Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Обогатительные процессы и аппараты

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
20.67 Mб
Скачать

ство материала, поступающего из бункера 1 на ленту питате­ ля, регулируют с помощью шибера 2 или посредством измене­ ния скорости движения ленты.

Ленточные питатели (рис. 4.20, в) с шириной ленты до 400 мм и производительностью до 175 т/ч по своему устройст­ ву близки к пластинчатым. Мелкодробленый материал из бункера 1, снабженного шиберем 2 , поступает на прорезинен­ ную ленту 4, натянутую на барабаны приводной 3 и натяжной 6 станций и поддерживаемую между ними роликами 5. Произ­ водительность питателя регулируется подъемом и опусканием шибера 2 или изменением скорости движения ленты с помо­ щью коробки скоростей, встроенной в приводной механизм.

Тарельчатые питатели (рис. 4.20, г) производительностью до 130 м3/ч предназначены для подачи мелкозернистых мате­ риалов. Они представляют собой горизонтально расположен­ ную тарель 4 диаметром до 2500 мм, вращающуюся с часто­ той 4— 16 мин’ 1 на вертикальном валу 5. Материал на нее по­ ступает через патрубок 2 , надетый на горловину бункера и разгружается косо поставленным ножом 1. Количество мате­ риала регулируют опусканием или поднятием патрубка 2 с помощью винтов 2 , а также изменением угла наклона ножа 1 и частоты вращения тарели 4. Питатели отличаются просто­ той конструкции и надежностью в работе, но не пригодны для подачи влажных, глинистых и слеживающихся материалов.

Электровибрационные лотковые питатели (рис. 4.20, О)

производительностью до 750 м/ч предназначены для подачи мелкокусковых и зернистых материалов. Они состоят из на­ клонного лотка 1 и жестко связанного с ним электромагнит­ ного вибровозбудителя 4, подвешенных к бункеру или пере­ крытию на пружинных подвесках 2. Материал перемещается по лотку под действием вибраций, получаемых от якоря элек­ тромагнита. Производительность питателя регулируют изме­ нением угла наклона лотка (от 0 до 20 ) или амплитуды (от 1,4 до 2,5 мм) и частоты (до 3000 мин’1) колебаний, а также по­ ложением шибера 3. Достоинствами вибропитателя является высокая производительность, отсутствие вращающихся час­ тей и малый удельный расход электроэнергии; недостатком —

забивание лотка при работе на влажных, слипающихся и гли­ нистых материалах.

Барабанные питатели (рис. 4.20, е) производительностью от 6 до 25 м3/ч применяют для равномерной подачи и вы­ грузки из бункера мягких сыпучих материалов с крупностью кусков до 30 мм. Они состоят из литого или сварного корпуса 1, ячейкового барабана 2 (диаметром до 250 мм и длиной до 400 мм) и приводного механизма, обеспечивающего его вра­ щение с частотой 7—30 мин"1 в зависимости от необходимой производительности питателя.

ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ.

5 Ф ИЗИКО -ХИМ ИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХИМ ИЧЕСКОГО СОСТАВА

РАЗДЕЛЯЕМ Ы Х М ИНЕРАЛОВ

5.1. Термохим ические проиессы

Изменение физических, физико-химических свойств и хи­ мического состава материала в процессе различных видов об­ жига достигается за счет термической диссоциации (разложе­ ния) минералов, окисления или восстановления металлов, вхо­ дящих в их состав, сульфатизации, хлорирования, сульфидизации и сплавления (спекания) минералов, сегрегации восста­ новленных соединений до металла.

5.1.1. Обжиг с термической anccounaunen извлекаемых минералов

Обжиг с термической диссоциацией извлекаемых минера­ лов в настоящее время используется:

• при переработке карбонатных редкометалльных, магне­ зитовых и бедных фосфатных руд. Целью процесса является разложение карбонатов МеСОэ кальция и магния до их водо­ растворимых окисей МеО и углекислого газа СО2 по реакции: МеСОз -> МеО + СО2, которые затем можно удалить простой промывкой материала водой. Это достигается обжигом в те­ чение 2—3 ч крупного материала (более 5 мм) в трубчатых вращающихся печах, а мелкого (менее 5 мм) — в печах кипя­ щего слоя при температуре 1170— 1320 К, не вызывающей из­ менения технологических свойств других минералов. Удале­ ние карбонатов кальция и магния промывкой обеспечивает эффективное последующее обогащение материала;

• при переработке труднообогатимых окисленных и кар­ бонатных марганцевых руд и продуктов. Обжиг их в трубча­ тых вращающихся и шахтных печах в атмосфере воздуха при температуре 870— 1270 К позволяет перевести и сконцентри­ ровать практически весь марганец в виде кристаллов крупно­ стью 30—50 мкм химически и термически устойчивого окисла марганца — гаусманита, обладающего хорошей флотируемостью, что обеспечивает получение высококачественных кон­ центратов с высоким извлечением в них марганца при после­ дующей флотации материала;

• при переработке пиритсодержащего сырья цветной ме­ таллургии с целью термического разложения немагнитного пирита на магнитный пирротин и элементарную серу. При пирротинизирующем обжиге без доступа воздуха в шахт­ ной ступенчатой печи в течение 30—60 мин при температу­ ре 970— 1270 К образуются сульфиды железа (состава Fe5S6

— Fe8S9), которые в поле напряженностью 95,5— 119,4 кА/м полностью переходят в магнитную фракцию при последую­ щей магнитной сепарации, значительно облегчая разделение ос­ тавшихся сульфидов цветных или окислов и силикатов редких металлов другими методами обогащения. Резкому улучшению показателей обогащения способствует при этом также сульфидизация окисленных минералов цветных металлов выделяю­ щейся при обжиге парообразной серой, что позволяет повы­ сить общее извлечение их из руды, происходящая декрипитация сростков минералов, снижение механической их прочно­ сти и энергетических затрат на раскрытие минералов.

5.1.2. Окпслптельный обжпг

Окислительный обжиг используется:

• при переработке труднообогатимых сульфидных руд, кол­ лективных концентратов или промпродуктов цветных метал­ лов с целью перевода извлекаемых металлов из труднорас­ творимых сульфидов в водорастворимые сульфаты, а железа

пирита — в нерастворимые в воде окислы. Обжиг называется сульфатизирующим и осуществляется обычно в печах кипяще­ го слоя при температуре от 850 до 1100 К;

• при переработке сидеритовых железных руд с целью пе­ ревода немагнитного сидерита FeC03 в магнетит Fe30 4) легко извлекаемый в концентрат при последующей магнитной се­ парации. Магнетизирующий окислительный обжиг сидерито­ вых руд осуществляется при температуре 1020—1170 К в шахт­ ный вращающихся печах в результате протекания реакции:

3FeC03 -> Fe30 4 + СО + 2С02 - 35 700 кал.

5.1.3. Восстановительный обжиг

Восстановительный обжиг широко используется для ре­ шения следующих задач:

• сульфидизации трудноизвлекаемых окисленных минера­ лов цветных металлов (особенно никеля и кобальта) и пре­ вращения их в сульфиды, которые затем легко извлекаются из измельченной обожженной руды флотацией, как из природ­ ных сульфидных руд. Обжиг называется сульфидизирующим и осуществляется при температуре 1120— 1370 К в присутствии сульфидизатора (пирита, серы, сульфата натрия, высокосер­ нистого угля или кокса, гипса, сернистого газа) в восстанови­ тельной атмосфере с добавками угля;

• перевода немагнитных и слабомагнитных окислов и со­ единений железа в сильномагнитный искусственный магнетит Fe30 4 или ферромагнитную окись железа y-Fe20 3 (маггемит), легко извлекаемый в концентрат из обожженной руды или материала магнитной сепарацией. Обжиг называется магне­ тизирующим.

При переработке труднообогатимых бурожелезняковых, лимонитовых и гидрогетитовых руд и других железосодержа­ щих материалов он осуществляется в трубчатых вращающихся или шахтных печах, печах ступенчато-взвешенного или ки­ пящего слоя при температуре от 873 до 1373 К в присутствии

газообразного (окиси углерода, водорода, метана) или твер­ дого (бурого или каменного угля, коксовой мелочи и др.) восстановителя в результате протекания следующих основ­ ных реакций:

3Fe20 3 + СО 2Fe30 4 + С02 + 8870 кал, С02 + С -> 2СО - 37 710 кал,

3Fe20 3 + Н2 -> 2Fe30 4 + Н20 - 1000 кал.

В качестве топлива при этом используется обычно при­ родный газ. Предварительный магнетизирующий обжиг обес­ печивает: высокое извлечение железа (до 80 %) при последую­ щей магнитной сепарации даже из «упорных» руд в концен­ траты, содержащие 50—65 % железа; эффективное удаление железосодержащих минералов (в виде магнетита, маггемита или металлического железа) магнитной сепарацией из черно­ вых и коллективных редкометалльных (ниобиевых, цирконо­ вых, ильменитовых) концентратов, необходимое для после­ дующего их разделения методами обогащения; эффективную переработку высокожелезистых бокситов после магнитной се­ парации (при напряженности поля 80— 100 кА/м) обогащен­ ного и выщелоченного красного шлама и удаления из него железа, перешедшего в процессе обжига в маггемит; восста­ новление свободных и связанных окислов металлов в труднообогатимых рудах, промпродуктах или черновых концентра­ тах до металла или его нижших окислов. Обжиг при этом мо­ жет быть металлизирующим, как, например, при переработке медных, железных и никелевых руд, или дистилляционным, например, при переработке сурьмяных и ртутных руд.

Металлизирующий обжиг окисленных медных руд осуще­ ствляется в печах кипящего слоя при температуре 1120 К, оки­ сленных бедных железных руд — в трубчатых вращающихся печах при температуре от 1270 до 1620 К, окисленных никель­ содержащих латеритовых и серпентитовых руд — в многопо­ довых печах при температуре до 1020 К в сильно восстанови­ тельной среде.

Образующиеся корольки металлической меди крупностью от 0,01 до 0,3 мм извлекают (на 75—80 %) по гравитационно­ флотационной схеме, корольки железа — магнитной сепара­ цией с получением концентратов, содержащих 80—90 % желе­ за. Для извлечения металлического никеля из руд использует­ ся аммиачное выщелачивание.

Дистилляционный обжиг руд, содержащих сурьму, осуще­ ствляется при 970— 1770 К в трубчатых вращающихся или шахт­ ных печах в присутствии коксика или древесного угля (при­ мерно 12 % массы руды), а ртутных руд — при температуре от 670— 1170 К в трубчатых вращающихся, многоподовых, ту­ фельных печах и печах кипящего слоя в течение 25—90 мин. В процессе обжига сурьма возгоняется (на 80—86 %) в виде ле­ тучей трехокиси, а ртуть — (на 96—98 %) в виде металличе­ ской, которые улавливаются специальными фильтрами.

5.1.4. Хлорпруюшпп обжиг

Хлорирующий обжиг используется:

для удаления меди из никелевых концентратов путем пе­ ревода ее в легкорастворимые в воде хлориды и оксихлориды при сохранении никеля, кобальта и железа в виде нераствори­ мых окислов. Обжигу подвергается никелевый огарок (про­ дукт окислительного обжига) при температуре 970—820 К с до­ бавлением поваренной соли или сильвинита (10— 12 % массы огарка) в трубчатом реакторе;

для хлорирования трудноизвлекаемых из окисленных и смешанных руд соединений и минералов цветных металлов и одновременного восстановления их до металла, образующего при этом зерна и частицы, легко извлекаемые методами обо­ гащения. Обжиг называется сегрегационным. Он проводится с добавкой твердых хлоридов (NaCl, СаС12 и др.) до 60 % массы руды и твердого восстановителя до 4 % массы руды при 1170— 1270 К и выше (вплоть до температуры начала спека­ ния руды). Высокое извлечение меди (до 80 %) в 50%-ный кон­

центрат из продукта сегрегационного обжига окисленных мед­ ных руд обеспечивается флотацией.

Для выделения ферроникеля из огарка сегрегационного обжига окисленных никелевых руд наряду с флотацией ус­ пешно может быть применена магнитная сепарация. Сегрега­ ционный обжиг труднообогатимых сульфидных руд и продук­ тов проводится после их окислительного обжига. Применение его, например, к никельсодержащим пирротиновым концентра­ там позволяет получить: 17—23%-ный никелевый концентрат с извлечением в него 85—93 % никеля (в виде флотационного концентрата), железный концентрат (хвосты флотации), серную кислоту или элементарную серу (из газов предварительного окислительного обжига).

5.1.5. Спекающий обжиг

Спекающий обжиг используется для перевода извлекаемых металлов в водорастворимые формы их соединений, которые затем выщелачиваются из спека водой или технологическими оборотными растворами. Наиболее широкое применение он получил:

• при производстве глинозема из бокситов, нефелинов и другого алюминийсодержащего сырья, измельченного до 0,088 мм, с целью получения водорастворимого алюмината на­ трия NaA102 по реакциям:

АЬОз • Н20 + Na2C03 = 2NaA102 + С02 + Н20, Fe20 3 • Н20 + Na2C03 = 2NaFeO: + С02 + Н20,

Na20 • А120 з • 2Si02 + 4СаСО., = 2NaA102 + 2(2СаО • Si02) + 4С02;

• при спекании боксито-содо-известняковой шихты при температуре 1420— 1520 К или по реакции:

(Na, К)20 • А120 з • 2Si02 + 4СаО = 2(Na, К)А102 + 2(2СаО • Si02);

• при спекании нефелино-известняковой шихты при тем­ пературе 1520— 1570 К;

• при переработке труднообогатимых вольфрамсодержа­ щих продуктов с целью перевода труднорастворимых вольф­

раматов кальция, железа и марганца в легко растворимый в воде вольфрамат натрия Na2W04 путем спекания их с содой при температуре 1170— 1220 К. Аналогичный процесс исполь­ зуется в технологии извлечения ванадия из железных руд, а также селена, теллура, тантала, ниобия в раствор в виде рас­ творимых солей натрия.

5.2. Пооиессы подготовки м инеральны х частии к разделению

Процессы подготовки минеральных частиц к разделению с целью усиления разницы в свойствах разделяемых компо­ нентов используются при осуществлении основных процессов обогащения и могут включать следующие операции:

• промывку, обдирку, удаление шламовых и загрязняющих покрытий с поверхности минералов перед фотометрической, люминесцентной сепарацией и некоторыми другими метода­ ми обогащения с применением вибрационных и ультразвуко­ вых воздействий, добавок реагентов-пептизаторов и абразив­ ных веществ (например, кварцевого песка);

• обработку химическими реагентами при флотации, элек­ трической и магнитной сепарации. Для повышения избира­ тельности адсорбции (закрепления) реагентов на минералах используют электрические, термические, радиационные, ультра­ звуковые и магнитные методы обработки минералов, пульпы и растворов реагентов. Обработка реагентами перед флота­ цией может сопровождаться кондиционированием пульпы с использованием аэрации для избирательного окисления неко­ торых (например, сульфидных) минералов и твердых сорбен­ тов (активированного угля, цеолитов и др.) для удаления из жидкой фазы пульпы нежелательных ионов и молекул;

• электростатическую зарядку поверхности частиц перед их разделением электрическим, трибоадгезионным и термо­ электронным методами;

• радиоактивацию частиц под действием рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, у- и p-излучений электронов, ней­ тронного излучения перед радиометрической сортировкой, а также иногда перед флотацией и электрической сепарацией;

термическую обработку методами обжига, декрипитации, пропарки, а также токами высокой частоты и инфракрасным облучением перед основными процессами обогащения;

обработку кислотами, щелочами, комплексообразователями перед электрической сепарацией, флотацией и в процес­ сах химического обогащения.

Соседние файлы в папке книги