СПОСОБ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ОТХОДОВ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Российский патент 2016 года по МПК B03B7/00 B03C1/00 

Область использования

Изобретение относится к области горнорудной промышленности и может быть использовано при утилизации отходов производства горно-обогатительных предприятий вольфрам-молибденовых руд, содержащих редкие и ценные металлы.

Предшествующий уровень техники

Традиционными способами получения редкометальных рудных концентратов являются гравитационный и флотационный. Эти способы без применения дополнительных обогатительных операций имеют низкую эффективность, и большая часть редкометальных компонентов попадает в отходы («хвосты»).

Известен способ обогащения редкометальных руд, включающий магнитную сепарацию с получением магнитного и немагнитного продуктов (Кармазин В.И. и др. / Магнитные методы обогащения // М., Недра, 1978, с. 236, рис. 5.12 [1] - аналог).

Недостатком способа [1] является низкая степень извлечения ценных редкоземельных и драгоценных металлов, связанная с неэффективным разделением ценных слабомагнитных минералов и немагнитных минералов породы, в результате чего ценные металлы попадают в отходы обогащения.

Наиболее близким по технической сущности и результату к патентуемому изобретению в части «способа» является способ обогащения минерального сырья, содержащего ценные включения, путем последовательных технологических операций, включающих механическое измельчение указанного сырья, классификацию измельченной массы с отбором для последующей обработки мелкой фракции частиц размером менее установленного максимального предела и магнитную сепарацию отобранной части измельченной массы в магнитных полях различной интенсивности с получением промежуточных продуктов переработки, характеризующихся различной степенью наличия магнитных свойств вплоть до их полного отсутствия (патент RU 2182521, B03C 1/00, 2002 [2] - ближайший аналог).

По сравнению с [1], способ [2] позволяет повысить степень извлечения ценных редкоземельных и драгоценных металлов из исходного сырья за счет его предварительного измельчения перед магнитной сепарацией и использования ступенчатой магнитной сепарации с возрастающей интенсивностью магнитного поля.

К недостаткам [2] можно отнести потери ценных включений, содержащихся в исключенной из дальнейшей обработки крупной фракции измельченного перед магнитной сепарацией сырья, слабая степень градации выделенных ценных продуктов обогащения только по магнитным свойствам, неудобный для коммерческой реализации порошкообразный вид целевых продуктов.

В части «устройства» ближайшим аналогом по отношению к патентуемому изобретению является отраженная в [2] технологическая линия обогащения минерального сырья с ценными включениями, содержащая последовательно установленные по ходу технологического процесса механический измельчитель с вибрационным грохотом и по меньшей мере два магнитных сепаратора с магнитными полями различной интенсивности.

Недостатком данной технологической линии является отсутствие средств, обеспечивающих устранение перечисленных выше недостатков изложенного в [2] способа обогащения минерального сырья.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение степени извлечения из исходной бедной минеральной руды, в частности из отходов производства горно-обогатительных предприятий, ценных металлических и минеральных включений, а техническим результатом - возможность после механического измельчения и классификации исходного сырья извлекать ценные целевые продукты не только из мелкой, но дополнительно из крупной фракции измельченной массы, а также получение более градуированной гаммы целевых продуктов и в более удобном для сбыта товарном виде.

Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата в части «способа» обеспечивается тем, что в способе обогащения минерального сырья, содержащего ценные включения, путем последовательных технологических операций, включающих механическое измельчение указанного сырья, классификацию измельченной массы с отбором для последующей обработки мелкой фракции частиц размером менее установленного максимального предела и магнитную сепарацию отобранной части измельченной массы в магнитных полях различной интенсивности с получением промежуточных продуктов переработки, характеризующихся различной степенью наличия магнитных свойств вплоть до их полного отсутствия, согласно изобретению крупную фракцию классифицированного после механического измельчения минерального сырья дополнительно измельчают методом кавитационного гидравлического удара, полученную дополнительную измельченную массу перед магнитной сепарацией смешивают с предварительно отобранной мелкой фракций механически измельченной массы или указанные измельченные массы сырья направляют на магнитную сепарацию раздельно, а после каждого этапа магнитной сепарации дополнительно производят гравитационную сепарацию полученных промежуточных продуктов с получением на выходе каждой ветви технологического процесса целевых продуктов различной массовой плотности.

При этом магнитную сепарацию предпочтительно осуществляют в жидкостной среде, после гравитационной сепарации целевые продукты предпочтительно направляют на перечистку, а из металлических целевых продуктов предпочтительно отливают лигатурные слитки.

Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата в части «устройства» обеспечивается тем, что технологическая линия обогащения минерального сырья с ценными включениями, содержащая последовательно установленные по ходу технологического процесса механический измельчитель с вибрационным грохотом и по меньшей мере два магнитных сепаратора с магнитными полями различной интенсивности, согласно изобретению дополнительно содержит кавитационно-гидравлический измельчитель не прошедшей через вибрационный грохот крупной фракции минерального сырья, измельченного указанным механическим измельчителем, и гравитационные сепараторы, каждый из которых установлен за одним из указанных магнитных сепараторов.

При этом указанный дополнительный измельчитель предпочтительно выполнен в виде роторной гидравлической мельницы, и технологическая линия предпочтительно дополнительно содержит по меньшей мере одну рудотермическую печь для отливки из полученных металлических целевых продуктов соответствующих лигатурных слитков.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками изобретения и указанным техническим результатом состоит в следующем.

Дополнительное измельчение крупной фракции классифицированного после механического измельчения минерального сырья методом кавитационного гидравлического удара позволяет разрушить имеющиеся в крупной фракции механически измельченной массы сырья сростки мелких включений различных видов ценных металлов, что при дальнейшей технологической обогатительной обработке этой части сырья позволяет увеличить количество и ассортимент получаемых целевых продуктов.

Гравитационная сепарация промежуточных продуктов после магнитной сепарации в магнитных полях различной интенсивности с получением на выходе каждой ветви технологического процесса ценных целевых продуктов различной массовой плотности обеспечивает указанную выше дальнейшую технологическую обогатительную обработку сырья, позволяющую увеличить количество и ассортимент получаемых целевых продуктов.

Осуществление магнитной сепарации в жидкостной среде увеличивает ее эффективность за счет дополнительного флотационного обогащения. Применение перечистки целевых продуктов также увеличивает степень их обогащения, а отливка из порошкообразных металлических целевых продуктов лигатурных слитков повышает их потребительскую ценность.

Краткое описание чертежа

На чертеже представлена принципиальная схема технологической линии согласно патентуемому изобретению с обозначением этапов технологического процесса и используемого на каждом из этих этапов оборудования.

Условные обозначения

КСТ - концентрационный стол;

МИВГ - механический измельчитель с вибрационным грохотом;

МГС - магнитный сепаратор;

РГМ - роторная гидравлическая мельница;

РТП - рудотермическая печь;

ЦБК - центробежный концентратор.

Перечень позиций чертежа

1 - МИВГ; 2 - МГС; 3 - РГМ;4 - ЦБК; 5 - КСТ; 6 - РТП.

Подробное описание изобретения

Изображенная на схеме технологическая линия обогащения минерального сырья с ценными включениями согласно изобретению содержит последовательно установленные по ходу технологического процесса механический измельчитель с вибрационным грохотом (МИВГ) 1 и по меньшей мере два магнитных сепаратора (МГС) 2 с магнитными полями различной интенсивности.

Технологическая линия содержит также выполненный в виде роторной гидравлической мельницы (РГМ) 3 кавитационно-гидравлический измельчитель не прошедшей через вибрационный грохот (МИВГ) 1 крупной фракции измельченного им минерального сырья и гравитационные сепараторы в виде центробежных концентраторов (ЦБК) 4 и концентрационных столов (КСТ) 5, каждый из которых установлен за одним из (МГС) 2.

Кроме того, технологическая линия оборудована рудотермическими печами (РТП) 6 для отливки из полученных металлических целевых продуктов соответствующих лигатурных слитков.

Способ обогащения минерального сырья, содержащего ценные включения, осуществляется путем последовательных технологических операций, включающих механическое измельчение указанного сырья и классификацию измельченной массы при помощи МИВГ (1) с отбором для последующей обработки мелкой фракции частиц размером менее установленного максимального предела и магнитную сепарацию отобранной части измельченной массы при помощи МГС (2) в магнитных полях различной интенсивности с получением промежуточных продуктов переработки, характеризующихся различной степенью наличия магнитных свойств вплоть до их полного отсутствия.

При этом крупную фракцию классифицированного после механического измельчения минерального сырья дополнительно измельчают методом кавитационного гидравлического удара с помощью РГМ (3). Полученную дополнительную измельченную массу перед магнитной сепарацией смешивают с предварительно отобранной мелкой фракций механически измельченной массы или указанные измельченные массы сырья направляют на магнитную сепарацию раздельно. После каждого этапа магнитной сепарации дополнительно производят гравитационную сепарацию полученных промежуточных продуктов при помощи ЦБК (5) и КСТ (6) с получением на выходе каждой ветви технологического процесса целевых продуктов различной массовой плотности.

Магнитную сепарацию предпочтительно осуществляют в жидкой среде, а после гравитационной сепарации целевые продукты предпочтительно направляют на перечистку. Из металлических целевых продуктов предпочтительно отливают лигатурные слитки.

Пример

Исходное минеральное сырье (пески лежалых хвостов обогащения вольфрам-молибденовых руд горно-обогатительного предприятия) транспортируют на промывочно-сортировочный комплекс (не показан), где при помощи МИВГ (1) механически измельчают и классифицируют (при достаточной мелкости сырье только классифицируют) на виброгрохоте в водной среде по классу 2 мм.

Подрешетная часть (мелкая фракция) механически измельченной массы крупностью менее 2 мм поступает для обезжелезивания в МГС (2.1) «слабое поле» с индукцией 0,16 Тл. Надрешетную часть крупностью более 2 мм направляют на дополнительное измельчение методом кавитационно-гидравлического удара в РГМ (3). Дополнительно измельченную массу смешивают с указанной подрешетной массой для дальнейшей совместной обработки.

Получаемый из МГС (2.1) магнитный железистый концентрат обезвоживают и транспортируют на склад. Обезжелезенная масса из МГС (2.1) сливается самотеком в ЦБК (4) для гравитационного обогащения, в результате которого обрабатываемая масса делится на массу с тяжелыми металлами плотностью более 3,5 г/см³ и массу с легкими металлами плотностью менее 3,5 г/см³.

Масса с легкими металлами состоит, в основном, из инертного алюмосиликатного песка и концентрата скандия, которые поступают в МГС (2.3) «сильное поле» с индукцией 1,5-2,0 Тл. В результате обработки в сильном поле из хвостов гравитационной обработки извлекают шлиховой скандий, который затем в РТП (6) переплавляют в лигатурные слитки.

Поступающую из МГС (2.3) немагнитную массу - инертный алюмосиликатный продукт обезвоживают и транспортируют на склад готовой продукции.

Концентрат тяжелых металлов из ЦБК (4) поступает в МГС (2.2) «среднее поле» с индукцией 0,7-0,9 Тл. В результате обработки в среднем магнитном поле концентрат тяжелых металлов делится на магнитный и немагнитный промежуточные продукты.

Магнитный промежуточный продукт может содержать рений, палладий, германий, ванадий, титан, марганец. Их выделение осуществляется по плотности гравитационным методом на основном КСТ (5.1).

Дополнительное извлечение целевых продуктов при перечистке промежуточных продуктов по плотности гравитационным методом происходит на перечистном КСТ (5.2). При этом извлекают шлиховой палладий, который в РТП (6) переплавляют в лигатурные слитки, а также титан-марганцевый концентрат и концентраты германия и ванадия. Из концентрата германия и ванадия в РТП (6) также выплавляют лигатурные слитки. Из шлаков плавки извлекают шлиховой ванадий.

Немагнитный промежуточный продукт может содержать золото, платину, свинец, серебро, висмут, медь, цинк, вольфрам (шеелит), молибден (молибденит).

Изобретение относится к области горнорудной промышленности и может быть использовано при утилизации отходов производства горно-обогатительных предприятий вольфрам-молибденовых руд, содержащих редкие и ценные металлы. Способ обогащения минерального сырья, содержащего ценные включения, путем последовательных технологических операций, включающих механическое измельчение указанного сырья, классификацию измельченной массы с отбором для последующей обработки мелкой фракции частиц размером менее установленного максимального предела и магнитную сепарацию отобранной части измельченной массы в магнитных полях различной интенсивности с получением промежуточных продуктов переработки, характеризующихся различной степенью наличия магнитных свойств вплоть до их полного отсутствия. Крупную фракцию классифицированного после механического измельчения минерального сырья дополнительно измельчают методом кавитационного гидравлического удара. Полученную дополнительную измельченную массу перед магнитной сепарацией смешивают с предварительно отобранной мелкой фракций механически измельченной массы или указанные измельченные массы сырья направляют на магнитную сепарацию раздельно. После каждого этапа магнитной сепарации дополнительно производят гравитационную сепарацию полученных промежуточных продуктов с получением на выходе каждой ветви технологического процесса целевых продуктов различной массовой плотности. Способ осуществляют на технологической линии, содержащей последовательно установленные по ходу технологического процесса механический измельчитель с вибрационным грохотом и по меньшей мере два магнитных сепаратора с магнитными полями различной интенсивности. Линия дополнительно содержит кавитационно-гидравлический измельчитель не прошедшей через вибрационный грохот крупной фракции минерального сырья, измельченного указанным механическим измельчителем, и гравитационные сепараторы, каждый из которых установлен за одним из указанных магнитных сепараторов. Технический результат - повышение степени извлечения металлических и минеральных включений из бедной минеральной руды или отходов производства горно-обогатительных предприятий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ обогащения минерального сырья, содержащего ценные включения, путем последовательных технологических операций, включающих механическое измельчение указанного сырья, классификацию измельченной массы с отбором для последующей обработки мелкой фракции частиц размером менее установленного максимального предела и магнитную сепарацию отобранной части измельченной массы в магнитных полях различной интенсивности с получением промежуточных продуктов переработки, характеризующихся различной степенью наличия магнитных свойств вплоть до их полного отсутствия, отличающийся тем, что крупную фракцию классифицированного после механического измельчения минерального сырья дополнительно измельчают методом кавитационного гидравлического удара, полученную дополнительную измельченную массу перед магнитной сепарацией смешивают с предварительно отобранной мелкой фракций механически измельченной массы или указанные измельченные массы сырья направляют на магнитную сепарацию раздельно, а после каждого этапа магнитной сепарации дополнительно производят гравитационную сепарацию полученных промежуточных продуктов с получением на выходе каждой ветви технологического процесса целевых продуктов различной массовой плотности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что магнитную сепарацию осуществляют в жидкостной среде.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после гравитационной сепарации целевые продукты направляют на перечистку.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что из металлических целевых продуктов отливают лигатурные слитки.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что из металлических целевых продуктов отливают лигатурные слитки.

6. Технологическая линия обогащения минерального сырья с ценными включениями, содержащая последовательно установленные по ходу технологического процесса механический измельчитель с вибрационным грохотом и по меньшей мере два магнитных сепаратора с магнитными полями различной интенсивности, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кавитационно-гидравлический измельчитель не прошедшей через вибрационный грохот крупной фракции минерального сырья, измельченного указанным механическим измельчителем, и гравитационные сепараторы, каждый из которых установлен за одним из указанных магнитных сепараторов.

7. Технологическая линия по п. 6, отличающаяся тем, что указанный дополнительный измельчитель выполнен в виде роторной гидравлической мельницы.

8. Технологическая линия по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя по меньшей мере одну рудотермическую печь для отливки из полученных металлических целевых продуктов соответствующих лигатурных слитков.