Изучение технологических свойств вольфрамовых руд

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 7Следующая ⇒

46. Проведению технологических исследований руд должно предшествовать изучение возможности радиометрической крупнопорционной сортировки добываемой горнорудной массы в транспортных емкостях. Предварительные прогнозные технологические показатели получаются расчетным путем при обработке данных опробования или каротажа в технологических контурах эксплуатационных блоков. Устанавливаются: порционная контрастность руд выделенных природных разновидностей; физические признаки, которые могут быть использованы для разделения горнорудной массы; показатели радиометрической сортировки для порций разного объема. Для экспериментального подтверждения технологических показателей крупнопорционной сортировки проводятся опытные горные работы с экспресс-анализом горнорудной массы в транспортных емкостях на рудоконтролирующей станции (РКС) и сортировкой на кондиционную и некондиционную руду и отвальную породу. Достоверность экспресс-анализа руды в транспортных емкостях и качество продуктов сортировки должны быть заверены контрольным валовым опробованием.

При положительных результатах необходимо уточнить промышленные (технологические) типы руд, требующие селективной добычи, или подтвердить возможность валовой выемки рудной массы, уточнить параметры системы отработки, а также определить возможность получения сортов богатой руды.

47. Для выделения технологических типов и сортов руд проводится геолого-технологическое картирование, при котором сеть опробования выбирается в зависимости от числа и частоты перемежаемости природных разновидностей руд. При этом рекомендуется руководствоваться стандартом Российского геологического общества СТО РосГео 09–002–98 «Твердые полезные ископаемые и горные породы. Геолого-технологическое картирование» [20], утвержденным и введенным в действие Постановлением Президиума Исполнительного комитета Всероссийского геологического общества (от 28 декабря 1998 г. № 17/6).

Минералого-технологическими и малыми технологическими пробами, отобранными по определенной сети, должны быть охарактеризованы все природные разновидности руд, выявленные на месторождении. По результатам их испытаний проводится геолого-технологическая типизация руд месторождения с выделением промышленных (технологических) типов и сортов, изучается пространственная изменчивость вещественного состава, физико-механических и технологических свойств руд в пределах выделенных промышленных (технологических) типов и составляются геолого-технологические карты, планы и разрезы.

48. На лабораторных и укрупненно-лабораторных пробах должны быть изучены технологические свойства всех выделенных промышленных (технологических) типов руд в степени, необходимой для выбора оптимальной технологической схемы их переработки и определения основных технологических показателей обогащения и качества получаемой продукции. При этом важно определить оптимальную степень измельчения руд, которая обеспечит максимальное вскрытие ценных минералов при минимальном ошламовании и сбросе их в хвосты.

49. Полупромышленные технологические пробы служат для проверки технологических схем и уточнения показателей обогащения руд, полученных на лабораторных пробах.

Полупромышленные технологические испытания проводятся в соответствии с программой, разработанной организацией, выполняющей технологические исследования, совместно с недропользователем и согласованной с проектной организацией. Отбор проб производится по специальному проекту.

50. Укрупненно-лабораторные и полупромышленные пробы должны быть представительными, т е. отвечать по химическому и минеральному составу, структурно-текстурным особенностям, физическим и другим свойствам среднему составу руд данного промышленного (технологического) типа с учетом возможного разубоживания рудовмещающими породами. По гранулометрическому составу пробы должны соответствовать отбитой горнорудной массе по принятой системы отработки.

Технологические свойства руд, как правило, изучаются в лабораторных и полупромышленных условиях на минералого-технологических, малых технологических, лабораторных, укрупненно-лабораторных и полупромышленных пробах. При имеющемся опыте промышленной переработки для легкообогатимых руд допускается использование метода аналогии, при условии подтверждения результатами лабораторных исследований. Для труднообогатимых или новых типов руд, опыт переработки которых отсутствует, технологические исследования руд и, в случае необходимости, продуктов их обогащения должны проводиться по специальным программам, обеспечивающим необходимую глубину исследования, руководствуясь принципом максимального использования потенциала руды.

51. Отбор проб для технологических исследований на разных стадиях геологоразведочных работ следует выполнять в соответствии с «Методическими рекомендациями № 102. Отбор технологических проб при геологоразведочных работах на рудные полезные ископаемые» [21], утвержденными НСОМТИ ВИМС протокол № 1 от 31.10.2014 г.

52. В соответствии с «Требованиями к изучению радиометрической обогатимости минерального сырья...» [12] должны быть проведены исследования радиометрической обогатимости на лабораторных пробах в соответствии с «Методическими рекомендациями № 103. Оценка обогатимости руд черных и легирующих металлов методами крупнокусковой сепарации» [22], утвержденными НСОМТИ ВИМС протокол № 1 от 31.10.2014 г. Они включают:

- определение гранулометрического состава руды после крупного дробления с оценкой распределения металла по классам крупности;

- изучение неравномерности и контрастности с оптимизацией признака разделения;

- экспериментальную оценку технологических показателей радиометрической сепарации с получением отвальных хвостов, концентрата и промпродукта, которые вместе с отсевом (класс –20 мм) направляются на переработку традиционными методами обогащения (гравитация, магнитная сепарация);

- изучение вещественного состава продуктов обогащения;

- выбор промышленной аппаратуры.

53. При исследовании обогатимости вольфрамовых руд изучаются степень их окисленности, минеральный состав, структурные и текстурные особенности, а также физические и химические свойства минералов, устанавливается наличие попутных компонентов и вредных примесей с использованием приемов и методов технологической минералогии. Оценивается дробимость и измельчаемость, проводится ситовой, дисперсионный и гравитационный анализы разных классов руды. Выбирается технологическая схема обогащения, устанавливается число стадий и стадиальная крупность измельчения. Определяются способы обогащения и доводки концентратов и промпродуктов, содержащих попутные компоненты.

54. Технологические свойства вольфрамовых руд зависят от содержания WO₃, минерального состава, наличия попутных компонентов в рудах, текстурных и структурных особенностей руд, крупности зерен и степени взаимного прорастания минералов. Важное значение имеют количественное соотношение вольфрамита и шеелита, физические свойства которых различны (Таблица Ц.6).

Таблица Ц.6 — Физические свойства основных минералов вольфрама

Свойства

Вольфрамит

Шеелит

Плотность, г/см³

6,7–7,5

5,8–6,2

Твердость по шкале Мооса

5,0–5,5

4,0–5,0

Удельная магнитная восприимчивость, м³/кг

(34,4–42,4)·10^–3

(0,13–0,31)·10^–3

Диэлектрическая постоянная

15–18

3,5–10,6

Люминесценция

Не люминесцирует

В УФ-свечении — бледно-желтый, оранжевый; в катодном — голубой

Природные (минеральные), а также промышленные (технологические) типы руд показаны в Таблица Ц.2. Типизация производится по соотношению в руде вольфрамита и шеелита, разновидности выделяются по преобладающим вольфрамовым или попутным минералам. Учитываются также размер зерен минералов (крупно-, средне- и мелковкрапленные), содержание карбонатов (до 5 %, 5–20 % и > 20 %) и степень окисления.

55. Для получения товарной продукции (вольфрамовых концентратов) все вольфрамовые руды подвергаются обогащению, которое включает: предварительную концентрацию (радиометрическое обогащение, отсадка, тяжелосредная сепарация); обогащение измельченных продуктов предварительной концентрации с получением черновых концентратов; доводку черновых концентратов.

Классическими методами предварительной концентрации являются обогащение в тяжелосредных сепараторах и радиометрическая сортировка или обогащение, осуществляемые рентгенорадиометрическим, рентгенолюминисцентным, фотометрическим и дригуими способами.

55.1. Обогащение измельченной вольфрамитовой руды или промпродуктов передварительной концентрации чаще всего производят гравитационными (отсадка) или флотогравитационными способами. Перед отсадкой, для повышения её эффективности, и выделения крупновкрапленных вольфрамовых концентратов обогащаемый материал классифицируется по крупности. Тонковкрапленные руды обогащают на винтовых сепараторах, струйных желобах, конусных сепараторах, концентрационных столах. Из шламов вольфрамит (гюбнерит) доизвлекают флотацией с применением жирно-кислотных собирателей и добавкой нейтральных масел, ферберит — доизвлекают полиградиентной магнитной сепарацией.

При стадиальном измельчении и стадиальном обогащении руды извлечение вольфрамита в черновые концентраты более полное. Черновые вольфрамитовые концентраты в зависимости от их минерального состава дообогащаются электромагнитной сепарацией или флотацией. Извлечение вольфрамита (гюбнерита, ферберита) при гравитационном обогащении составляет для крупновкрапленных руд 70–85 %, для средне и мелковкрапленных — 52–70 %.

55.2. Шеелитовые разновидности руд обогащаются следующим образом: крупновкрапленные руды (1–25 мм) или продукты предварительной концентрации обогащаются гравитационными методами с последующим флотационным дообогащением продуктов разделения. Мелко и тонковкрапленные руды, если из них непосредственно отсадкой не удается выделить бедные или богатые продукты, подвергают флотационному обогащению. Схема флотации определяется минеральным составом руды. Выделение сульфидного продукта обеспечивает возможность получения сопутствующих компонентов, чем повышается комплексность использования руды. В отдельных случаях это способствует получению кондиционных шеелитовых концентратов или дает возможность выделить из руд вредные компоненты (мышьяк в арсенопирите) для их отдельной утилизации. Доводка чернового шеелитового концентрата проводится пропаркой при высоком содержании твердого (60 %) в 2–7 % растворе жидкого стекла при температуре 90 °С в течении 30–60 минут с последующими перечистками, что в некоторых случаях сопровождается потерями вольфрама. Извлечение шеелита при флотации составляет 80–92 %.

При наличии в шеелитовых рудах повеллита и молибдошеелита, близких по флотационным свойствам шеелиту, эти минералы поступают в коллективный повеллит-шеелитовый концентрат, который в дальнейшем подвергают гидрометаллургической переработке с получением вольфрамового и молибденового ангидритов, молибдата кальция и трехсернистого молибдена.

Вольфрамовые минералы зоны окисления тунгстит и ферритунгстит существующими методами не извлекаются.

56. При переработке труднообогатимых руд экономически более выгодно из цикла обогащения выводить промпродукты с содержанием 3–20 % WO₃ на гидрометаллургическую переработку, в результате которой получают искусственный шеелит или технический триоксид вольфрама. Гидрометаллургические методы разложения вольфрамовых концентратов подразделяются на две основные группы: щелочные и кислотные. По щелочному варианту концентрат спекается (или сплавляется), либо разлагается содой или едким натром. Эти способы применимы лишь для богатых вольфрамовых концентратов (WO₃ ˃ 65–70 %). Кислотные способы разложения используют для переработки богатых (до 75 % WO₃) и чистых шеелитовых концентратов. Для вольфрамитовых концентратов кислотные методы не применяются вследствие трудной его растворимости в кислотах.

Для переработки как кондиционных, так и низкосортных шеелитовых концентратов, для вскрытия хвостов обогащения (4–5 % WO₃), а также бедных концентратов, содержание WO₃ в которых составляет ~1 %, разработаны щелочной и автоклавно-содовый способы с применением механоактивации. Выщелачивание проводится при температуре 160–225 °С, молярном отношении NaOH : WO₃ = 3,6+4,8, либо при трех-, четырехкратном избытке соды в течение 1,5–2 ч. Извлечение W в щелочной раствор вольфрамата натрия достигает 98–99 %.

Автоклавно-содовый способ вскрытия шеелитовых концентратов в настоящее время применяется на трех отечественных заводах (ЗАО «Компания «Вольфрам»; Завод тугоплавких металлов; ОАО «Гидрометаллург»), а также ряде предприятий за рубежом.

57. Наблюдаемая мировая тенденция вовлечения в переработку всё более труднообогатимых руд с низким содержанием WO₃ в исходном сырье предполагает возможность переработки отвалов обогатительных комбинатов. Для переработки бедного сырья рекомендуется комбинированная технологическая схема с автоклавным выщелачиванием содой при 200–225 °С, при которой получают раствор вольфрамата натрия. Степень извлечения WO₃ — 90 %. Перспективными объектами для переработки техногенного сырья являются отвалы Джидинского и Приморского ГОКов.

58. В результате исследований технологические свойства руд должны быть изучены с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных, достаточных для проектирования технологической схемы их обогащения и переработки с комплексным извлечением содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение.

Промышленные (технологические) типы и сорта руд должны быть охарактеризованы по предусмотренным кондициям показателям, определены основные технологические параметры обогащения и химической переработки (выход концентратов, их характеристика, извлечение ценных компонентов в отдельных операциях, сквозное извлечение и др.).

59. Достоверность данных, полученных в результате полупромышленных испытаний, оценивают на основе технологического и товарного баланса. Разница в массе металла между этими балансами не должна превышать 10 %, и она должна быть распределена пропорционально массе металла в концентратах и хвостах. Показатели переработки сравнивают с показателями, получаемыми на современных обогатительных фабриках и ГМЗ по переработке вольфрамовых руд.

60. Для попутных компонентов в соответствии с «Рекомендациями по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов», утвержденными МПР России в установленном порядке, необходимо выяснить формы нахождения и баланс их распределения в продуктах обогащения и передела концентратов, а также установить условия, возможность и экономическую целесообразность их извлечения.

Должна быть изучена возможность использования оборотных вод и отходов, получаемых при рекомендуемой технологической схеме переработки минерального сырья, даны рекомендации по очистке промстоков.

61. Качество вольфрамовых концентратов в каждом конкретном случае должно регламентироваться договором между поставщиком (рудником) и металлургическим предприятием или соответствовать существующим стандартам и техническим условиям. Для сведения в таблице (Таблица Ц.7) в качестве ориентировочных приведены технические требования к вольфрамовым концентратам, которые использовались в бывшем СССР.

Таблица Ц.7 — Технические требования к вольфрамовым концентратам

Марка и наименование вольфрамового концентрата

WО₃,

не

менее,

%

Содержание примесей, не более, %

Влаги, не более,

%

Область преимущественного применения

MnO

SiO₂

Р

S

As

Sn

Cu

Mo

CaO

Pb

Sb

Bi

КВГ(К) — вольфрамит-гюбнеритовый с Государственным знаком качества

15,0

0,05

0,05

0,07

0,9

0,05

0,01

1,7

0,2

Не норми-руется

Не норми-руется

1,5

Производство ферровольфрама и вольфрамового ангидрита для твердых сплавов

КВГ-1 — вольфрамит-гюбнеритовый 1-го сорта

18,0

0,05

0,7

0,1

0,15

0,1

0,1

Не норми-руется

0,20

0,20

0,20

То же

КВГ-2 — вольфрамит-гюбнеритовый 2-го сорта

15,0

0,05

0,8

0,1

0,2

0,15

0,2

То же

0,40

0,40

0,40

Производство ферровольфрама

КШИ — шеелитовый искусственный

1,0

1,5

0,02

0,45

0,1

0,1

0,05

0,5

«

0,02

0,01

0,01

То же

КШ — шеелитовый

2,0

0,04

0,6

0,05

0,08

0,10

1,0

«

Не норми-руется

Не норми-руется

Не норми-руется

«

КМШ-1 — молибден-шеелитовый 1-го сорта

0,1

1,2

0,03

0,3

0,02

0,1

0,10

3,0

«

0,01

0,01

0,01

«

КМШ-2 — молибден-шеелитовый 2-го сорта

1,1

0,04

0,3

0,04

0,02

0,10

3,0

«

0,1

0,01

0,01

«

КМШ-3 — молибден-шеелитовый 3-го сорта

4,0

0,04

0,6

0,2

0,2

0,10

3,0

«

0,10

0,10

0,10

«

КВГ(Т) — вольфрамит-гюбнеритовый (твердосплавный)

Не норми-руется

0,1

1,0

0,10

1,0

0,10

0,06

2,5

Не норми-руется

Не норми-руется

Не норми-руется

Производство ферровольфрама и вольфрамового ангидрита для твердых сплавов

КВГ(К) — вольфрамит-гюбнеритовый (кислотный)

То же

0,1

0,7

0,08

1,0

0,4

0,01

2,0

То же

То же

То же

Производство вольфрамовой кислоты

КШ(Т) — шеелитовый (твердосплавный)

«

Не норми-руется

0,3

1,5

0,10

0,2

0,20

0,04

Не норми-руется

«

«

«

Производство ферровольфрама и вольфрамового ангидрита для твердых сплавов

Примечания:

1. В концентрате марки КВГ-1, поставляемом для производства твердых сплавов, содержание молибдена не должно быть более 0,04 %.

2. Допускается по соглашению сторон поставка концентрата марки КМШ-2 с содержанием олова не более 1,2 %.

3. Допускается поставка концентрата марок КМШ-2 и КМШ-3 с содержанием фосфора не более 0,08 % в количестве не более 15 % от общей годовой поставки этих марок.

4. Содержание влаги в концентратах, предназначенных для длительного хранения, не должно превышать: 1 % — во всех марках вольфрамит-гюбнеритовых концентратов, 4 % –во всех марках шеелитовых концентратов

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры