Розвиток наукових основ технологій комплексного збагачення титан-фосфорних руд корінних родовищ України - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукУ звязку з тим, що основною проблемою українських підприємств з виробництва фосфорних добрив є відсутність у країні власної сировинної бази (їх виробництво завжди розвивалося і розвивається на імпортній сировині), із комплексних руд, окрім титану, попутно можна вилучати такий дефіцитний продукт, як апатит, що дозволить створити власну базу цієї сировини. Але комбінатів зі збагачення цих руд в Україні ще не існує незважаючи на багату сировинну базу. Роботу виконано згідно з планами науково-дослідних робіт Криворізького технічного університету з пріоритетного напряму розвитку науки й техніки КПКВ 2601130 «Державна програма розвитку й реформування гірничо-металургійного комплексу України до 2011 року» та державної програми «Титан України»: «Испытание технологии обогащения апатито-ильменитовых руд Стремигородского месторождения» (1994-1996 р., №ДР 0194U024243), «Разработка технологии обогащения фосфор-титановых руд Житомирской области» (1994-1996 р., №ДР 0199U010675), «Розробка технології збагачення апатит-ільменітових руд Федорівської ділянки» (1996), «Испытание технологии обогащения комплексных руд Федоровского месторождения в полупромышленных условиях» (1997 р., №ДР 0197U00213), «Совершенствование технологии и определение технико-экономических показателей обогащения комплексных руд Федоровского месторождения» (2000 р.), «Технико-экономическое обоснование кондиций Федоровского месторождения апатит-ильменитовых руд» (2002 р.), «Разработка технологии обогащения двух разновидностей апатит-ильменитовой руды Носачевского месторождения» (2003 р., №ДР 0104U004721), «Розробка технологічної схеми збагачення титаномагнетитових руд Кропивенського родовища» (2006-2007 р., №ДР 0107U004669). Селективність флотації мінералів титан-фосфорних руд України, вибірковість адсорбції на них органічних сполук і адсорбційні властивості мінералів, поверхнева активність яких визначається стеричною доступністю атомів, що беруть участь в утворенні водневих або координаційних звязків, характеризуються відмінністю у величинах ефективних зарядів атомів реагентів, молекул води та адсорбційних центрів поверхонь апатиту, ільменіту і непостійністю їх кількості на мінеральній поверхні. Умови флотації апатиту й ільменіту з титан-фосфорних руд корінних родовищ України створюються особливостями специфічної адсорбції реагентів на поверхні мінералів, яка можлива тільки тоді, коли величини ефективних зарядів атомів реагентів, що беруть участь в утворенні водневих або координаційних звязків з атомами поверхні мінералів, більші за 0,5 заряду атомів оксигену або цілого заряду атомів гідрогену води.Для отримання результатів досліджень речовинного складу руд, процесів подрібнення і збагачення у роботі застосовано фазовий, мінералого-аналітичний і хімічний аналізи вихідної руди і продуктів збагачення; дослідження магнітних, гравітаційних і флотаційних властивостей мінералів відповідно до методів Держстандарту України: ДСТУ 3195-95, 3196-95, 3198-95, 3207-95, 3210-95 ДСТУ ISO 3082:200, MOD; ДСТУ ISO 10836:200, MOD. У третьому розділі науково обґрунтовано і розроблено режими та схеми подрібнення руд, що забезпечують максимальне розкриття продуктивних мінералів, їх мінімальне шламування і можливість концентрації окремих мінералів у відповідних фракціях крупності на стадії підготовки руди до збагачення та підвищення ефективності сепарації кожної фракції для отримання відповідних концентратів. Установлено, що при подрібненні титан-фосфорних руд корінних родовищ України до крупності 15-20% класу-0,074 мм відбувається селективне розкриття продуктивних мінералів - титаномагнетиту, ільменіту й апатиту, що дозволяє, на відміну від загальноприйнятих технологій збагачення з послідовним вилученням колективних і селективних концентратів, розробити технології з безпосереднім отриманням тільки селективних концентратів продуктивних мінералів. Показано, що селективність розкриття мінеральних зерен у комплексній руді зумовлена різною швидкістю кінетики подрібнення, яка визначається текстурно-структурними особливостями руди, фізико-механічними властивостями мінералів, взаємодією зерен та їх агрегатів всередині механічної суміші, і має особливості для рудних і нерудних мінералів. У результаті вивчення подрібнення проб руд різних родовищ установлено, що зміна ступеня розкриття мінеральних зерен зумовлена кінетикою процесу, яка залежить від текстурно-структурних особливостей руди, фізико-механічних властивостей мінералів, взаємодії зерен та їх агрегатів всередині механічної суміші й має різні особливості для рудних і нерудних мінералів: апатит, крихкий порівняно з титаномагнетитом, ільменітом і нерудними мінералами, швидше подрібнюється і концентрується в нижніх фракціях; титаномагнетит інтенсивно розкривається на початку процесу подрібнення й концентрується у верхніх класах, а ільменіт та нерудні мінерали розкриваються монотонно з рівномірним розподілом за класами крупності.

Основний зміст роботи