Технология сухого обогащения пегматитов и пегматоидных гранитов

На правах рукописи

Кутенев Александр Анатольевич

ТЕХНОЛОГИЯ СУХОГО ОБОГАЩЕНИЯ ПЕГМАТИТОВ

И ПЕГМАТОИДНЫХ ГРАНИТОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

КВАРЦ-ПОЛЕВОШПАТОВЫХ И СЛЮДЯНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Специальность 25.00.13 – «Обогащение полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Екатеринбург – 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» на кафедре «Горное дело»

Научный руководитель – доктор технических наук,

доцент Валиев Нияз Гадым — оглы

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

доцент Лагунова Юлия Андреевна

кандидат технических наук

Шихов Николай Владимирович

Ведущая организация – ОАО «Государственный научно-исследовательский

и проектный институт асбестовой промышленности

«НИИ проектасбест»»

Защита состоится « 01 » марта в 14-30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.02 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, 2-й учебный корпус, ауд. 2142

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Автореферат диссертации разослан « 31 » января 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор В. К. Багазеев ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Полевошпатовое, кварц-полевошпатовое сырье широко используется в стекольной, керамической, фарфоро-фаянсовой, электротехнической отраслях промышленности, при производстве абразивов, красок, мастик, в качестве наполнителей буровых растворов. Рост объемов строительства и ремонтных работ, ввод новых мощностей, производство новых видов товаров обусловливают увеличение потребности в таких видах продукции, как керамическая плитка, керамогранит, керамокирпич, стекло различного назначения.

Флотационное (мокрое) обогащение кварц-полевошпатовых руд имеет ряд существенных недостатков, а именно: низкое извлечение полезного продукта, высокая себестоимость, необходимость строительства и содержания хвостохранилищ, использование в технологическом процессе кислот и других реагентов, что крайне негативно влияет на экологию. В настоящее время разрабатываются технологии сухого обогащения полевошпатовых, кварц-полевошпатовых руд на уровне лабораторных и полупромышленных испытаний. И хотя в последние годы разработаны и утверждены новые ГОСТы на различную кварц-полевошпатовую продукцию (КПШК, КПШС), только недавно была разработана и опробована технология сухого обогащения, превосходящая по всем показателям технологию существующего мокрого обогащения. В связи с тем что около 30 % полевошпатовой продукции импортируется в Россию, возникает необходимость увеличения сырьевой базы и обеспечения производства полевошпатовой, кварц-полевошпатовой продукцией. Обоснование параметров сухого обогащения кварц-полевошпатовой руды является актуальной задачей исследования.

Объект исследования – технологические схемы обогащения неметалло- рудных материалов.

Предмет исследования – технология сухого обогащения пегматоидных гранитов.

Идея работы – использование современного оборудования дробления, гравитационно-воздушной классификации, высокочастотного грохочения и очистки путем магнитной сепарации.

Цель исследования – определение и обоснование параметров технологии сухого обогащения пегматитов и пегматоидных гранитов Адуйского поля.

Основные задачи исследования

1. Анализ современного состояния производства полевошпатовых и кварц-полевошпатовых материалов. Оценка возможности сухого обогащения по традиционной технологии.

2. Определение рациональных условий сухого обогащения руды. Разработка технологической схемы и схемы цепи аппаратов.

3. Технико-экономическое обоснование эффективности сухого обогащения пегматитовой руды.

Методы исследований. Обогащение и анализ технологии сухого обогащения, производство опытных работ в лабораторных условиях с определением рациональных параметров по дроблению и напряженности магнитного поля, химический и минералогический анализ продуктов обогащения, испытания полученной продукции в промышленных условиях, анализ результатов испытаний.

Защищаемые научные положения

1. Традиционная схема получения полевошпатовых, кварц–полевошпатовых концентратов методом флотации из пегматитов и пегматоидных гранитов не обеспечивает необходимое количественное извлечение полезного продукта с минимальным содержанием вредных примесей.

2. Сухое обогащение руд способом дезинтеграции в центробежно-ударной дробилке, воздушно-гравитационной и высокочастотной классификации, с последующей очисткой концентратов от оксидов железа и слюды магнитной сепарацией, повышает выход и качество готовой продукции, исключает необходимость дополнительных затрат на строительство и содержание шламохранилищ, использование различных реагентов, снижает себестоимость продукции.

Научная новизна результатов работы

1. Установлено, что выветрелые пегматоидные граниты Адуйского массива, используемые для производства строительных материалов, на 90 % представлены кварц-полевошпатовым материалом, который при сухом обогащении является широко востребованным сырьем для керамогранитной, абразивной, стекольной промышленности.

2. Для эффективности дезинтеграции кварц-полевошпатового материала наиболее соответствующей является комбинация центробежно-ударного дробления и грохота типа Kroosher.

3. Впервые в России разработан технологический регламент сухого обогащения широко распространенных кварц-полевошпатовых руд (пегматоидных гранитов) с использованием оборудования селективной дезинтеграции и воздушной классификации.

Технология сухого обогащения защищена патентом РФ.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается значительным объемом экспериментальных работ в лабораторных условиях, а также испытанием схемы сухого обогащения в промышленных условиях.

Практическая значимость работы заключается в разработке регламента сухого обогащения кварц-полевошпатового сырья для получения кварц-полевошпатового концентрата с содержанием железа менее 0,25 %.

Научное значение заключается в разработке технологической схемы сухого обогащения пегматоидных гранитов, определении рациональных параметров обогащения и выборе необходимого оборудования.

Личный вклад автора заключается в организации и проведении всего комплекса исследований по оценке выветрелых гранитов как кварц-полевошпатового сырья, исследовании пегматоидных гранитов на обогатимость и составлении технологической схемы, схемы цепи аппаратов, технологического регламента сухого обогащения и технико-экономической оценке результатов обогащения.

Реализация результатов работы:

— составлен технологический регламент сухого обогащения кварц-полевошпатовой руды для получения кварц-полевошпатового концентрата с содержанием железа менее 0,25 %;

— составлен «бизнес-план» на добычу выветрелых пегматоидных гранитов «Адуйского поля» и переработку их в товарный концентрат.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международной конференции «Уральская горнопромышленная декада» 2010, 2011 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в т. ч. получен патент Российской Федерации.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, 9 приложений, перечня литературы из 41 наименования, изложена на 105 страницах текста, содержит 26 рисунков и 39 таблиц.

Основное содержание диссертации

1. Современное состояние производства полевошпатовых и кварц-полевошпатовых материалов

В промышленности неметаллорудных материалов широко используется полевошпатовое и кварцевое сырье. Оно применяется в стекольной, керамической, фарфоро-фаянсовой, электротехнической отраслях промышленности, при производстве красок, мастик, шпатлевок, в качестве наполнителей буровых растворов и др.

В настоящее время в России зарегистрировано 8 предприятий, занимающихся добычей и переработкой полевошпатового сырья. Их базой являются 16 разрабатываемых месторождений. Суммарная добыча на этих месторождениях около 1200 тыс. т. Выход полевошпатовых концентратов из добытой руды составляет 25-50 %. Из потребленных в 2008 году 750 тыс. тонн полевошпатовых и кварц-полевошпатовых концентратов только 77 % были произведены в России, 23 % импортированы из других стран. Таким образом, в условиях роста потребления полевошпатовой продукции сохраняется актуальность совершенствования технологии добычи и обогащения полевошпатового сырья.

Кварц-полевошпатовое месторождение «Участок № 5» (Адуйский гранитный массива) открыто в феврале 2008 года и по классификации месторождений относится к категории крупных (более 1000 тыс. т). Предварительное исследование руд выполнено компанией «Коралайна–Инжиниринг» в 2007-2008 гг.: изучен вещественный состав руды и осуществлен выбор нетрадиционной схемы обогащения. По данным опробования, соотношение окислов щелочных металлов К2О : Na2O по массе 1,72 (калиевый модуль), содержание Fe2O3 – 0,48 %. По величине калиевого модуля руда соответствует требованиям, предъявляемым к кварц-полевошпатовым материалам, по содержанию железа – необходимо удаление избыточного железа до 0,25 %. Анализ результатов магнитной сепарации показал возможность обогащения пегматоидных гранитов Адуйского поля сухим способом.

2. Оценка возможности сухого обогащения по традиционной схеме

С целью оценки селективности разрушения и выбора типа дробилок пробу руды Адуйского месторождения после грохочения на сите 50 мм подвергли дроблению по двум схемам:

— схема А – щековая СМД 116, две стадии роторного дробления на ДР 4х4 и измельчение в мельнице Ц-2030;

— схема Б – три стадии дробления в щековых дробилках СМД 115А и измельчение в мельнице Ц-2030 (рис. 1).

На рис. 1 видно, что гранулометрические характеристики продуктов дробления (по схеме А и Б – 1,3) и измельчения (2,4) достаточно близки между собой, а макроселективность раскрытия незначительная.

Рис. 1. Гранулометрическая характеристика продуктов дробления:

схема А: 1 – первая стадия дробления; 2 – измельчение;

схема Б: 3 – первая стадия дробления; 4 – измельчение

Магнитная сепарация продуктов измельчения проводилась по следующей схеме (рис. 2).

Рис. 2. Схема получения кварц-полевошпатового концентрата магнитной

сепарацией без предварительной обработки исходного материала

Результаты технологических испытаний по получению кварц-полевошпатового концентрата с помощью магнитной сепарации без предварительной специальной подготовки приводятся в табл. 1.

Таблица 1

Результаты магнитной сепарации исходной пробы

без предварительной подготовки

Продукт

Выход от опер., %

Выход от исх., %

Содержание Fe2O3, %

Классификация

+0,5

61,92

0,87

-0,5+0,315

11,28

1,13

-0,315+0,1

21,00

0,90

-0,1+0

5,80

1,44

Исх. проба

100,0

0,94

Магнитная сепарация класса -0,5+0,315 мм в две стадии

с перечисткой немагнитной фракции

1-я стадия на валковом магн. сепар. – СПБМ 0,45 Тл

Немагн. фракция 1

99,30

11,20

1,12

Магн. фракция 1

0,70

0,08

2,10

Исх. -0,5+0,315 мм

100,00

11,28

1,13

2-я стадия – перечистка немагнитной фракции на двухвалковом магн. сепар. – СМВИ 1,5 Тл

Немагн. фракция 2

76,33

8,55

0,50

Магн. фракция 2

23,67

2,65

3,14

Исх. немагнитная

фракция 1

100,00

11,20

1,12

Магнитная сепарация класса –0,315+0,1 мм в две стадии

с перечисткой немагнитной фракции

1-я стадия – СПБМ 0,45 Тл

Немагн. фракция 1

98,80

11,14

0,88

Магн. фракция 1

1,20

0,14

2,70

Исх. -0,315+0,1 мм

100,00

11,28

0,90

2-я стадия – перечистка немагнитной фракции – СМВИ 1,5 Тл

Немагн. фракция 2

85,78

9,56

0,50

Магн. фракция 2

14,22

1,59

3,14

Исх. немагнитная

фракция 1

100,00

11,14

0,88

Окончание табл. 1

Продукт

Выход от опер., %

Выход от исх., %

Содержание Fe2O3, %

Магнитная сепарация класса –0,1+0 мм в две стадии

с перечисткой немагнитной фракции

1-я стадия – СПБМ 0,45 Тл

Немагн. фракция 1

90,41

18,99

1,44

Магн. фракция 1

9,59

2,01

1,52

Исх. -0,1+0 мм

100,00

21,00

1,44

2-я стадия – перечистка немагнитной фракции – СМВИ 1,5 Тл

Немагн. фракция 2

55,60

10,56

1,13

Магн. фракция 2

44,40

8,43

1,82

Исх. немагнитная

фракция 1

100,00

18,99

1,44

Магнитная сепарация класса –0,5+0 мм в две стадии

с перечисткой немагнитной фракции

1-я стадия – СПБМ 0,45 Тл

Немагн. фракция 1

98,79

37,62

1,22



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст