Умови ефективного гравітаційного збагачення багатих окислених залізних руд підземного видобутку Кривбасу. Схема промислової установки отримання залізорудного концентрату з низькою масовою часткою кремнезему. Розроблення та структура математичної моделі.
Аннотация к работе
У той же час Україна, що має всі можливості, не використовує природну сировину для виробництва феритів та на сьогоднішній день не виробляє високоякісний залізорудний концентрат, а завозить його з-за кордону. Виходячи з вищевикладеного, в дисертаційній роботі запропоноване рішення актуальної наукової задачі, яка полягає у визначенні нових закономірностей процесу вибіркового руйнування руд, теоретичному аналізі, що є основою технологічних рішень по отриманню залізорудного концентрату з низькою масовою часткою кремнезему. Актуальність дисертаційної роботи також полягає в тому, що теоретичні розробки й отримані практичні результати виконані в межах науково-дослідних робіт Міністерства промислової політики України: «Дослідження нових принципів і апаратури, що дозволяють отримати високоякісний залізорудний концентрат з окислених кварцитів Кривбасу» (№ держ. реєстрації 0103U007478). При проведенні досліджень використовувалися такі методи: аналітичний - для отримання рівнянь, що описують процес вибіркового руйнування мінеральних зерен; фізичне моделювання - для вивчення структури грудок рудних і нерудних мінералів, збагачення рудної сировини при лабораторних і укрупнених дослідженнях; хімічний, спектральний і гравітаційний аналізи вихідної руди, продуктів збагачення при експериментальних дослідженнях; математичне впровадження результатів досліджень при видачі вихідних даних для розроблення техніко-економічного обґрунтування (ТЕО) будівництва установки отримання високоякісного концентрату з низькою масовою часткою кремнезему. уперше запропонована математична модель вибіркового руйнування окисленої залізної руди, у якій встановлено взаємозвязок сили притиснення пружин рухливого валка дробарки з міцністними характеристиками рудних і нерудних мінеральних зерен; запропонований раціональний режим роботи валкової дробарки, який реалізовано з високою ефективністю в технологічному процесі підготовки залізорудної сировини і використовується для отримання концентрату з масовою часткою кремнезему менше 0,3%.Після флотаційного дозбагачення цього концентрату масова частка кремнезему знижена до 0,2%, а після спікання із содою і наступного вилуговування сірчаною кислотою масова частка кремнезему складала 0,1%. Масова частка заліза в цих рудах складає від 60 до 67%. Запаси багатих окислених залізних руд з масовою часткою заліза 65% і вище складають близько 2,5 млн. т по кожному поверху, а до глибини 1500 м таких руд у Кривбасі знаходиться понад 12,0 млн. т. Враховуючи особливості окислених залізних руд, де в більшій мірі зосереджені їхні запаси, були відібрані представницькі проби багатих руд шахти «Гвардійська» з масовою часткою заліза 67,18%, шахти» Батьківщина «з масовою часткою заліза 64,0% і шахти «Північна» з масовою часткою заліза 65,1%. Для вибору найбільш ефективної технології підготовки руди, яка забезпечує високий ступінь розкриття рудних мінеральних зерен, застосовувалися лабораторний млин 40-А-Мл, стержневий млин МСЦ-14, валкова дробарка ДВГ, резонансний грохот, концентраційний стіл СКЛ-1.У дисертаційній роботі вирішено актуальне науково-практичне завдання, що забезпечує отримання залізорудного концентрату з масовою часткою кремнезему менше 0,3% за рахунок вибіркової рудопідготовки руди у валковій дробарці з виділенням непродуктивного класу на грохоті й збагаченням на гравітаційних апаратах; основними аспектами вирішення даної задачі є теоретичний аналіз вибіркового руйнування руд і одержання нових закономірностей цього процесу, наукове обґрунтування і використання раціональних режимів у технології отримання високоякісних залізорудних концентратів. Підготовка руди до збагачення з застосуванням стержневого чи кульового подрібнення обумовлює застосування складних технологічних схем флотації і хімічного вилуговування. Доведено, що вибіркове руйнування залізорудної сировини з видаленням великих грудок нерудних мінералів і зростків з подальшого процесу забезпечить високу ступінь розкриття рудних зерен (до 80-85%) і буде сприяти отриманню високоякісного залізорудного концентрату. Математична модель вибіркового руйнування вихідної окисленої залізної руди крупності класу 10-0 мм у валковій дробарці одержала подальший розвиток завдячуючи розрахунку сили притиснення пружин в діапазоні 98-120 Н рухливого валка дробарки, що забезпечує руйнування рудних зерен, при цьому збіжність розрахункових і практичних результатів 90-95%.
План
Основний зміст роботи
Вывод
У дисертаційній роботі вирішено актуальне науково-практичне завдання, що забезпечує отримання залізорудного концентрату з масовою часткою кремнезему менше 0,3% за рахунок вибіркової рудопідготовки руди у валковій дробарці з виділенням непродуктивного класу на грохоті й збагаченням на гравітаційних апаратах; основними аспектами вирішення даної задачі є теоретичний аналіз вибіркового руйнування руд і одержання нових закономірностей цього процесу, наукове обґрунтування і використання раціональних режимів у технології отримання високоякісних залізорудних концентратів.
Найбільш важливі наукові й практичні результати, висновки та рекомендації полягають у наступному: 1. На сьогоднішній день окислені залізні руди підземного видобутку Кривбасу через відсутність високоефективної технології їх переробки практично не збагачуються, а тільки сортуються. Підготовка руди до збагачення з застосуванням стержневого чи кульового подрібнення обумовлює застосування складних технологічних схем флотації і хімічного вилуговування. У роботі встановлено, що при цих способах рудопідготовки отримати залізорудний концентрат з низькою масовою часткою кремнезему в промислових умовах механічними методами збагачення проблематично.
2. У даний час, при наявності в Україні сировинної бази багатих окислених залізних руд, дуже перспективною є технологія їх перероблення з отриманням високоякісного концентрату з масовою часткою кремнезему менше 0,3% при гравітаційних методах збагачення.
3. Доведено, що вибіркове руйнування залізорудної сировини з видаленням великих грудок нерудних мінералів і зростків з подальшого процесу забезпечить високу ступінь розкриття рудних зерен (до 80-85%) і буде сприяти отриманню високоякісного залізорудного концентрату.
4. Математична модель вибіркового руйнування вихідної окисленої залізної руди крупності класу 10-0 мм у валковій дробарці одержала подальший розвиток завдячуючи розрахунку сили притиснення пружин в діапазоні 98-120 Н рухливого валка дробарки, що забезпечує руйнування рудних зерен, при цьому збіжність розрахункових і практичних результатів 90-95%.
5. Науково обґрунтовані технологічні режими підготовки руди до збагачення, параметри роботи концентраційного столу (кут нахилу деки, витрата твердого).
6. Доведено, що при одній і тій же крупності утвориться не більше 1,5% шламів при дробленні у валковій дробарці, а при подрібненні в млинах 10-12%. Вихід концентрату при підготовці руди у валковій дробарці на 4,3-6,7% більше, ніж при подрібненні, а масова частка кремнезему в концентраті відповідно 0,20 і 0,47, 0,67%.
7. За розробленою технологією отримано залізорудний концентрат масою 500 кг з масовою часткою кремнезему 0,2-0,25%.
8. Видано вихідні дані для техніко-економічного обґрунтування (ТЕО) будівництва промислової установки на дробильно-сортувальній фабриці шахти «Гвардійська» продуктивністю 3 тис. т/рік концентрату.
9. Економічний ефект від упровадження розробленої технології складе 12,637 млн. грн/рік.
Список литературы
1. Кравцов Е.Н. Направленное изменение свойств окисленной железной руды перед обогащением в тяжелых суспензиях //III Конгресс обогатителей стран СНГ. - М.:Альтекс. - С. 100.
2. Определение параметров гидроциклона при дешламации окисленных железистых руд / В.И. Яременко, И.А. Герасименко, В.Н. Кравцов, Н.А. Виноградова, Е.Н. Кравцов // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 2003. - С. 90-94.
3. Кравцов Е.Н., Кравцов В.Н. Разработка технологии получения железорудного концентрата из руд подземной добычи с массовой долей кремнезема до 0,3% // Разработка рудных месторождений. - Кривой Рог: КТУ. - 2004. - С. 98-100.
4. Кравцов В.Н., Кравцов Е.Н., Данилюк Г.В. Некоторые закономерности движения минеральных частиц в магнитном поле. // Вісник Криворізького технічного університету. - №5. - Кривий Ріг, 2004. - С. 89-90.
5. Пат. 50997 А UA, МКИ ВОЗВ 7/00. Спосіб збагачення залізної руди: Пат. 50997 А UA, МКИ ВОЗВ 7/00 / Б.С. Потапенко, М.К. Кравцов, В.С.Гірін, Є.М. Кравцов (UA); Криворізький технічний університет. - №2001117711; Заявл. 12.11.01; Опубл. 15.11.02; Бюл. №11. - 2 с.
6. Пат. 65960 А UA, МКИ ВОЗВ 7/00. Спосіб збагачення залізної руди: Пат. 65960 А UA, МКИ ВОЗВ 7/00 / А.І. Сологуб, М.К. Кравцов, Є.М. Кравцов, А.А. Борон, В.В. Галич, О.В. Булах (UA); Криворізький технічний університет. - №2003076314; Заявл. 08.07.03; Опубл. 15.04.04; Бюл. №4. - 2 с.
7. Яременко В.И., Кравцов Е.Н., Кравцов В.Н. Пути повышения качества металлургического сырья из окисленных железистых кварцитов // Теория и практика производства чугуна. - Кривой Рог: КГГМК «Криворожсталь». - 2004. - С. 157-159.
8. Технология получения железорудного концентрата с минимальной массовой долей кремнезема / В.Д. Сидоренко, Е.Н. Кравцов, Г.В. Данилюк, Н.К. Кравцов // V Конгресс обогатителей стран СНГ. - М,:Альтекс. - С. 213-216.
9. Кравцов Е.Н. Принцип селективной рудоподготовки богатой окисленной железной руды перед обогащением // Вісник Криворізького технічного університету. - Кривий Ріг: КТУ. - 2005. - С. 85-89.
10. Кравцов Е.Н., Кравцов В.Н. Особенности получения высококачественного концентрата из руд подземной добычи Кривбасса. // Збагачення корисних копалин. - №21 (62). - Дніпропетровськ, 2005. - С. 10-14.
11. Кравцов Е.Н., Булах А.В., Красуля В.В. Эффективные способы рудоподготовки окисленных железных руд Кривбасса. // Качество минерального сырья. - Кривой Рог.:Минерал, 2005. - С. 185-189.