толщины искусственной постели к толщине слоя пульпы над решетом 1:100.

Тяжелая фракция через искусственную постель и решето проходит в подрешетное пространство и поступает в разгрузочный узел концентрата, а легкая фракция - в разгрузочный узел хвостов.

Полученный концентрат марганца содержит (мас.%): марганца - 40, диоксида кремния - 20,1. Извлечение марганца в концентрат составляет 53,5%.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1.

Исходная марганцевая руда содержит (мас.%): марганца - 30, железа - 6,0, алюминия - 5, кальция - 2,0, серы - 0,7, диоксида кремния - 35, фосфора - 1,0, меди - 0,1, никеля - 0,1, остальное - порода.

Руду дробят до крупности минус 2 мм.

Пульпу с соотношением Т:Ж=1:5 непрерывно подают между пластинами тонкослойного модуля отсадочной машины, подвергая знакопеременной пульсации с амплитудой 30 мм и частотой 6,7 Гц. Обесшламленный продукт разделяют отсадкой на искусственной постели из ферромарганца крупностью - 13+3 мм, отношение плотности марганцевых минералов к плотности искусственной постели 1:1,2, а отношение толщины постели к толщине слоя пульпы над решетом 1:5.

Выделенный концентрат содержит (мас.%): марганца - 45, диоксида кремния - 20,3. Извлечение марганца в концентрат составляет 63,5%.

Заявляемый способ обогащения марганцевых руд осуществлен в полупромышленном масштабе на рудах Северо-Файзуллинского и Южно-Файзуллинского месторождений.

Полученные результаты подтверждают работоспособность заявляемого способа обогащения марганцевых руд.

Заявляемый способ позволяет следующее.

1. Упростить процесс переработки бедных марганцевых руд за счет осуществления одностадийного обогащения исходной руды.

2. Повысить эффективность отсадки бедных марганцевых руд, достигая содержания марганца в концентрате не менее 40%.

3. Сократить время обогащения, исключая неоднократный возврат промежуточных продуктов на повторную отсадку.

Способ обогащения марганцевых руд относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использован в цветной металлургии на обогатительных фабриках при переработке марганцевых руд. Способ включает обогащение в одном аппарате в затопленном слое пульпы из дробленой исходной руды с соотношением Т:Ж, равном 1:(1-5). Пульпу подают в пространство между пластинами тонкослойного модуля, подвергают знакопеременной пульсации. Отсадку обесшламленного продукта на искусственной постели производят при соотношении толщины искусственной постели и толщины слоя пульпы над решетом, равном 1:(5-100). Соотношение плотности извлекаемых марганцевых минералов и плотности материала искусственной постели составляет 1:(1,0-1,5). Технический результат – повышение эффективности обогащения бедных марганцевых руд в одну стадию, упрощение процесса обогащения, сокращение времени обогащения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обогащения марганцевых руд, включающий дробление руды, загрузку ее в отсадочную машину и отсадку с выделением концентрата, отличающийся тем, что дробленую руду подают в пространство между пластинами тонкослойного модуля, подвергая знакопеременной пульсации, отсадку обесшламленного продукта ведут на искусственной постели при соотношении толщины искусственной постели и толщины слоя пульпы над решетом, равном 1:(5-100), соотношении плотности извлекаемых марганцевых минералов и плотности искусственной постели, равном 1:(1,0-1,5), при этом обогащение исходного продукта осуществляют в одном аппарате в затопленном слое.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обогащение ведут из пульпы исходной руды с соотношением Т:Ж, равном 1:(1-5).