Высокоградиентные магнитные сепараторы. Технологические испытания

Технологические испытания по сухой высокоградиентной магнитной сепарации проб мелких классов марганцевых руд Усинского месторождения на сепараторах производства НПО “ЭРГА” в г. Калуга

В.В. Никифоров, (ЗАО ”Чек-СУ.ВК”), С.В. Котунов, Д.Ю.Тупиков, В.О. Красногоров, А.О. Чернов, (НПО “ЭРГА”)


Стратегией развития металлургической промышленности Российской Федерации до 2020 года предусмотрен один из инвестиционных проектов “Создание горно-металлургического комплекса (ГМК) по производству марганцевых сплавов с проектной производительностью 250 тысяч тонн в год”.

Исполнителем этого проекта является ЗАО “Чек-СУ.ВК”, более 10 лет занимающееся проблемой освоения и развития Усинского месторождения марганцевых руд в междуреченском районе Кемеровской области.

ЗАО “ЧЕК- СУ.ВК” является владельцем лицензии № КЕМ 13182ТЭ от 06.06.2005 г. сроком на 20 лет по освоению и развитию Усинского месторождения марганцевых руд. По разведанным и утвержденным в ГКЗ РФ запасам марганцевых руд категории B+C1+C2 (127 млн. тонн) Усинское месторождение является самым крупным в Российской Федерации с долевым участием этого дефицитного для России сырья около 63% от его общероссийских запасов. [1]

Вся разрешительная документация по проекту строительства Усинского горно-обогатительного комбината (ГОКа) получена, и в 2013 году ЗАО “ЧЕК-СУ.ВК” приступил к его реализации. По утвержденной Главгосэкспертизой России проектной документации “Строительство Усинского ГОКа. Дробильно-обогатительная фабрика” окисленные и карбонатные руды после дробления до 100 мм рассеваются на классы -100+30, -30+10, -10+4 и -4 мм. Кусковые фракции, крупностью -100+30 и -30+10 мм подвергаются сухой рентгенорадиометрической сепарации (РРС) на трехпродуктовых сепараторах производства ООО “Радос” с выделением двух концентратов и отвальных хвостов. [2,3]

Среднеглинистые (от 5 до 30%) окисленные усинские марганцевые руды после дробления до 80 (100) мм подвергаются промывке перед их классификацией в вышеуказанных крупностях. Мелкие классы -10+4 и -4 мм обоих типов руд обогащаются раздельно гидравлической отсадкой, которая не позволяет получить кондиционных товарных концентратов из карбонатных руд в этих крупностях, а хвосты отсадки (с Mn от 14,4 до 17%) значительно превышают нормативные показатели по Mn (10-12% Mn). Основная часть окисленных руд Левобережного участка Усинского месторождения, намеченных к первоочередной добыче в первые 5 лет – малоглинистые. Проведенные в 2011 году укрупненные испытания по РРС, части непромытых окисленных руд в крупности +10 мм подтвердили возможность их эффективного обогащения с получением кондиционных концентратов и хвостов.[4]

Для сухого обогащения классов -10+4 и -4 мм усинских руд предлагается применить высокоградиентные валковые магнитные сепараторы серии СМВИ производства НПО “ЭРГА” г. Калуга. Сепараторы имеют запатентованные магнитные системы из сплава Nd-Fe-B, позволяющие извлекать слабомагнитные марганцевые минералы за счет индукции на поверхности валков до 1,7 Тл, что соответствует 1353 кА/м (17000 Э). [5]

В июле 2013 г. на технологических стендах НПО “ЭРГА” в г. Калуга проведены испытания по сухой высокоградиентной магнитной сепарации (СВМС) классов -10 мм проб окисленных и карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения с участием главного обогатителя ЗАО “Чек-СУ.ВК” Никифорова В.В. [5]

Для испытаний по СВМС были представлены 2 пробы окисленных и карбонатных усинских марганцевых руд крупностью менее 10 мм, рассеянные в НПО “ЭРГА” на классы -10+4 мм и -4 мм. По схеме проведения испытаний, СВМС проводилась раздельно по каждому типу руды и классу крупности в 2 стадии. Первая стадия - на установке барабанного типа с индукцией на рабочей поверхности B1= 0,8 Тл с получением концентрата 1 и пром-продукта, и перечисткой пром-продукта 1 стадии на сепараторе валкового типа с индукцией на рабочей поверхности 1,3 и 1,5 Тл с получением концентратов 2 и 3 и отвальных хвостов (схема 1).

Схема 1- Принципиальная схема СВМС проб усинских марганцевых руд.

Схема 1.jpg

Пром-продукт первой стадии сухой высокоградиентной магнитной сепарации подвергались дообогащению по разным схемам на валковых магнитных сепараторах серии СМВИ производства НПО “ЭРГА”, в том числе:

Класс -10+4 мм окисленной руды в один прием в режиме сортировки при индукции магнитного поля 1,5 Тл с получением разных по содержанию Mn концентратов КО-2 и КО-3 без выделения отвальных хвостов.

Класс -10+4 мм карбонатной руды в два приема с перечистками пром-продуктов 1-ой и 2-ой стадий сепарации и получением коллективных (объединенных) концентратов высшего и первого карбонатных сортов.

Класс -4 мм окисленной и карбонатной руды в два приема с перечисткой концентрата КК-2 и выделением отвальных хвостов сепарации в обеих стадиях с последующим объединением концентратов К-1 и К-3, а также хвостов СВМС.

Сводные результаты испытаний по СВМС проб усинских марганцевых руд приведены в таблице 1.

Таблица 1. Сводные результаты по СВМС проб мелких классов марганцевых руд Усинского месторождения

Таблица 1.png

Анализы химического состава продуктов СВМС выполнял ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского (ВИМС) г. Москва. На основании проведенных технологических испытаний по сухой высокоградиентной магнитной сепарации классов -10+4 и -4 мм проб окисленных и карбонатных руд Усинского месторождения и их результатов можно сделать следующие выводы.

  1. Сравнительный анализ показателей качества продуктов СВМС по содержанию марганца при испытаниях проб крупности -10+4 и -4 мм марганцевых руд Усинского месторождения в НПО “’ЭРГА” г. Калуга, полученных в июле 2013 г. и соответствующих продуктов по “Технологическому регламенту для проекта “Строительство Усинского ГОКа. Дробильно-обогатительная фабрика (ДОФ)”, выполненному в 2008 году институтом “Уралмеханобр” г. Екатеринбург, характеризуется данными, приведенными в таблице 2.Таблица 2.png
  2. При магнитной индукции на рабочей поверхности сепаратора барабанного типа 0,8 Тл в первой стадии сепарации, выход концентратов очень незначительный (от 1,07 до 18,0 %). При этом содержание Mn в концентратах крупностью -4 мм окисленном, а также -10+4 и -4 мм карбонатных проб, существенно ниже, чем в исходных продуктах, поступающих на СВМС. Это объясняется обратной сепарацией, при которой в концентрат попадает преимущественно более бедные по содержанию марганца карбонатные минералы, обладающие более высокой магнитной восприимчивостью, чем окисленные. Это подтверждается и содержанием в этих концентратах SiO2, которое ниже, чем в исходных.
  3. Необходим подбор оптимальных параметров процессов СВМС за счет регулировки магнитной индукции на рабочей поверхности сепараторов, обеспечивающих при кондиционных содержаниях Mn для товарной продукции по техническим условиям (ТУ) в концентратах, их максимальные выхода и соответствующие значения извлечения Mn в счете на металлический. Для этого НПО “ЭРГА” необходимо обеспечить ступенчатую регулировку магнитной индукции на рабочей поверхности сепараторов от 0,8 до 1,6 Тл через 0,1 или 0,2 Тл.
  4. Из проб крупностью -10+4 мм обоих типов руд, из-за незначительного содержания в них свободного кремнезема, не удалось выделить на СВМС хвосты с заданным по технологическому регламенту содержанием Mn ≤ 10-12%. Их можно сепарировать в режиме сортировки с разделением на более богатый по марганцу и бедный концентраты, соответствующие техническим условиям и требованиям к товарной марганцеворудной продукции. Это было подтверждено в результате проведенных в НПО “ЭРГА” г. Калуга испытаний по СВМС проб окисленных и карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения.
  5. Испытания по СВМС классов -4 мм проб обоих типов марганцевых руд Усинского месторождения подтвердили высокую селективность выделения из них SiO2 в хвосты сепарации (69,9% и 83,21% соответственно), и, как следствие этого, нормативное содержание марганца в общих хвостах РРС, в том числе окисленной пробы (9,02%) и гораздо более низкое в карбонатной (3,05%).
  6. Представленные в НПО “ЭРГА” пробы карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения, крупностью -10+4 и -4 мм оказались завышенные по содержанию марганца к технологическому регламенту.
  7. Для объективной оценки эффективности применения СВМС на высокоградиентных сепараторах НПО “ЭРГА” г. Калуга, для обогащения классов -10+4 и -4 мм окисленных и карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения, необходимо проведение укрупненных технологических испытаний в объемах не менее 2 до 3 тонн по каждому типу руд и классу крупности. Пробы должны быть представительные по содержанию основных компонентов (Mn, SiO2 и других) к соответствующим продуктам технологического регламента “Строительство Усинского ГОКа, ДОФ”2008 г.
  8. В целом проведенные в июле 2013года в НПО “ЭРГА” в г. Калуга первичные испытания по СВМС классов -10+4 и -4 мм проб марганцевых руд Усинского месторождения показали объективную целесообразность в проведении их укрупненных технологических испытаний.

Низкое энергопотребление высоконрадиентных валковых сепараторов серии СМВИ производства НПО “ЭРГА”, которая почти на порядок меньше электромагнитных аналогов (ЭМС), и более высокая технологическая эффективность в сравнении с ЭМС и отсадкой, создают благоприятные предпосылки для их укрупнённых испытаний, и внедрения в схемах сухого обогащения окисленных и карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения. [6]

С учетом результатов проведенных испытаний по СВМС, сотрудниками ЗАО “Чек-СУ.ВК” выполнена проработка по строительству и дробильно сортировочного комплекса по сухому обогащению (ДСК СО) усинских марганцевых руд, вместо проектной ДОФ мокрого обогащения. Расчетная стоимость ДСК СО на 2 млрд. руб. ниже проектной ДОФ в ценах 2013 г. Внедрение ДСК СО позволит значительно снизить капитальные, эксплуатационные затраты и повысить технологическую эффективность и экономичность процесса как сухого обогащения, так и в целом по проекту “Создание горно-металлургического комплекса по производству марганцевых ферросплавов” на базе Усинского месторождения марганцевых руд.

Список использованных материалов.

  1. Никифоров В.В., Хроленко В.Я., Литвиненко А.П, Примак В.С., Фуреев А.Т., Ручкин И.И. Перспективы вовлечения в переработку Усинского месторождения марганцевых руд. // “Черная металлургия: Бюллетень института ”Черметинформация”, 2007 №5, с 13-19
  2. Технологический регламент для проекта “ Строительство Усинского ГОКа. Дробилно-обогатительная фабрика” // ОАО “Уралмеханобр”, Екатеринбург, 2008 г.
  3. Проектная документация “Строительство ГОКа на базе Усинского марганцевого месторождения. Дробильно-обогатительная фабрика”// ОАО “Уралмеханобр”, Екатеринбург, 2011 г.
  4. Хроленко В.Я., Рамзайцев, Г.Н., Литвиненко А.П., Сысолятин А.Л., Никифоров В.В., Петров Ю. Л., Серегин А.Н., Ермолов В.М., Укрупненные технологические испытания по рентгенорадиометрической сепарации РРС марганцевых руд Усинского месторождения и металлургической оценке концентратов РРС при выплавке ферросплавов на основе марганца.// Черная металлургия: Бюллетень института “Черметинформация ”, 2013, №4 с 19-28.
  5. Отчет о технологических испытаниях по сухой высокоградиентной магнитной сепарации (СВМС) классов -10+4 и -4 мм проб окисленных и карбонатных марганцевых руд Усинского месторождения на сепараторах технологических стендов НПО “ЭРГА” в г. Калуге 31 июля 2013 г.
  6. Зеленский В.П., Верещук Е.П., Мазиев В.И., Котунов С.В., Тупиков Д.Ю. Опыт эксплуатации сухой магнитной сепарации для вторичного обогащения марганцевой мелочи АО “Жайремский ГОК”//Сборник материалов 9 конгресса обогатителей стран СНГ, 2013, том 1, с 266-268.
 
О компании
Советы магнитыша

Опытным путем "нащупав" магнитную восприимчивость включений в сырье, Вы сможете определить ориентировочную величину напряженности поля магнитного сепаратора, необходимую для извлечения магнитных включений.

Задать вопрос
Оставьте Ваши контактные данные, и мы свяжемся с Вами
Дополнительные сведения
Отрасль применения оборудования:
Продукт сепарации / детекции:
Нажимая на кнопку "Отправить", вы принимаете условия Cоглашения об использовании сайта
Жалобы и предложения