Способ извлечения ильменита из хвостов обогащения руд

Авторы патента:

B03B7 - Комбинированные способы (сочетание мокрых и прочих способов) и устройства для разделения материалов, например для обогащения руд или отходов

Владельцы патента RU 2333039:

Общество с ограниченной ответственностью "Центр трансферта технологий" (RU)

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к способу извлечения ильменита из хвостов обогащения руд, и может быть использовано в других смежных отраслях промышленности. Позволяет получать ильменит в сильноэлектромагнитной фракции. Способ включает магнитно-гравитационную сепарацию с использованием магнитного шлюза, классификацию полученного концентрата, магнитную сепарацию и сушку. Классификацию осуществляют с выбором класса крупностью 0,5-0,1 мм, который подвергают магнитной сепарации с помощью постоянного магнита с получением магнитных и немагнитных продуктов, после чего немагнитные продукты обогащают электромагнитной сепарацией со слабыми и сильными полями напряженности. Ильменит выделяют в сильноэлектромагнитной фракции. 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к области извлечения ильменита из хвостов обогащения руд. Хвосты обогащенных руд могут включать многие ценные минералы, такие как ильменит, рутил, циркон, лейкоксин, монацит и др. Эти полезные минералы извлекаются исходя из магнитных и электрических свойств, плотности отдельных минеральных компонентов и включений.

Известны различные технологические процессы по извлечению ценных компонентов из руд, такие как магнитно-гравитационная сепарация, электростатическая сепарация, кондиционирование с последующей обработкой различными реагентами, обжиг (п. РФ №2187379 С2, 20.08.2002, п. РФ №2235602 С1, 10.09.2004, п. РФ №2211091 С1, 27.08.2003 г. и др.). В «Способе комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков» (п. РФ №2040566 С1, 25.07.95 г.) подробно описаны существующие технологические процессы по извлечению ильменита. Кроме процесса разделения по плотности (WET PLANT), магнитного разделения (WHIMS) и сухого измельчения DRY MILL, существует процесс обжига. Предлагаемая технологическая структура исключает предварительные этапы по обогащению WHIMS/DRY PLANT и заменяют их обжигом и магнитной сепарацией с использованием магнитного поля низкой и средней интенсивности. В «Способе извлечения ильменита» (п. РФ №2094125 С1, 27.10.1997) также используют обжиг с последующим магнитным разделением компонентов. Существующие способы трудозатратны, экологически не безопасны и требуют более четкого управления.

Наиболее близким по существенным признакам можно считать «Способ переработки ильменит-титаномагнетитовых руд» (заявка №94041454 А1, 27.02.1997). Авторы пытались предложить многоступенчатый технологический процесс, включающий измельчение, мокрую магнитную сепарацию в несколько приемов, сушку и электросепарацию. Недостатком данного процесса явилось сложность и повторяемость этапов.

Цель настоящего изобретения - создание такой технологии извлечения ильменита из исходного материала, которая совмещала бы несколько технологических приемов и была бы экологически безопасна, доступна в обычных условиях, не требующей дорогостоящего оборудования.

Поставленная задача достигается тем, что исходный продукт (отвальный материал) подвергают магнитно-гравитационной сепарации с помощью магнитного шлюза. Полученный концентрат сушат и осуществляют классификацию с выбором класса крупностью 0,5-1,0 мм. Выбранный продукт подвергают магнитной сепарации с помощью постоянного магнита с получением магнитных и немагнитных продуктов. После чего немагнитные продукты подвергают электромагнитной сепарации, которая, в свою очередь, делится на поля слабой и сильной напряженности. Благодаря своим магнитным свойствам обогащенный ильменитом концентрат выделяется в сильноэлектромагнитной фракции.

На чертеже показана технологическая схема предлагаемого способа.

Предлагаемый способ осуществляется в несколько этапов.

1 этап - хвосты горнодобывающих предприятий, например золото- и алмазодобывающих, обогащают с использованием магнитного шлюза, включающего промывочный желоб-гидрошлюз, расположенный под его дном магнитную систему, служащую для создания на рабочей поверхности слоя сфлокулировавшихся магнитоактивных частиц как основы минеральной постели и имеющую чередующуюся по длине шлюза полярность.

2 этап - материал сушат и проводят ситовую классификацию с выбором фракций 0,5-1,0 мм.

3 этап - проводят магнитную сепарацию с помощью постоянного магнита. В результате получают магнитную и немагнитную фракции.

4 этап - выбранную немагнитную часть подвергают электромагнитной сепарации с сильными и слабыми полями напряженности. В результате в процессе многоступенчатого обогащения ильменит выделяется в сильноэлектромагнитной фракции.

Предлагаемый способ был исследован и проэкспериментирован на примере магнитного шлиха безалмазных кимберлитовых хвостов трубки «Удачная» (ТУД-1) Республики Саха (Якутия).

Проба ТУД-1 была разделена на магнитном шлюзе, описанном выше. В результате соотношение исходной массы к массе выделенной на магнитном шлюзе фракции равно в среднем 1/6 (табл.1).

С увеличением крупности фракции выход магнитного концентрата уменьшается, например, соотношение магнитного и немагнитного компонентов во фракции менее 0,2 мм составляет 1/6, а во фракциях от 0,2 до 1,0 мм - от 1:3 до 1:6, а во фракциях 1-2 и 2-5 мм это соотношение растет от 1:9 до 1:32. Это можно объяснить тем, что в крупной фракции (более 1-2 мм) многие магнитные минералы находятся в срастании с легкими минералами (доломит и кальцит), и поэтому легко уходят в легкую немагнитную фракцию. Далее, с целью более чистого извлечения магнетита и ильменита, небольшие навески проб были обработаны на ручном электромагнитном сепараторе. Были выделены магнитная, сильно электромагнитная, слабо электромагнитная и неэлектромагнитная фракции. В выделенных фракциях определялся минералогический состав, в особенности магнетита, ильменита и граната. В магнитной фракции концентрируется преимущественно (более 90% от массы фракции) титаномагнетит с небольшой примесью магнитного ильменита, в малых долях (менее 0,1%) отмечается магнитный сульфид - пирротин. В сильно электромагнитную фракцию попадают в основном ильменит (около 90-95%), а также гранаты и пироксены, реже сульфиды. В слабо электромагнитной фракции увеличивается доля гранатов, оливинов и пироксенов (до 20-50%). В неэлектромагнитной фракции остаются в основном оливин, доломит, кальцит, реже немагнитный ильменит и сульфиды (халькопирит, пирит). Соотношение минералов варьирует в зависимости от размерности фракций и степени обогащенности проб.

Весовые и процентные соотношения этих фракций приведены в следующей таблице (табл.2). В фракциях 0,2-0,5 мм пробы ТУД-1 (после магнитного шлюза) выход магнитной и электромагнитной фракций составляет 60-70 вес.%.

Результаты спектрального анализа фракций (размер 0,25-0,5 мм) различной магнитной восприимчивости показывает, что магнитная фракция обогащена оксидом железа, а электромагнитная - окислами титана и железа (табл.3).

В пробе ТУД-1 слабо электромагнитной фракции увеличивается доля кремнезема, глинозема и окиси кальция, что обусловлено гранатами. В неэлектромагнитной тяжелой фракции резко возрастает доля серы и фосфора, что связано с увеличением в ней сульфидов и апатита.

На микрозондовом анализаторе Камебакс-Микро были изучены составы окисно-рудных минералов из магнитной и сильноэлектромагнитной фракций. Основными минералами являются ильменит и титаномагнетит, реже встречается хромит (табл.4). Ильмениты из электромагнитной фракции отличаются от магнитных ильменитов более низкой железистостью, марганцовистостью, хромистостью, но высокой магнезиальностью.

Т.о. предлагаемый способ может использоваться при обогащении песков россыпных месторождений, руд, техногенных материалов, содержащих цветные, редкие, драгоценные металлы, а также использоваться при попутном выделении примесей тяжелых минералов и металлов из различного минерального сырья, в шлиходоводочных операциях, в геологоразведочной практике.

Таблица 1.
Гранулометрический состав пробы ТУД 1 после сепарации на магнитном шлюзе
Фракции, мм	Вес, г	% содержание	Вес магнитной фракции, г	Вес немагнитной фракции, г	Соотношение магн./немагн.
2-5	2300	7,6	70	2 230	1 /32
1-2	16000	53,2	1 600	14 400	1/9
0,4-1	6000	19,9	1 550	4 450	1/3
0,3-0,4	1400	4,6	310	1 090	1/6
0,2-0,3	2000	6,7	380	1 620	1/4
<0,2	2400	8,0	350	2 050	1/6
Всего	30100	100,0	4 260	25 840	1/6

Таблица 2.
Весовые и процентные соотношения разделения тяжелой фракции по магнитной восприимчивости
№ проб фракция, мм	Общий вес, г/%	Магн. фр. г/%	Сильно-элм. фракция, г/%	Слабо-элм. фракция, г/%	Неэлектромаг фракция, г/%
ТУД-1	61,70 г	19,25 г	23,45 г	6,75 г	12,25 г
0,25-0,5 мм	100%	31%	38%	11%	20%
ТУД-1	19,25 г	6,05 г	5,48 г	2,37 г	5,35 г
0,2-0,25 мм	100%	32%	28%	12%	28%

Таблица 3. Результаты спектрального анализа пробы ТУД-1
Фракция	SiO₂	TiO₂	FeO	MgO	MnO	CaO	Al₂O₃	P₂O₅	S	Сумма
Магнитная	3,29	16,78	73,18	3,47	0,31	1,27	0,85	0,03	0,64	99,82
Сильноэлектромагнитная	4,10	41,92	42,87	6,49	0,26	1,21	1,19	0,03	1,59	99,66
Слабоэлектромагнитная	16,50	10,58	49,95	9,48	0,46	2,65	6,38	0,04	3,35	99,39
Неэлектромагнитная	14,90	0,86	47,11	14,70	0,16	2,50	2,18	0,20	16,8	99,41

Таблица 4
Представительные анализы ильменитов, хромита и титаномагнетита из пробы ТУД1
№ проб	№ анал.	TiO₂	FeO	MgO	MnO	Al₂O₃	Cr₂O₃	Сумма
Ильмениты из электромагнитной фракции
ТУД 1	52	46,80	42,43	7,11	0,23	0,50	1,90	98,97
	54	47,34	43,84	7,67	0,20	0,46	0,98	100,49
	63	47,83	41,84	7,99	0,27	0,38	1,43	99,74
	57	49,69	40,01	8,89	0,21	0,50	0,36	99,66
	61	50,05	39,42	8,83	0,22	0,41	0,27	99,20
62	50,43	37,65	9,24	0,21	0,56	1,03	99,12
n=13	Мин.	46,80	37,65	7,11	0,16	0,38	0,27
n=13	Макс.	50,79	43,84	9,24	0,31	0,56	1,90
Среднее	48,65	41,40	8,21	0,22	0,48	0,84
Ильмениты из магнитной фракции
ТУД-1	10	45,67	43,24	7,05	0,23	0,50	2,64	99,33
мф	2	46,07	52,78	1,04	0,08	0,00	0,11	100,08
	7	46,41	41,41	8,97	0,27	0,44	2,32	99,82
	5	47,07	43,39	7,50	0,23	0,59	1,07	99,85
8	49,65	39,49	8,47	1,47	0,47	0,37	99,92
n=9	Мин.	45,67	39,49	1.04	0,08	0,00	0,11
n=9	Макс.	49,65	52,78	8,97	1,47	0,59	3,37
Среднее	47,18	43,33	7,10	0,38	0,43	1,37
Хромит
ТУД1	6	0,83	36,40	5,95	0,69	3,70	52,87	100,44
Титаномагнетит
ТУД1	58	15,04	80,90	0,14	1,10	0,00	0,22	97,40

Способ извлечения ильменита из хвостов обогащения руд, включающий магнитно-гравитационную сепарацию с использованием магнитного шлюза, классификацию полученного концентрата, магнитную сепарацию и сушку, отличающийся тем, что классификацию осуществляют с выбором класса крупностью 0,5-0,1 мм, который подвергают магнитной сепарации с помощью постоянного магнита с получением магнитных и немагнитных продуктов, после чего немагнитные продукты обогащают электромагнитной сепарацией со слабыми и сильными полями напряженности, при этом ильменит выделяют в сильноэлектромагнитной фракции.

Изобретение относится к способам обработки проб полезных ископаемых и может быть использовано для обработки проб россыпных месторождений золота. .

Способ фокусировки частиц (варианты) // 2326737

Изобретение относится к области разделения веществ, к области очистки веществ и к области концентрирования частиц. .

Способ получения очищенного углерода из бурого угля и технологическая линия для его реализации // 2325232

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно к области переработки бурого угля, и может быть использовано для получения очищенного углерода из бурого угля.

Способ извлечения золота из руд // 2318887

Изобретение относится к способу извлечения золота из руд. .

Способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок и плавучая установка для его осуществления // 2312989

Строительные и другие материалы, содержащие бокситовые хвосты, подвергнутые технологической обработке, и способ получения материалов // 2311375

Способ переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований (его варианты) // 2311232

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований (корок и конкреций), добываемых со дна мирового океана и содержащих помимо марганца, кобальта и железа также никель, медь, благородные и редкие металлы.

Способ обогащения сульфидов // 2310512

Изобретение относится к системе гравитационного осаждения/флотации, где поток минерала, такого как концентрат после предварительной флотации или перечистной флотации, подвергается двухстадийному разделению.

Способ извлечения полезных компонентов из глинистых песков // 2309800

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к подготовительным процессам гравитационного обогащения золотоносных песков, дезинтеграции и извлечения полезных компонентов из глинистых песков.

Способ извлечения тонкодисперсного золота из золотосодержащих руд // 2309799

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении рудного сырья, требующего предварительного измельчения. .

Способ утилизации агропромышленных отходов // 2333049

Изобретение относится к области сельского хозяйства

Способ разделения мелкозернистого материала по плотности и концентратор для его осуществления // 2338595

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и предназначено для центробежного мокрого разделения мелких и тонких частиц металлов и их минералов по плотности

Способ извлечения бадделеитового концентрата // 2344080

Изобретение относится к технологии получения бадделеитового концентрата из цирконийсодержащих отходов с одновременным выделением редкометалльного концентрата

Способ флотационного обогащения кека серно-кислотного выщелачивания медной руды // 2350396

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при переработке труднообогатимых сульфидно-окисленных медных руд

Способ очистки минеральных зерен от флотационных реагентов и шламовых покрытий и устройство для его осуществления при обогащении руды // 2351397

Изобретение относится к очистке минеральных зерен, содержащихся в пульповых продуктах при обогащении руды, от нежелательных отложений, таких как флотационные реагенты и шламовые покрытия, и может быть применено для механической активации руд цветных и черных металлов, угля и других полезных ископаемых перед операцией десорбции, перед операциями селективного разделения концентратов, перед перечистными операциями получения готовых концентратов

Способ флотационного выделения сульфидного концентрата из сульфидно-окисленной медной руды // 2352401

Изобретение относится к металлургии меди, а именно к обогащению медных руд флотационным методом, к переработке окисленных и сульфидно-окисленных медных руд, и может быть использовано в металлургии других цветных металлов

Способ обогащения калийсодержащих руд // 2354457

Изобретение относится к технологии флотационного обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд, преимущественно калийных

Способ обогащения золотосодержащих россыпей и передвижная установка для его осуществления // 2355476

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к способам и установкам для обогащения золота и других самородных металлов из россыпных месторождений, и может быть использовано для обогащения как целиковых, так и ранее отработанных (техногенных) россыпей, содержащих мелкое, тонкое, уплощенное и дисперсное золото

Способ флотации руд и поточная линия для его осуществления // 2360742

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при переработке руд, а также другого металлического и неметаллического минерального сырья

Способ обогащения магнитных руд // 2364446

Изобретение относится к технологиям обогащения сыпучих материалов и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности