Obogaćivanje volframovih ruda. Industrijska proizvodnja volframa Ciklus obogaćivanja volframove rude

Vladivostok

anotacija

U ovom se radu raspravlja o tehnologijama za obogaćivanje šeelita i volframita.

Tehnologija obogaćivanja volframove rude uključuje: pretkoncentraciju, obogaćivanje usitnjenih proizvoda predkoncentracije za dobivanje skupnih (grubih) koncentrata i njihovu doradu.

Ključne riječi

Šeelitna ruda, volframitna ruda, teška-srednja separacija, jigging, gravitacijska metoda, elektromagnetska separacija, flotacija.

1. Uvod 4

2. Predkoncentracija 5

3. Tehnologija obogaćivanja ruda volframita 6

4. Tehnologija obogaćivanja šelitskih ruda 9

5. Zaključak 12

Reference 13

Uvod

Volfram je srebrno-bijeli metal visoke tvrdoće i vrelišta od oko 5500°C.

Ruska Federacija ima velike istražene rezerve. Potencijal rude volframa procjenjuje se na 2,6 milijuna tona volframovog trioksida, od čega dokazane rezerve iznose 1,7 milijuna tona ili 35% svjetskih rezervi.

Razvijena nalazišta u Primorskom teritoriju: Vostok-2, OJSC Primorsky GOK (1,503%); Lermontovskoye, OJSC Lermontovskaya GRK (2,462%).

Glavni minerali volframa su šeelit, hubnerit i volframit. Ovisno o vrsti minerala, rude se mogu podijeliti u dvije vrste; šeelit i volframit (huebnerit).

Pri preradi ruda koje sadrže volfram koriste se gravitacijske, flotacijske, magnetske, kao i elektrostatičke, hidrometalurške i druge metode.

Predkoncentracija.

Najjeftinije, a ujedno visokoproduktivne metode predkoncentracije su gravitacijske, kao što su teško-srednje separacija i jigging.

Teško srednje odvajanje omogućuje vam stabiliziranje kvalitete sirovine koja ulazi u glavne cikluse obrade, izolaciju ne samo otpadnog proizvoda, već i odvajanje rude na bogatu grubo raspršenu i siromašnu fino raspršenu rudu, za koje je često potrebna temeljna različite sheme obrade, budući da se značajno razlikuju po sastavu materijala. Proces se odlikuje najvećom preciznošću odvajanja po gustoći u usporedbi s drugim gravitacijskim metodama, što omogućuje visoku oporabu vrijedne komponente uz minimalni prinos koncentrata. Kod obogaćivanja rude u teškim suspenzijama dovoljna je razlika u gustoćama izdvojenih komada od 0,1 g/m3. Ova se metoda može uspješno primijeniti za grubo diseminirane volframitne i šeelit-kvarcne rude. Rezultati studija o obogaćivanju volframovih ruda iz ležišta Pun-les-Vignes (Francuska) i Borralha (Portugal) u industrijskim uvjetima pokazali su da su rezultati dobiveni primjenom obogaćivanja u teškim suspenzijama znatno bolji nego kod obogaćivanja samo na strojevima za ubrizgavanje - u tešku frakciju iskorištenje je bilo više od 93% rude.

Jigging u usporedbi s teškim-srednjim obogaćivanjem potrebno je manje kapitalni troškovi, omogućuje obogaćivanje materijala u širokom rasponu gustoća i veličina. Grubo mljevenje postalo je rašireno u oplemenjivanju grubih i srednje diseminiranih ruda koje ne zahtijevaju fino mljevenje. Primjena jigginga poželjna je pri obogaćivanju karbonatnih i silikatnih ruda skarnovih i žilnih naslaga, dok bi vrijednost indeksa kontrasta rude u odnosu na gravitacijski sastav trebala biti veća od jedinice.

Tehnologija obogaćivanja ruda volframita

visoko specifična gravitacija minerali volframa a krupnozrnasta struktura ruda volframita omogućuje široku primjenu gravitacijskih procesa u njihovu obogaćivanju. Napušiti se tehnološki pokazatelji U gravitacijskoj shemi potrebno je kombinirati uređaje s različitim karakteristikama odvajanja, u kojima je svaka prethodna operacija u odnosu na sljedeću, takoreći, pripremna, poboljšavajući obogaćivanje materijala. Shematski dijagram obogaćivanje ruda volframita prikazano je na sl. 1.

Izvlačenje se koristi počevši od veličine pri kojoj se jalovina može oporabiti. Ova se operacija također koristi za izolaciju grubih koncentrata volframa s naknadnim ponovnim mljevenjem i obogaćivanjem repova jigginga. Osnova za odabir sheme jigginga i krupnoće obogaćenog materijala su podaci dobiveni separacijom materijala po gustoći s veličinom čestica od 25 mm. Ako su rude fino diseminirane i preliminarne studije su pokazale da su obogaćivanje velikih komada i jigging za njih neprihvatljivi, tada se ruda obogaćuje u tankim tokovima koji nose suspenziju, što uključuje obogaćivanje na pužnim separatorima, mlaznim kanalima, konusnim separatorima, branama, i koncentracijske tablice. Uz postupno mljevenje i postupno obogaćivanje rude ekstrakcija volframita u grube koncentrate je potpunija. Grubi gravitacijski koncentrati volframita dovode se u stanje prema razvijenim shemama korištenjem metoda mokrog i suhog obogaćivanja.

Bogati koncentrati volframita obogaćeni su elektromagnetskom separacijom, a elektromagnetska frakcija može biti kontaminirana mješavinom željeznog cinka, mineralima bizmuta i djelomično arsenom (arsenopirit, skorodit). Za njihovo uklanjanje koristi se magnetizirajuće prženje, čime se pojačava magnetska osjetljivost željeznih sulfida, a istovremeno se u obliku plinovitih oksida uklanjaju sumpor i arsen, koji su štetni za koncentrate volframa. Volframit (Hübnerite) se dalje ekstrahira iz mulja flotacijom pomoću skupljača masnih kiselina i dodatkom neutralnih ulja. Grubi gravitacijski koncentrati se relativno lako dovode u standardnu ​​upotrebu električne metode obogaćivanje. Flotacija i gravitacija flotacije provode se uz dovod ksantata i sredstva za pjenjenje u blago alkalnoj ili blago kiseloj sredini. Ako su koncentrati onečišćeni kvarcom i lakim mineralima, tada se nakon flotacije čiste na koncentracijskim stolovima.

Povezane informacije.

Kemijski element je volfram.

Prije nego što opišemo proizvodnju volframa, potrebno je napraviti kratki izlet u povijest. Ime ovog metala prevedeno je s njemačkog kao "vučja krema", podrijetlo pojma seže u kasni srednji vijek.

Prilikom dobivanja kositra iz raznih ruda, primijećeno je da se u nekim slučajevima gubi, pretvarajući se u pjenastu trosku, "kao vuk koji proždire svoj plijen".

Metafora se uhvatila, dajući ime kasnije primljenom metalu; trenutno se koristi u mnogim jezicima svijeta. Ali u engleskom, francuskom i nekim drugim jezicima volfram se naziva drugačije, od metafore "teški kamen" (tungsten na švedskom). Švedsko podrijetlo riječi povezuje se s pokusima poznatog švedskog kemičara Scheelea, koji je prvi dobio volframov oksid iz rude koja je kasnije po njemu nazvana (scheelite).

Švedski kemičar Scheele, koji je otkrio volfram.

Industrijska proizvodnja metalni volfram se može podijeliti u 3 faze:

• obogaćivanje rude i proizvodnja anhidrita volframa;
• redukcija u metalni prah;
• dobivanje monolitnog metala.

Oplemenjivanje rude

Volfram se u prirodi ne pojavljuje u slobodnom stanju, prisutan je samo u različitim spojevima.

• volframiti
• šeeliti

Ove rude često sadrže male količine drugih tvari (zlato, srebro, kositar, živa, itd.), unatoč vrlo niskom sadržaju dodatnih minerala, ponekad je njihova povezana ekstrakcija tijekom obogaćivanja ekonomski izvediva.

1. Oplemenjivanje počinje drobljenjem i mljevenjem stijene. Materijal se zatim šalje na daljnju preradu, a metode koje ovise o vrsti rude. Obogaćivanje ruda volframita obično se provodi gravitacijskom metodom, čija je suština korištenje kombiniranih sila gravitacije i centrifugalne sile; minerali se odvajaju prema kemijskim i fizičkim svojstvima - gustoći, veličini čestica, močivosti. Na taj način se odvaja jalovina, a magnetskom separacijom koncentrat dovodi do potrebne čistoće. Sadržaj volframita u dobivenom koncentratu kreće se od 52 do 85%.
2. Šeelit, za razliku od volframita, nije magnetski mineral, stoga se na njega ne primjenjuje magnetsko odvajanje. Za šelitne rude algoritam obogaćivanja je drugačiji. Glavna metoda je flotacija (postupak odvajanja čestica u vodenoj suspenziji) nakon koje slijedi korištenje elektrostatske separacije. Koncentracija šeelita na izlazu može biti i do 90%. Rude također mogu biti složene, sadržavati istovremeno volframite i šeelite. Za njihovo obogaćivanje koriste se metode koje kombiniraju gravitacijske i flotacijske sheme.
   
   Ukoliko je potrebno dodatno pročišćavanje koncentrata do utvrđenih standarda, koriste se različiti postupci ovisno o vrsti nečistoća. Kako bi se smanjile nečistoće fosfora, koncentrati šeelita obrađuju se na hladnom klorovodična kiselina, ujedno se uklanja kalcit i dolomit. Za uklanjanje bakra, arsena i bizmuta koristi se prženje nakon čega slijedi obrada kiselinama. Postoje i druge metode čišćenja.

Za pretvaranje volframa iz koncentrata u topljivi spoj koristi se nekoliko različitih metoda.

1. Na primjer, koncentrat se sinterira s viškom sode, čime se dobiva natrijev volframit.
2. Može se koristiti i druga metoda - ispiranje: ekstrahira se volfram otopina sode pod pritiskom na visokoj temperaturi, nakon čega slijedi neutralizacija i taloženje.
3. Druga metoda je obrada koncentrata plinovitim klorom. Ovim postupkom nastaje volframov klorid, koji se zatim sublimacijom odvaja od klorida drugih metala. Dobiveni proizvod može se pretvoriti u volframov oksid ili izravno preraditi u elementarni metal.

Glavni rezultat različitih metoda obogaćivanja je proizvodnja volframovog trioksida. Nadalje, on je taj koji ulazi u proizvodnju metalnog volframa. Od njega se dobiva i volframov karbid, koji je glavni sastojak mnogih tvrdih legura. Postoji još jedan proizvod izravne prerade koncentrata volframove rude - ferovolfram. Obično se tali za potrebe crne metalurgije.

Oporavak volframa

Rezultirajući volframov trioksid (volframov anhidrit) mora se reducirati u metalno stanje u sljedećem koraku. Redukcija se najčešće provodi široko korištenom vodikovom metodom. Pokretni spremnik (čamac) s volframovim trioksidom dovodi se u peć, temperatura raste dok se kreće, prema njemu se dovodi vodik. Kako se metal obnavlja, nasipna gustoća materijala se povećava, volumen punjenja spremnika smanjuje se za više od polovice, tako da se u praksi koristi vožnja u 2 faze, kroz različiti tipovi pećnice.

1. U prvoj fazi iz volframovog trioksida nastaje dioksid, u drugoj se iz dioksida dobiva čisti prah volframa.
2. Zatim se prah prosijava kroz mrežicu, a krupne čestice se dodatno usitnjavaju kako bi se dobio prah zadane veličine zrna.

Ugljik se ponekad koristi za redukciju volframa. Ova metoda donekle pojednostavljuje proizvodnju, ali zahtijeva više temperature. Osim toga, ugljen i nečistoće koje sadrži reagiraju s volframom, tvoreći različite spojeve koji dovode do kontaminacije metala. Postoji niz drugih metoda koje se koriste u proizvodnji diljem svijeta, no redukcija vodikom po svim parametrima ima najveću primjenjivost.

Dobivanje monolitnog metala

Ako su prve dvije faze industrijske proizvodnje volframa dobro poznate metalurzima i korištene su jako dugo, tada je bio potreban razvoj posebne tehnologije za dobivanje monolita iz praha. Većina metala dobiva se jednostavnim taljenjem i potom lijevanjem u kalupe, a kod volframa, zbog njegovog glavnog svojstva - vatrostalnosti - takav postupak nije moguć. Metoda proizvodnje kompaktnog volframa iz praha, koju je početkom 20. stoljeća predložio Amerikanac Coolidge, i danas se s raznim varijacijama koristi. Bit metode je da se prah pretvara u monolitni metal pod utjecajem električne struje. Umjesto konvencionalnog taljenja potrebno je poduzeti nekoliko koraka da bi se dobio metalni volfram. Na prvom od njih, prah se preša u posebne šipke. Zatim se ti stupovi podvrgavaju postupku sinteriranja, a to se radi u dvije faze:

1. 1. Prvo, na temperaturama do 1300ºC, šipka je prethodno sinterirana kako bi se povećala njena čvrstoća. Postupak se provodi u posebnoj zatvorenoj peći s kontinuiranim dovodom vodika. Za dodatnu redukciju koristi se vodik koji prodire u poroznu strukturu materijala, a dodatnim izlaganjem visokoj temperaturi stvara se čisto metalni kontakt između kristala sinterirane šipke. Nakon ove faze, glava je značajno ojačana, gubi do 5% u veličini.
   2. Zatim prijeđite na glavnu fazu - zavarivanje. Ovaj proces se provodi na temperaturama do 3 tisućeºC. Stup je pričvršćen steznim kontaktima i provučen kroz njega struja. U ovoj se fazi također koristi vodik - potreban je za sprječavanje oksidacije. Struja koja se koristi je vrlo visoka, za šipke s poprečnim presjekom od 10x10 mm potrebna je struja od oko 2500 A, a za poprečni presjek od 25x25 mm - oko 9000 A. Korišteni napon je relativno mali, od 10 do 20 V. Za svaku šaržu monolitnog metala prvo se zavari ispitna šipka, koja se koristi za kalibraciju načina zavarivanja. Trajanje zavarivanja ovisi o veličini stupa i obično se kreće od 15 minuta do sat vremena. Ova faza, kao i prva, također dovodi do smanjenja veličine hrpe.

Gustoća i veličina zrna dobivenog metala ovise o početnoj veličini zrna šipke i dalje maksimalna temperatura zavarivanje Gubitak dimenzija nakon dvije faze sinteriranja je do 18% po duljini. Konačna gustoća je 17–18,5 g/cm².

Za dobivanje visoko pročišćenog volframa koriste se različiti aditivi koji isparavaju tijekom procesa zavarivanja, na primjer, silicijevi oksidi i alkalijski metali. Dok se zagrijavaju, ovi aditivi isparavaju, noseći sa sobom i druge nečistoće. Ovaj postupak potiče dodatno čišćenje. Prilikom korištenja ispravnog temperaturni režim i odsutnost tragova vlage u atmosferi vodika tijekom sinteriranja, uz pomoć takvih aditiva stupanj pročišćavanja volframa može se povećati na 99,995%.

Proizvodnja proizvoda od volframa

Dobiven iz izvorne rude nakon tri opisane proizvodne faze, monolitni volfram ima jedinstven skup svojstava. Osim vatrostalnosti, karakterizira ga vrlo visoka stabilnost geometrijskih dimenzija, očuvanje čvrstoće na visoke temperature i nedostatak unutarnje napetosti. Volfram također ima dobru duktilnost i savitljivost. Daljnja proizvodnja najčešće uključuje izvlačenje žice. To su tehnološki relativno jednostavni procesi.

1. Obrtci ulaze u rotacijski stroj za kovanje, gdje se materijal sabija.
2. Zatim se metodom izvlačenja proizvodi žica različitih promjera (crtanje je izvlačenje šipke pomoću posebne opreme kroz sužene rupe). Na taj način možete dobiti najtanju žicu od volframa s ukupnim stupnjem deformacije od 99,9995%, a njezina čvrstoća može doseći 600 kg/mm².

Volfram se počeo koristiti za filamente električne svjetiljkečak i prije razvoja metode za proizvodnju kovkastog volframa. Ruski znanstvenik Lodygin, koji je prethodno patentirao princip korištenja žarne niti za svjetiljku, 1890-ih je predložio korištenje volframove žice upletene u spiralu kao takvu žarnu nit. Kako ste nabavili volfram za takve žice? Prvo je pripremljena mješavina volframovog praha s nekom vrstom plastifikatora (na primjer, parafin), zatim je tanka nit istisnuta iz te smjese kroz rupu određenog promjera, osušena i kalcinirana u vodiku. Rezultat je bila prilično krhka žica, čiji su ravni dijelovi bili pričvršćeni na elektrode svjetiljke. Bilo je pokušaja dobivanja kompaktnog metala drugim metodama, međutim, u svim slučajevima, krhkost niti je ostala kritično visoka. Nakon rada Coolidgea i Finka, proizvodnja volframove žice dobila je čvrstu tehnološku osnovu, a industrijska uporaba volframa počela je brzo rasti.

Žarulja sa žarnom niti koju je izumio ruski znanstvenik Lodygin.

Svjetsko tržište volframa

Obim proizvodnje volframa je oko 50 tisuća tona godišnje. Lider u proizvodnji, kao iu potrošnji, je Kina, ova zemlja proizvodi oko 41 tisuću tona godišnje (Rusija, za usporedbu, proizvodi 3,5 tisuća tona). Trenutačno je važan čimbenik prerada sekundarnih sirovina, obično otpadnog volframovog karbida, strugotine, piljevine i ostataka volframovog praha; takva prerada osigurava oko 30% svjetske potrošnje volframa.

Žari iz izgorjelih žarulja sa žarnom niti praktički se ne recikliraju.

Svjetsko tržište volframa u U zadnje vrijeme pokazuje pad potražnje za volframovim filamentima. To je zbog razvoja alternativnih tehnologija u području rasvjete - fluorescentne i LED žarulje agresivno zamijeniti konvencionalne žarulje sa žarnom niti u svakodnevnom životu iu industriji. Prema stručnjacima, korištenje volframa u ovom sektoru smanjit će se za 5% godišnje u nadolazećim godinama. Potražnja za volframom u cjelini ne opada, pad primjenjivosti u jednom sektoru kompenzira se rastom u drugim, uključujući inovativne industrije.

Kasiterit SnO 2– glavni industrijski mineral kositra, koji je prisutan u kositrenim naslagama i rudama temeljnih stijena. Sadržaj kositra u njemu je 78,8%. Kasiterit ima gustoću od 6900...7100 kg/t i tvrdoću od 6...7. Glavne nečistoće u kasiteritu su željezo, tantal, niobij, kao i titan, mangan, svinje, silicij, volfram itd. fizikalno-kemijske karakteristike kasiterit, na primjer, magnetska osjetljivost i njegova flotacijska aktivnost.

Stanin Cu 2 S FeS SnS 4- mineral kositar sulfid, iako je najčešći mineral nakon kasiterita, nema industrijski značaj, prvo, jer ima nizak sadržaj kositra (27...29,5%), a drugo, prisutnost bakrenih i željeznih sulfida u njemu komplicira metaluršku obradu koncentrata i, treće, blizina flotacijskih svojstava sloja sulfidima otežava odvajanje tijekom flotacije. Sastav kositrenih koncentrata dobivenih iz postrojenja za preradu, drugačije je. Iz naslaga bogatih kositrom izdvajaju se gravitacijski koncentrati koji sadrže oko 60% kositra, a koncentrati kaše dobiveni gravitacijskim i flotacijskim metodama mogu sadržavati od 15 do 5% kositra.

Naslage kositra dijele se na naslage i ležišta stijena. Aluvijalni Ležišta kositra glavni su izvor svjetske proizvodnje kositra. Ležišta sadrže oko 75% svjetskih rezervi kositra. autohtona Ležišta kositra imaju složen materijalni sastav, ovisno o tome se dijele na kvarc-kasiterit, sulfid-kvarc-kasiterit i sulfid-kasiterit.

Kvarc-kasiteritne rude obično su složene kositreno-volframove rude. Kasiterit je u ovim rudama predstavljen krupno, srednje i fino diseminiranim kristalima u kvarcu (od 0,1 do 1 mm m više). Osim kvarca i kasiterita, ove rude obično sadrže feldspat, turmalin, liskun, volframit ili šeelit i sulfide. U sulfidno-kasiteritskim rudama dominiraju sulfidi - pirit, pirotin, arsenopirit, galenit, sfalerit i stanin. Također sadrži minerale željeza, klorit i turmalin.

Ležišta i rude kositra obogaćuju se uglavnom gravitacijskim metodama korištenjem strojeva za odvodnjavanje, koncentracijskih stolova, pužnih separatora i brana. Plastire je obično mnogo lakše obogatiti gravitacijskim metodama nego rude iz primarnih ležišta, jer ne zahtijevaju skupe postupke drobljenja i mljevenja. Dorada grubih gravitacijskih koncentrata provodi se magnetskim, električnim i drugim metodama.

Obogaćivanje na branama koristi se kada je veličina zrna kasiterita veća od 0,2 mm, jer manja zrna se slabo hvataju na branama i njihovo izvlačenje ne prelazi 50...60%. Učinkovitiji uređaji su jigging strojevi koji se postavljaju za primarno obogaćivanje i omogućuju ekstrakciju do 90% kasiterita. Dorada grubih koncentrata provodi se na koncentracijskim stolovima (slika 217).

Slika 217. Shema obogaćivanja kositrenih posuda

Primarno obogaćivanje ležišta također se provodi na jaružalima, uključujući morska jaružala, gdje se za ispiranje pijeska postavljaju sita s bubnjem s rupama veličine 6...25 mm, ovisno o rasporedu kasiterita prema klasama krupnoće pijeska i sposobnosti pranja. . Strojevi za cijeđenje koriste se za obogaćivanje proizvoda ispod sita. raznih dizajna obično s umjetnim ležajem. Također su instalirani pristupnici. Primarni koncentrati podvrgavaju se operacijama čišćenja na strojevima za cijeđenje. Završna obrada obično se izvodi u instalacijama za završnu obradu na kopnu. Iskorištenje kasiterita iz placera je obično 90...95%.

Obogaćivanje autohtonog kositrene rude, karakteriziran složenošću sastava materijala i neravnomjernim raspršivanjem kasiterita, provodi se prema složenijim višestupanjskim shemama koristeći ne samo gravitacijske metode, već i flotogravitaciju, flotaciju i magnetsku separaciju.

Kod pripreme ruda kositra za obogaćivanje potrebno je voditi računa o sposobnosti kasiterita da se zbog njegove veličine taloži. Više od 70% gubitaka kositra tijekom obogaćivanja nastaje zbog taloga kasiterita koji se odnosi odvodima gravitacijskih uređaja. Stoga se mljevenje kositrenih ruda provodi u mlinovima za šipke, koji rade u zatvorenom ciklusu sa sitima. U nekim tvornicama, obogaćivanje u teškim suspenzijama koristi se na čelu procesa, što omogućuje odvajanje do 30...35% minerala matične stijene u jalovinu, smanjenje troškova mljevenja i povećanje ekstrakcije kositra.

Za izolaciju krupnozrnatog kositerita na početku procesa koristi se jigging s veličinom punjenja u rasponu od 2...3 do 15...20 mm. Ponekad se umjesto strojeva za jigging, kada je veličina materijala minus 3+ 0,1 mm, ugrađuju pužni separatori, a pri obogaćivanju materijala veličine 2...0,1 mm koriste se koncentracijske tablice.

Za rude s neravnomjernim raspršivanjem kasiterita koriste se višestupanjske sheme sa sekvencijalnim mljevenjem ne samo jalovine, već i loših koncentrata i srednjeg otpada. U kositrenoj rudi, koja se obogaćuje prema shemi prikazanoj na sl. 218, kasiterit ima veličinu čestica od 0,01 do 3 mm.

Riža. 218. Shema gravitacijskog obogaćivanja primarnih ruda kositra

Ruda također sadrži željezne okside, sulfide (arsenopirit, halkopirit, pirit, stanin, galenit) i volframit. Nemetalni dio predstavljaju kvarc, turmalin, klorit, sericit i fluorit.

Prvi stupanj obogaćivanja provodi se u strojevima za cijeđenje pri veličini rude od 90% minus 10 mm uz oslobađanje grubog koncentrata kositra. Zatim se, nakon dodatnog usitnjavanja jalovine prvog stupnja obogaćivanja i hidrauličkog razvrstavanja prema jednakom učestalosti, vrši obogaćivanje na koncentracijskim stolovima. Koncentrat kositra dobiven prema ovoj shemi sadrži 19...20% kositra s ekstrakcijom od 70...85% i šalje se na doradu.

Tijekom dorade, sulfidni minerali i minerali matičnih stijena uklanjaju se iz grubih koncentrata kositra, što omogućuje povećanje sadržaja kositra na standardne razine.

Grubo diseminirani sulfidni minerali s veličinom čestica od 2...4 mm uklanjaju se flotogravitacijom na koncentracijskim stolovima, prije čega se koncentrati tretiraju sumpornom kiselinom (1,2...1,5 kg/t), ksantatom (0,5 kg/t) i kerozin (1...2 kg/t).T).

Kasiterit se ekstrahira iz mulja gravitacijskog obogaćivanja flotacijom pomoću reagensa za selektivno sakupljanje i depresora. Za rude složenog mineralnog sastava koje sadrže značajne količine turmalina i željeznih hidroksida, korištenje sakupljača masnih kiselina omogućuje dobivanje siromašnih koncentrata kositra koji ne sadrže više od 2...3% kositra. Stoga se pri flotiranju kasiterita koriste selektivni sakupljači kao što su Asparal-F ili aerosol -22 (sukcinamati), fosfonske kiseline i reagens IM-50 (alkilhidroksamske kiseline i njihove soli). Tekuće staklo i oksalna kiselina koriste se za depresiju minerala u matičnim stijenama.

Prije flotacije kasiterita, iz mulja se uklanja materijal veličine čestica od minus 10...15 mikrona, zatim se provodi flotacija sulfida, iz čijih se ostataka pri pH 5 uz dovod oksalne kiseline, tekućeg stakla i Asparala -F reagens (140...150 g/t), koji se dovodi u kasiteritne plovke kao kolektor (Sl. 219). Dobiveni koncentrat flotacije sadrži do 12% kositra s ekstrakcijom iz operacije do 70...75% kositra.

Ponekad se Bartles-Moseley orbitalne brave i Bartles-Crosbelt koncentratori koriste za ekstrakciju kasiterita iz mulja. Grubi koncentrati dobiveni na ovim uređajima, koji sadrže 1...2,5% kositra, šalju se na doradu do stolova za koncentraciju gnojnice kako bi se dobili komercijalni koncentrati suspenzije kositra.

Volfram u rudama je zastupljena širim spektrom minerala koji imaju industrijska vrijednost nego kositra. Od 22 trenutno poznata minerala volframa četiri su glavna: volframit (Fe,Mn)WO 4(gustoća 6700...7500 kg/m 3), hübnerit MnWO 4(gustoća 7100 kg/m 3), ferberit FeWO 4(gustoća 7500 kg/m 3) i šeelit CAWO 4(gustoća 5800...6200 kg/m3). Osim ovih minerala praktični značaj ima molibdošeelit, koji je šeelit i izomorfna primjesa molibdena (6...16%). Volframit, Huebnerit i Ferberit su slabo magnetni minerali, sadrže magnezij, kalcij, tantal i niobij kao nečistoće. Volframit se često nalazi u rudama zajedno s kasiteritom, molibdenitom i sulfidnim mineralima.

DO industrijske vrste rude koje sadrže volfram su žilni kvarc-volframit i kvarc-kasiterit-volframit, štokverk, skarn i placer. U naslagama vena tip sadrži volframit, hubnerit i šeelit, kao i minerale molibdena, pirit, halkopirit, kositar, arsen, bizmut i minerale zlata. U stočarstvo U naslagama, sadržaj volframa je 5 ... 10 puta manji nego u venskim naslagama, ali imaju velike rezerve. U skarn Rude, uz volfram, predstavljene uglavnom šeelitom, sadrže molibden i kositar. Aluvijalni naslage volframa imaju male rezerve, ali igraju značajnu ulogu u rudarstvu volframa.Industrijski sadržaj volframovog trioksida u placersima (0,03...0,1%) znatno je niži nego u rudama temeljne stijene, ali je njihov razvoj mnogo jednostavniji i ekonomski isplativiji. Ovi placeri, zajedno s volframitom i šeelitom, također sadrže kasiterit.

Kvaliteta volframovih koncentrata ovisi o materijalnom sastavu rude koja se prerađuje i zahtjevima koji se postavljaju na njih kada se koriste u različitim industrijama. Dakle, za proizvodnju ferovolframa, koncentrat mora sadržavati najmanje 63% WO 3, koncentrat volframit-huebnerita za proizvodnju tvrdih legura mora sadržavati najmanje 60% WO 3. Šeelitni koncentrati obično sadrže 55% WO 3. Glavne štetne nečistoće u koncentrati volframa su silicij, fosfor, sumpor, arsen, kositar, bakar, olovo, antimon i bizmut.

Volframove naslage i rude obogaćuju se, poput kositrenih, u dvije faze - primarno gravitacijsko obogaćivanje i dorada grubih koncentrata različitim metodama. S niskim sadržajem volframovog trioksida u rudi (0,1...0,8%) i visokim zahtjevima za kvalitetu koncentrata, ukupni stupanj obogaćivanja kreće se od 300 do 600. Ovaj stupanj obogaćivanja može se postići samo kombiniranjem različitih metoda. , od gravitacije do plutanja.

Osim toga, slojevi volframita i rude temeljne stijene obično sadrže druge teške minerale (kasiterit, tantalit-kolumbit, magnetit, sulfidi), stoga se tijekom primarnog gravitacijskog obogaćivanja oslobađa skupni koncentrat koji sadrži od 5 do 20% WO 3. Doradom ovih skupnih koncentrata dobivaju se kondicionirani monomineralni koncentrati za koje se koriste flotogravitaciona i sulfidna flotacija, magnetska separacija magnetita i volframita. Također je moguće koristiti električnu separaciju, obogaćivanje na koncentracijskim stolovima, pa čak i flotaciju minerala iz potisnih stijena.

Visoka gustoća volframovih minerala omogućuje učinkovito korištenje metoda gravitacijskog obogaćivanja za njihovu ekstrakciju: u teškim suspenzijama, na strojevima za jigging, koncentracijskim stolovima, pužnim i mlaznim separatorima. Tijekom obogaćivanja, a posebno tijekom dorade zbirnih gravitacijskih koncentrata, široko se koristi magnetska separacija. Volframit ima magnetska svojstva i stoga se u jakom magnetskom polju odvaja, na primjer, od nemagnetskog kasiterita.

Izvorna ruda volframa, kao i rudača kositra, drobi se do veličine minus 12+ 6 mm i obogaćuje jiggingom, pri čemu se izdvaja grubi volframit i dio jalovine s otpadnim sadržajem volframovog trioksida. Nakon vrcanja rudača se usitnjava u štapnim mlinovima, u kojima se usitnjava do veličine čestica minus 2+ 0,5 mm. Kako bi se izbjeglo prekomjerno stvaranje mulja, mljevenje se provodi u dvije faze. Nakon mljevenja ruda se podvrgava hidrauličkom razvrstavanju uz odvajanje mulja i obogaćivanje frakcija pijeska na koncentracijskim stolovima. Industrijski proizvodi i jalovina dobiveni na stolovima dalje se usitnjavaju i šalju na stolove koncentracije. Jalovina se također sukcesivno dalje usitnjava i obogaćuje na koncentracijskim stolovima. Praksa obogaćivanja pokazuje da ekstrakcija volframita, hubnerita i ferberita gravitacijskim metodama doseže 85%, dok se šeelit, sklon mulju, gravitacijskim metodama ekstrahira samo 55...70%.

Kod obogaćivanja fino diseminiranih volframitnih ruda koje sadrže samo 0,05...0,1% volframovog trioksida koristi se flotacija.

Flotacija se posebno široko koristi za ekstrakciju šeelita iz skarnskih ruda, koje sadrže kalcit, dolomit, fluorit i barit, flotirane istim kolektorima kao i šeelit.

Sakupljači tijekom flotacije šelitnih ruda su masna kiselina oleinskog tipa, koji se koristi na temperaturi od najmanje 18...20°C u obliku emulzije pripremljene u mekoj vodi. Često se prije ulaska u proces oleinska kiselina saponificira u vrućoj otopini sode u omjeru 1:2. Umjesto oleinske kiseline upotrebljavaju se i talovo ulje, naftenske kiseline i dr.

Vrlo je teško flotacijom odvojiti šeelit od minerala zemnoalkalijskih metala koji sadrže okside kalcija, barija i željeza. Šeelit, fluorit, apatit i kalcit sadrže kalcijeve katione u kristalnoj rešetki, koji osiguravaju kemijsku sorpciju sakupljača masnih kiselina. Stoga je moguća selektivna flotacija ovih minerala iz šeelita unutar uskih pH granica korištenjem depresora kao što su tekuće staklo, natrijev fluorosilikon, soda, sumporna i fluorovodična kiselina.

Depresivni učinak tekućeg stakla tijekom flotacije minerala koji sadrže kalcij s oleinskom kiselinom je desorpcija kalcijevih sapuna nastalih na površini minerala. U ovom slučaju, flotabilnost šeelita se ne mijenja, ali flotabilnost drugih minerala koji sadrže kalcij naglo se pogoršava. Povećanje temperature na 80...85°C smanjuje vrijeme kontakta pulpe s otopinom tekućeg stakla sa 16 sati na 30...60 minuta. Potrošnja tekućeg stakla je oko 0,7 kg/t. Proces selektivne flotacije šeelita, prikazan na sl. 220, primjenom procesa parenja s tekućim staklom, naziva se Petrovljeva metoda.

Riža. 220. Shema flotacije šeelita iz volfram-molibdenovih ruda pomoću

dorada po Petrovovoj metodi

Koncentrat glavne flotacije šeelita, koji se izvodi na temperaturi od 20°C u prisutnosti oleinske kiseline, sadrži 4...6% volframovog trioksida i 38...45% kalcijevog oksida u obliku kalcita, fluorit i apatit. Prije parenja, koncentrat se zgušnjava na 50...60% krutine. Parenje se provodi uzastopno u dvije posude u 3% otopini tekućeg stakla pri temperaturi od 80...85°C 30...60 minuta. Nakon parenja, čišćenje se provodi na temperaturi od 20...25°C. Rezultirajući koncentrat šeelita može sadržavati do 63...66% volframovog trioksida s njegovim iskorištenjem od 82...83%.

Rude volframa u našoj zemlji prerađivane su u velikim rudarskim i prerađivačkim pogonima (Orlovsky, Lermontovsky, Tyrnauzsky, Primorsky, Dzhidinsky VMK) prema sada već klasičnim tehnološkim shemama s višestupanjskim mljevenjem i obogaćivanjem materijala podijeljenim u uske veličinske razrede, najčešće u dva ciklusa: primarno gravitacijsko obogaćivanje i dorada grubih koncentrata različitim metodama. To se objašnjava niskim sadržajem volframa u prerađenim rudama (0,1-0,8% WO3) i visokim zahtjevima za kvalitetu koncentrata. Primarno obogaćivanje za grubo diseminirane rude (minus 12+6 mm) provedeno je metodom jigging, a za srednje, fino i fino diseminirane rude (minus 2+0,04 mm) korišteni su pužni uređaji različitih modifikacija i veličina.

Godine 2001. tvornica volfram-molibdena Dzhidinsky (Buryatia, Zakamensk) prestala je s radom, nakon što je akumulirala višemilijunsku količinu pijeska u tehnogenom ležištu volframa Barun-Narynskoye. Od 2011. ovo ležište obrađuje ZAO Zakamensk u modularnom postrojenju za preradu.

Osnova tehnološka shema planirano je obogaćivanje u dva stupnja na centrifugalnim koncentratorima Knelson (CVD-42 za glavnu operaciju i CVD-20 za operaciju čišćenja), dodatno mljevenje srednjaka i flotaciju zbirnog gravitacijskog koncentrata kako bi se dobio koncentrat marke KVGF. Tijekom rada uočeno je niz čimbenika u radu Knelsonovih koncentratora koji su negativno utjecali na ekonomsku učinkovitost prerade pijeska, a to su:

Visoki operativni troškovi, uklj. troškovi energije i troškovi rezervnih dijelova, što s obzirom na udaljenost proizvodnje od proizvodnih objekata i povećanje cijene električne energije, ovaj čimbenik postaje posebno važan;

Nizak stupanj ekstrakcije volframovih minerala u gravitacijski koncentrat (oko 60% iz operacije);

Složenost ove opreme u radu: kada materijalni sastav obogaćene sirovine varira, centrifugalni koncentratori zahtijevaju intervenciju u procesu i brzo podešavanje (promjene pritiska vode koja gori, brzina rotacije posude za obogaćivanje), što dovodi do na fluktuacije u svojstvima kvalitete dobivenih gravitacijskih koncentrata;

Znatna udaljenost proizvodnog pogona i, kao posljedica toga, dugo vremenačekanje rezervnih dijelova.

Tražim alternativna metoda gravitacijske koncentracije, tvrtka Spirit provela je laboratorijska ispitivanja tehnologije odvajanje vijka pomoću industrijskih pužnih separatora SVM-750 i SVSh-750 proizvođača PC Spirit LLC. Obogaćivanje se odvijalo u dvije operacije: glavnoj i kontrolnoj, pri čemu su proizvedena tri produkta obogaćivanja - koncentrat, poluproizvod i jalovina. Svi proizvodi obogaćivanja dobiveni kao rezultat eksperimenta analizirani su u laboratoriju JSC Zakamensk. vrhunski rezultati prikazani su u tablici. 1.

Stol 1. Rezultati pužnog odvajanja u laboratorijskim uvjetima

Dobiveni podaci pokazali su mogućnost korištenja pužnih separatora umjesto Knelsonovih koncentratora u postupku primarnog obogaćivanja.

Sljedeća faza bila je provođenje pilot testova na postojećem krugu obogaćivanja. Instalirana je eksperimentalna poluindustrijska instalacija s vijčanim uređajima SVSh-2-750, koji su instalirani paralelno s koncentratorima Knelson CVD-42. Obogaćivanje je obavljeno u jednoj operaciji, dobiveni produkti slani su dalje prema shemi postojećeg postrojenja za obogaćivanje, a uzorkovanje je obavljeno izravno iz procesa obogaćivanja bez zaustavljanja rada opreme. Pokazatelji pilot ispitivanja prikazani su u tablici. 2.

Tablica 2. Rezultati usporednih pilot ispitivanja pužnih uređaja i centrifugalnih koncentratoraKnelson

Rezultati pokazuju da je obogaćivanje pijeska učinkovitije korištenjem pužnih uređaja nego centrifugalnih koncentratora. To se prevodi u manji prinos koncentrata (16,87% u odnosu na 32,26%) s povećanim povratom (83,13% u odnosu na 67,74%) u koncentratu minerala volframa. To rezultira kvalitetnijim koncentratom WO3 (0,9% u odnosu na 0,42%),