Характеристика бурожелезняковых руд Лисаковского месторождения и руд Керченского бассейна. Технология обогащения бурожелезняковых руд Лекция 5 Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 1
План лекции 1. Общие сведения о Лисаковском месторождении. 2. Типы руд на Лисаковском месторождении. 3. Методы обогащения бурожелезняковых руд. 4. Керченский железорудный бассейн. Общие сведения. 5. Результаты исследований руд Керченского бассейна на обогатимость. 6. Технологические схемы переработки бурожелезняковых руд. Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 2
Общие сведения о Лисаковском месторождении § Лисаковское месторождение оолитовых железных руд, с содержанием Fe 35%, с балансовыми запасами около 3 млрд. т, находящиеся в Кустанайской области Казахстана, открыто в 1949 г. Карьер Лисаковского месторождения расположен в 3 километрах от г. Лисаковск и является одним из объектов сырьевой базы Карагандинского металлургического комбината. Рудоносные отложения залегают на размытой поверхности морских глин нижнего олигоцена — верхнего эоцена и с размывом перекрываются континентальными песчаными и глинистыми отложениями среднего и верхнего олигоцена. § Карьер Лисаковского месторождения находится в непосредственной близости от реки Тобол. § Лисаковское месторождение оолитовых руд приурочено к толще мезозойкайнозойских отложений мощностью 25 -40 метров и представляет ряд пластообразных залежей, вытянутых по простиранию более чем на 100 километров узкой полосой, ширина которой 5 -6 километров. Простирание ее близко к широтному. § Основная база АО «Миттал-Стил Темиртау» , однако применение в шихте домена лисаковских руд снижает технико-экономические показатели получения чугуна и его качество по фосфору, что, соответственно, отрицательно сказывается при конвертировании его в сталь. Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 3
оолитовые руды 1 сорт Fe 38% оолитовые руды 2 сорт Типы руд Лептохлоритовые Fe 30 -38% Забалансовые Fe 20 -30 % Типы руд на Лисаковском месторождении Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 4
Характерной особенностью оолитовых бурожелезняковых руд Лисаковского месторождения является невысокое содержание железа (30– 42 %), повышенная концентрация фосфора (0, 3– 0, 8 %), глинозема (4, 3– 6, 7 %), а также наличие ванадия (0, 06– 0, 08 %) и воды 13 -14 % Химический состав руд Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 5
Бурожелезняковые руды Основные минералы гидрогетит, гетит Второстепенные Примеси фосфориты Нерудные кварц, каолинит Порода разнозернистые кварцевые пески, железистые песчанники, рыхлые и сцементированные оолиты Минеральный состав руд Лисаковского месторождения Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 6
При естественной влажности руд 12, 1%, значение объемного веса составляют: для балансовой руды - 2, 1 т/ м³; для забалансовой руды – 1, 9 т/м³; для пустой породы – 1, 8 т/м³. Коэффициент крепости руд по шкале профессора М. М. Протодъяконова составляет f=1, 5 -2, 0. Физические свойства руд Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 7
Технические требования к концентратам Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 8
§ Обогащение руд производится— по гравитационно магнитной схеме с дроблением руды в молотковых дробилках. § Для повышения извлечения железа в концентрат и улучшения подготовки руд к плавке используются опытно промышленные установки по обжиг магнитному обогащению и окускованию концентрата. На фабриках применяется оборотное водоснабжение. Плодородный слой земли с занимаемых площадей снимается и складируется. § Бурожелезняковые руды характеризуются трудной обогатимостью и низким содержанием железа в концентрате – около 49 % (хвосты – 29 %) § Ca. О - 0, 56 %, S± 02 « 8, 46 %, AI 2 O 3 ~ 4, 81 %, P 205 - 1, 79 % , п. п. п. - 13, 03 § В концентрате полностью сохраняется оолитовая структура руды - округлые зерна плотного строения о содержанием 90 -95 % фракции 0, 21, 0 мм Методы обогащения бурожелезняковых руд: существующая схема Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 9
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 10
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 11
Бурожелезняковые оолитовые руды образуют особую группу, для которой не подходят традиционные технологические схемы. Первая проблема – низкое содержание железа. Вторая – Фосфор. Являясь основной вредной примесью, равномерно распределен в объеме оолитовых минералов в тесном прорастании с железом, поэтому обогащение и металлургический передел данного типа руд требуют нетрадиционного подхода к проблеме. Некоторые детали технологической схемы находятся в стадии патентования и являются пока предметом авторской защиты. Окончательное решение проблемы дефосфорации огромных запасов бурых железняков Казахстана позволит значительно увеличить экспортный потенциал Казахстана и обеспечить на долгие годы Азиатский регион качественной остродефицитной железной рудой Основные проблемы при обогащении руд Лисаковского месторождения Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 12
1. Магнетизирующий обжиг. В качестве восстановителя используются только твердые и газообразные восстановители. Полученный концентрат содержит свыше 55 % железа 2. Обжиг-магнитное обогащение с печыо CBC-I Получен концентрата глубокого обогащения с содержанием железа 61, 0 -63, 0 % и кремниевым модулем Si 02/Al 203= 0, 85 -1, 05 из любых разновидностей руд 3. Способ очистки железорудных концентратов от фосфора Включает обжиг, охлаждение, выщелачивание минеральной кислотой при заданных параметрах выщелачивания, отделение жидкой фазы от твердой, причем железорудный концентрат подвергают окислительному обжигу при температуре 800 -1000 o. С с выдержкой не более одного часа. Выщелачивание осуществляют серной или азотной кислотой, при этом конкретный выбор кислоты осуществляют в зависимости от минералогического состава руды и структуры вещества, являющегося носителем фосфора, обеспечивается получение кондиционных по фосфору железных концентратов Способы повышения качества концентрата Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 13
4. Магнитный сепаратор СМБМ производства НПФ «Эрга» — это модульная система производительностью до 30 т/ч, в которой установлена барабанная магнитная система с постоянной магнитной цепью. Индукция магнитного поля на поверхности магнитной системы может быть задана в пределах от 0, 3 до 0, 6 Тл. Магнитный сепаратор серии СМВИ имеет максимальную магнитную индукцию на поверхности валков до 1, 65 Тл, что существенно расширяет диапазон применения данной конструкции (от обогащения руды и концентрата до выделения полезной ферромагнитной фракции из отходов и шлаковых отвалов металлургических комбинатов и обогатительных фабрик). Данные сепараторы опробованы в технологической схеме обогащения прокаленного гравитационно магнитного концентрата Лисаковского месторождения Способы повышения качества концентрата Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 14
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 15
Гравитационно магнитный концентрат представляет собой смесь окатанных зерен гидрогетита (оолитов) и кварца крупностью 95 %, класса – 0, 6 мм. После прокалки был получен гематит магнетитовый концентрат крупностью 92, 1 %, класса – 0, 6+0, 074 мм, который подвергался сухой магнитной сепарации на опытных моделях магнитных сепараторов фирмы «Эрга» . При сепарации в две стадии (первая — сепараторы типа СМБМ, индукция В = 0, 7 Тл; вторая – сепараторы типа СМВИ, индукция В = 1, 4 Тл, с перечисткой хвостов первой стадии) из питания, массовая доля железа которого составила 54, 7 %, был получен концентрат с массовой долей железа 57, 68 % при выходе концентрата 94, 52 % и извлечении железа в концентрат 99, 66 %. Массовая доля железа в хвостах составила 3, 4 %. Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 16
Керченский железорудный бассейн. Общие сведения § Керченский железорудный бассейн группа месторождений железных руд, расположенных в северных и восточных частях Керченского полуострова в Крымской области Украины и приуроченных к весьма пологим геосинклиналям (мульдам) выполненным киммерийскими отложениями. § В их числе (с юга на север): Кыз Аульская, Эльтиген Ортельская, Камыш Бурунская, Катерлезская, Кезенская, Северная и более мелкие мульды. Строение всех мульд достаточно однотипно — имеют корытообразную форму (около 8 Х 5 км), углы падения её крыльев не превышают 10 — 12°, в центральной части слои почти горизонтальны Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 17
Типы руд Коричн е-вые Табачн ые Икряные Типы руд Керченского бассейна Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 18
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 19
Бурожелезняковые руды (коричневые) Основные минералы гидроферихлорит, феримонтмо рилонит и гидрогетит Второстепенные Окислы и гидрокислы марганца (псиломелан, пиролюзит и др. ) Примеси Фосфаты (оксикерченит и др. ), пирит, арагонит, кальцит Нерудные кварц, каолинит Условия образования Коричневые руды сформировались в верхней части пласта за счёт окисления табачных руд. Текстура оолитовая Минеральный состав руд Керченского бессейна Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 20
Бурожелезняковые руды (табачные) Основные минералы гидроферихлорит, феримонтмо рилонит и гидрогетит Второстепенные карбонаты железа и марганца (мангансидерит) Примеси Фосфаты (вивианит, керченит и др. ), пирит, арагонит Нерудные кварц, каолинит Условия образования сформировались в нижней части пласта Текстура оолитовая Минеральный состав руд Керченского бессейна Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 21
Бурожелезняковые руды (икряные) Основные минералы гидрогетит Второстепенные Ферримонт моррилонит, окислы и гидрокислы марганца Примеси Фосфаты (оксикерченит) Нерудные кварц, каолинит Текстура оолитовая Минеральный состав руд Керченского бессейна Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 22
Оолиты – хрупкие коричневые шарики размером с горошину, по форме напоминающие яйцо (от греческого «оон» – яйцо и «литос» – камень). Оолиты имеют концентрически-скорлуповатое строение – состоят из многократно сменяющих друга оболочек и сложены минералами бурого железняка и железистого монтморилонита. Оолиты сцементированны более рыхлой железисто-глинистой массой, но иногда среди вторичных руд встречаются разновидности, почти лишенные цемента. Это так называемые «икряные руды» , которые наиболее богаты железом. Обычно оолиты окрашены в бурый цвет, но иногда среди них встречаются черные блестящие шарики. Такая окраска говорит о присутствии в руде значительного количества марганца Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 23
Содержание железа в керченских рудах 30 -44%. В оолитах коричневых и икряных руд оно достигает 50 -51%. Полезные примеси, заменяющие легирующие добавки, присутствуют в следующих количествах: марганец 2 -8%, ванадий – до 0, 6%, никель и кобальт – до 0, 6%. Вредные примеси представлены фосфором – до 1%, серой – до 0, 5% и мышьяком – до 0, 5%. В незначительных количествах присутствуют свинец, цинк, молибден, хром, титан, галлий, йод, иттрий, иттербий Химический состав руд Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 24
1. Мокрые механические методы обогащения Испытуемый материал подвергался промывке, грохочению с промывкой водой, дроблению, гидравлической классификации и концентрации на столах. Получены концентраты с массовой долей железа около 44 49 %. Руды с большим содержанием марганца дают более бедные железом концентраты, чем руды с меньшим содержанием марганца. Результаты исследований руд Керченского бассейна на обогатимость Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 25
2. Флотация Два направ ления флотация с предварительной сульфидизацией руды и без — сульфидизации. Сульфидизация производилась Na 2 S или NH 4 Sn. В качестве депрес сора в том и другом случае главным образом применялось жидкое стекло в других случаях—H 2 SO 4 или Na 2 CO 3. В качестве коллекторов и вспенователей применялись самые различные реагенты и масла в многочисленных комбинациях два направ ления — флотация с предварительной сульфидизацией руды и без сульфидизации. Сульфидизация производилась Na 2 S или NH 4 Sn. В качестве депрес сора в том и другом случае главным образом применялось жидкое стекло в других случаях—H 2 SO 4 или Na 2 CO 3. В качестве коллекторов и вспенователей применялись самые различные реагенты и масла в многочисленных комбинациях Результаты многочисленных опытов получились неудовлетворительными. Проблема обогащения керченской руды флота ционным способом не разрешается и вряд ли в ближайшее время может быть разрешена Результаты исследований руд Керченского бассейна на обогатимость Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 26
3. Сухая сепарация Опыты произ водились общем виде по следующей схеме: в а)просушка всей руды при температуре не выше 105°С; б)грохочение на классы 6— 4 мм в) обработка класса 4 мм— 0 на воздушном сепараторе Технические показатели процесса достаточно низки, чтобы можно было признать их удовлетворительными. Сравнение данных с результатами обогащения тех же проб мокрым способом свидетельствует о том, что технические показатели мокрого процесса значительно выше приведенных, поэтому мокрый способ с техни ческой стороны предпочтительнее сухого Результаты исследований руд Керченского бассейна на обогатимость Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 27
4. Магнитная сепарация после восстановительного обжига 1. Магнитная концентрация керченской руды после восстановительного обжига является технически рациональным методом обогащения ее. 2. Температура обжига, лежащая в пределах 700— 900°С, превышает обычно требующуюся для этой операции в 600°С, однако для керченской руды указанная температура желательна, так как в этом случае можно рассчитывать на максимальное удаление мышьяка. Из руды, содер жащей 44, 1 44, 4% Fе , по обжигмагнитной схеме был получен концентрат с 54, 5 55, 0% Fе при извлечении до 75 80%. Однако содержание железа в хвостах 34 38% Из руды с содержанием же леза 36, 9 38, 9% олучены концентраты, п содержащие 54, 3% Fе при соответственном извлече нии 77, 0 82, 0% и содержании железа в хвостах 24, 8 25. 3%. Удаление мышьяка в процессе магнетизирующего обжига и обогащения бедной табачной руды составляет 50 69%. Результаты исследований руд Керченского бассейна на обогатимость Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 28
5. Химические способы обогащения Обработка руды газо образным хлористым водородом при температуре 800— 900ºС. Извлечение железа в таких условиях достигает около 98%, при чем крупность исходного продукта существенно не сказывается на ожидаемых результатах. обогащение керченской руды методом хлорирования в смысле полноты извлечения железа является идеальным, он вполне раз решает проблему, но, несомненно, такой способ обработки едва ли может быть в настоящее время приемлем с экологической стороны. Результаты исследований руд Керченского бассейна на обогатимость Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 29
Схема обогащения руды (КТУ, КАФЕДРА ОПИ, 2008) предусматривала следующие операции: дробление, измельчение в открытом цикле, классификация по граничной крупности 0, 125 и 0, 044 мм, магнитное обогащение в слабом поле класса 0, 125 0, 044 и 0, 044 0, магнитное обогащение немагнитного продукта при напряженности 1280 к. А/м и перечисткой магнитного продукта при напряженности 800 к. А/м. Хвосты получаем в основной перечистке руды магнитного обогащения с напряженностью поля 1280 к. А/м. Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 30
Продукты обогащения Массовая доля Fe общ Р 2 О 5 Проба 1 о Выход Извлечение Fe общ Р 2 О 5 Концентрат железосодержащий Хвосты Исходная руда 74, 78 25, 22 100 53, 42 40, 24 50, 1 0, 71 0, 678 79, 74 20, 26 100 77, 7 22, 3 100 Концентрат железосодержащий Хвосты Исходная руда 57, 70 42, 30 100, 0 0, 73 0, 607 0, 678 63, 02 36, 98 100, 0 62, 12 37, 88 100, 0 Концентрат железосодержащий Хвосты Исходная руда 54, 72 43, 79 50, 1 Проба 2 12, 20 87, 80 100 50, 99 33, 75 35, 85 0, 504 0, 224 0, 258 17, 35 82, 65 100, 0 23, 82 76, 18 100, 0 Концентрат железосодержащий Хвосты Исходная руда 26, 56 73, 44 100, 0 46, 49 30 35, 85 0, 448 0, 189 0, 258 34, 45 65, 55 100, 0 46, 12 53, 88 100, 0 Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 31
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 32
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 33
Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 34
Спасибо за внимание Лекция окончена Олейник Татьяна Анатольевна, д. т. н. , профессор 35
Скачать презентацию Характеристика бурожелезняковых руд Лисаковского месторождения и руд Керченского
ТОПИ_Лек_5.pptx