Изобретение относится к технологии обогащения магнезиальных хромитовых руд. Хромитовые руды - сырье для получения феррохрома различных марок, металлического хрома, красителей и огнеупорных материалов. Техническим результатом является увеличение коэффициента качества руды (отношение содержания хрома к железу) и снижение содержания в ней оксида магния. Способ обогащения магнезиальных хромитовых руд включает дробление руды, окислительный обжиг, охлаждение, измельчение и магнитную сепарацию с получением хромитового железного концентрата и железосодержащего продукта. Дробление ведут до фракции не более 80 мм. Обжиг осуществляют в окислительной атмосфере в интервале температур 900°-1000°С и проводят выдержку в этом интервале температур. Выдержку ведут в течение времени, определяемого необходимой степенью обогащения. Охлаждение осуществляют на воздухе. Перед магнитной сепарацией проводят измельчение руды до фракции - 0,8 мм. 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к технологии обогащения магнезиальных хромитовых руд. Хромитовые руды - сырье для получения феррохрома различных марок, металлического хрома, красителей и огнеупорных материалов. Имеющиеся данные об обогащении хромитовых руд разобщены, что затрудняет их использование для создания новых и совершенствования существующих методов обогащения хромитов.
Основными процессами обогащения хромитовых руд после предварительного дробления являются промывка, гравитационный метод, флотация, магнитная сепарация или электрическая сепарация. В процессе обогащения уменьшается лишь количество вмещающей породы, вследствие чего доля хромита в полученном концентрате повышается. Общей характеристикой всех методов обогащения является постоянство состава исходного природного хромита.
Известен способ магнитного обогащения хромитовых руд, применяемый финской фирмой «Оутокумпу» для производства 190 тыс. т/год хромового концентрата [Бердышева Т.Т. Обогащение и окусковывание хромитовых руд за рубежом //БНТИ. Черная металлургия. - 1977. - №23. - С.3-18]. В технологической схеме способа использованы магнитные поля различной напряженности. Обогащение в слабом магнитном поле применяют для извлечения магнетита, в сильном - хромита. Недостаток способа - невозможность регулирования отношения Cr2О3/FeO в зерне хромита, невозможность извлечения примесных оксидов никеля и кобальта.
Известен комбинированный способ по переработке комплексных железных руд, содержащих хром, никель и кобальт [патент Японии №2522, кл. 9CQ, заявл. 19.06.1963, опубл. 15.04.1964]. Исходную руду разделяют на классы с большим содержанием никеля и железа и с повышенным содержанием хрома и кобальта. Оставшийся продукт способом гравитации разделяют на хромитовый концентрат и кобальтовый концентрат. Хромитовый концентрат после измельчения подвергают двухстадийной магнитной сепарации с получением хромитового и железного концентратов. Однако этот способ является сложным, а разделение природно-легированных железных руд не позволяет изменить отношение Cr2О3/FeO в зерне хромита.
Известен способ производства хромитового концентрата из хромитсодержащих руд, включающий обогащение в магнитном поле и гравитационное обогащение [патент РФ №2208060, МПК С22В 34/32, ВОЗВ 1/00, заявл. 23.05.2001, опубл. 10.07.2003]. Перед обогащением руду подвергают дроблению и дезинтеграции, обогащение ведут сначала в слабом магнитном поле с отделением сильномагнитных минералов руды, затем в сильномагнитном поле хромшпинелидов. Слабомагнитные хромшпинелиды руды после очистки их поверхностей получают в сильном магнитном поле, а отделение глинистой фракции ультрамафитов руды от песковой фракции, представленной силикатами и кварцем, ведут под действием центробежных сил. Недостаток данного способа - потери минеральных зерен хромитов крупностью менее 2,5 мм - приводит к потере основного компонента.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ обогащения железных руд, содержащих хром и другие элементы [Обогащение полезных ископаемых // Экспресс-информация, 1968. - №39, реферат №66, стр.43]. Этот метод предусматривает измельчение руды до фракции - 0,2 мм и магнитную сепарацию. Полученный магнитный продукт нагревают до 350°С и подвергают переочистке в магнитном поле той же напряженности (1000 Э). Немагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации подвергают восстановительному обжигу при 700°С с добавлением 10% древесного угля. Обожженную руду охлаждают до 350°С и подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 1000 Э с получением железного концентрата и хромитового продукта. Последний подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 5000 Э с получением хромитового концентрата и хвостов. Недостатком указанного способа также является невозможность регулирования отношения Cr2О3/FeO в зерне хромита.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в увеличении коэффициента качества руды (отношение содержания хрома к железу) и снижении содержания в ней оксида магния.
Поставленная задача решается тем, что в способе обогащения магнезиальных хромитовых руд, включающем дробление руды, обжиг, охлаждение и магнитную сепарацию с получением хромитового железного концентрата и железосодержащего продукта, согласно изобретению дробление ведут до фракции не более 80 мм, обжиг осуществляют в окислительной атмосфере в интервале температур 900-1000°С и проводят выдержку в этом интервале температур в течение времени, определяемом необходимой степенью обогащения, охлаждение осуществляют на воздухе, а перед магнитной сепарацией проводят измельчения руды до фракции - 0,8 мм.
Предлагаемый способ относится к комбинированным способам обогащения сложных магнезиальных хромитовых руд, в состав которых входят оксиды никеля и кобальта в примесных количествах. При окислительном обжиге происходит миграция катионов железа из зерна хромита в магниевый силикат вмещающей породы с образованием магнезиоферрита. Образовавшийся продукт концентрирует никель и кобальт, которые в процессе магнитной сепарации извлекаются вместе с железом. При обогащении содержание оксида магния в концентрате снижается за счет образования с оксидом железа феррита магния, который отделяют от хромита магнитной сепарацией.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является также то, что обжиг осуществляют при нагреве выше 900°С. Заявителем впервые замечено, что в этих условиях у обжигаемого материала появляется магнитная восприимчивость и такие сведения из доступных опубликованных источников информации не известны. Заявителем установлено, что после окислительного нагрева до температуры 1000°С и изотермической выдержки состав магнитной и немагнитной фракции меняется. Магнитная фракция представлена вмещающей породой, обогащенной оксидами железа, а также ортосиликатами железа и магния. Это подтверждает миграцию катионов железа при окислительном нагреве во вмещающую породу. Немагнитная фракция обогащена высокохромистыми шпинделидами.
Соотношение Cr2О3/FeOобщ в немагнитной фракции предварительно окисленной руды выше, чем в исходной руде. Помимо этого отмечено, что отношение MgO/Al2O3 значительно снизилось, также снизилось содержание MgO и SiO2, а содержание никеля в магнитной фракции выше, чем в немагнитной фракции.
В настоящее время не известно также и применение обжига хромитовых руд выше температуры выделения конституционной воды из кристаллической решетки пустой породы (700°С) [Обогащение хромитовых руд / Курочкин М.Г. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. 1988. - С.141].
Время выдержки в процессе окислительного нагрева определяет степень перехода железа из решетки хромита во вмещающую пустую породу. С увеличением времени выдержки при обжиге бедных магнезиальных руд коэффициент обогащения достигал значений 1,4, а отношение Cr/Fe в зерне хромшпинелида изменялось от 3 до 6.
Таким образом, установлена возможность обогащения бедных магнезиальных хромовых руд методом магнитной сепарации после нагрева в окислительных условиях в интервале температур 900-1000°С.
Сущность способа поясняется иллюстрациями, на которых на фиг.1 дана схема последовательности операций при выполнении способа; на фиг.2 показано концентрирование железа в хромитовой руде месторождения Рай-Из на границе хромита с вмещающей породой (магниевый силикат) после нагрева до 1000°С и изотермической выдержкой 180 минут; на фиг.3 - концентрирование железа на границе хромита с вмещающей породой в зависимости от времени выдержки при 1000°С: а) изотермическая выдержка 60 минут, б) изотермическая выдержка 240 минут.
Пример осуществления способа
Руду фракции 20-40 мм нагревают в стационарной электрической печи в окислительной атмосфере при температуре 900°С в течение 1,5 часов. Извлеченную из печи руду охлаждают на воздухе и затем дробят на дробилке до фракции - 0,8 мм. После измельчения руду разделяют на магнитную и немагнитную фракции на магнитном сепараторе типа БСМ с постоянными магнитами Nd - Fe - В, магнитная индукция на поверхности магнитных блоков от 150 до 700 мТл.
В таблице приведено изменение химического состава хромитовой руды и хромшпинелида месторождения «Центральное» массива Рай-Из (Полярный Урал) после окислительного обжига при 1000°С и выдержке 90 минут.
| Таблица. | ||||||||||
| Химический состав, мас.% | ||||||||||
| Cr2О3 | FeOобщ | FeO | Fe2O3 | Al2O3 | MgO | SiO2 | NiO | | | |
| Исходная руда | 36,42 | 11,10 | 8,73 | 2,68 | 6,62 | 26,57 | 12,25 | <0,1 | 3,28 | 4,01 |
| Исходный хромшпинелид | 58,72 | 16,67 | 11,72 | 5,50 | 9,84 | 14,05 | - | - | - | - |
| Немагнитная фракция окисленной руды | 51,13 | 13,98 | - | - | 8,42 | 18,80 | 6,53 | <0,1 | 3,66 | 2,23 |
| Магнитная фракция окисленной руды | 23,74 | 8,29 | - | - | 4,31 | 38,60 | 22,36 | 0,30 | 2,86 | 8,96 |
| Немагнитная фракция окисленного хромшпинелида | 60,21 | 14,83 | 3,02 | 13,12 | 8,89 | 14,85 | - | - | - | - |
Необходимая степень обогащения достигается разной продолжительностью выдержки в указанном выше интервале температур. Например, при выдержке хромитовой руды в окислительных условиях и температуре 1000°С в течение 4 часов отношение Cr2О3/FeOобщ повышается в концентрате до шести.
Предлагаемый способ обогащения хромитовых руд - это в настоящее время единственный нехимический метод изменения соотношения хрома к железу в кристаллической решетке хромшпинелида. Кроме того, способ позволяет совместно с железом выделить примесные никель и кобальт.
Способ обогащения магнезиальных хромитовых руд, включающий дробление руды, обжиг, охлаждение и магнитную сепарацию с получением хромитового железного концентрата и железосодержащего продукта, отличающийся тем, что дробление ведут до фракции не более 80 мм, обжиг осуществляют в окислительной атмосфере в интервале температур 900-1000°С и проводят выдержку в этом интервале температур в течение времени, определяемого необходимой степенью обогащения, охлаждение осуществляют на воздухе, а перед магнитной сепарацией проводят измельчение руды до фракции -0,8 мм.
www.findpatent.ru
Изобретение относится к технологии обогащения магнезиальных хромитовых руд. Хромитовые руды - сырье для получения феррохрома различных марок, металлического хрома, красителей и огнеупорных материалов. Техническим результатом является увеличение коэффициента качества руды (отношение содержания хрома к железу) и снижение содержания в ней оксида магния. Способ обогащения магнезиальных хромитовых руд включает дробление руды, окислительный обжиг, охлаждение, измельчение и магнитную сепарацию с получением хромитового железного концентрата и железосодержащего продукта. Дробление ведут до фракции не более 80 мм. Обжиг осуществляют в окислительной атмосфере в интервале температур 900°-1000°С и проводят выдержку в этом интервале температур. Выдержку ведут в течение времени, определяемого необходимой степенью обогащения. Охлаждение осуществляют на воздухе. Перед магнитной сепарацией проводят измельчение руды до фракции - 0,8 мм. 3 ил., 1 табл. 
Изобретение относится к технологии обогащения магнезиальных хромитовых руд. Хромитовые руды - сырье для получения феррохрома различных марок, металлического хрома, красителей и огнеупорных материалов. Имеющиеся данные об обогащении хромитовых руд разобщены, что затрудняет их использование для создания новых и совершенствования существующих методов обогащения хромитов.
Основными процессами обогащения хромитовых руд после предварительного дробления являются промывка, гравитационный метод, флотация, магнитная сепарация или электрическая сепарация. В процессе обогащения уменьшается лишь количество вмещающей породы, вследствие чего доля хромита в полученном концентрате повышается. Общей характеристикой всех методов обогащения является постоянство состава исходного природного хромита.
Известен способ магнитного обогащения хромитовых руд, применяемый финской фирмой «Оутокумпу» для производства 190 тыс. т/год хромового концентрата [Бердышева Т.Т. Обогащение и окусковывание хромитовых руд за рубежом //БНТИ. Черная металлургия. - 1977. - №23. - С.3-18]. В технологической схеме способа использованы магнитные поля различной напряженности. Обогащение в слабом магнитном поле применяют для извлечения магнетита, в сильном - хромита. Недостаток способа - невозможность регулирования отношения Cr 2О3/FeO в зерне хромита, невозможность извлечения примесных оксидов никеля и кобальта.
Известен комбинированный способ по переработке комплексных железных руд, содержащих хром, никель и кобальт [патент Японии №2522, кл. 9CQ, заявл. 19.06.1963, опубл. 15.04.1964]. Исходную руду разделяют на классы с большим содержанием никеля и железа и с повышенным содержанием хрома и кобальта. Оставшийся продукт способом гравитации разделяют на хромитовый концентрат и кобальтовый концентрат. Хромитовый концентрат после измельчения подвергают двухстадийной магнитной сепарации с получением хромитового и железного концентратов. Однако этот способ является сложным, а разделение природно-легированных железных руд не позволяет изменить отношение Cr 2О3/FeO в зерне хромита.
Известен способ производства хромитового концентрата из хромитсодержащих руд, включающий обогащение в магнитном поле и гравитационное обогащение [патент РФ №2208060, МПК С22В 34/32, ВОЗВ 1/00, заявл. 23.05.2001, опубл. 10.07.2003]. Перед обогащением руду подвергают дроблению и дезинтеграции, обогащение ведут сначала в слабом магнитном поле с отделением сильномагнитных минералов руды, затем в сильномагнитном поле хромшпинелидов. Слабомагнитные хромшпинелиды руды после очистки их поверхностей получают в сильном магнитном поле, а отделение глинистой фракции ультрамафитов руды от песковой фракции, представленной силикатами и кварцем, ведут под действием центробежных сил. Недостаток данного способа - потери минеральных зерен хромитов крупностью менее 2,5 мм - приводит к потере основного компонента.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ обогащения железных руд, содержащих хром и другие элементы [Обогащение полезных ископаемых // Экспресс-информация, 1968. - №39, реферат №66, стр.43]. Этот метод предусматривает измельчение руды до фракции - 0,2 мм и магнитную сепарацию. Полученный магнитный продукт нагревают до 350°С и подвергают переочистке в магнитном поле той же напряженности (1000 Э). Немагнитный продукт первой стадии магнитной сепарации подвергают восстановительному обжигу при 700°С с добавлением 10% древесного угля. Обожженную руду охлаждают до 350°С и подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 1000 Э с получением железного концентрата и хромитового продукта. Последний подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 5000 Э с получением хромитового концентрата и хвостов. Недостатком указанного способа также является невозможность регулирования отношения Cr 2О3/FeO в зерне хромита.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в увеличении коэффициента качества руды (отношение содержания хрома к железу) и снижении содержания в ней оксида магния.
Поставленная задача решается тем, что в способе обогащения магнезиальных хромитовых руд, включающем дробление руды, обжиг, охлаждение и магнитную сепарацию с получением хромитового железного концентрата и железосодержащего продукта, согласно изобретению дробление ведут до фракции не более 80 мм, обжиг осуществляют в окислительной атмосфере в интервале температур 900-1000°С и проводят выдержку в этом интервале температур в течение времени, определяемом необходимой степенью обогащения, охлаждение осуществляют на воздухе, а перед магнитной сепарацией проводят измельчения руды до фракции - 0,8 мм.
Предлагаемый способ относится к комбинированным способам обогащения сложных магнезиальных хромитовых руд, в состав которых входят оксиды никеля и кобальта в примесных количествах. При окислительном обжиге происходит миграция катионов железа из зерна хромита в магниевый силикат вмещающей породы с образованием магнезиоферрита. Образовавшийся продукт концентрирует никель и кобальт, которые в процессе магнитной сепарации извлекаются вместе с железом. При обогащении содержание оксида магния в концентрате снижается за счет образования с оксидом железа феррита магния, который отделяют от хромита магнитной сепарацией.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является также то, что обжиг осуществляют при нагреве выше 900°С. Заявителем впервые замечено, что в этих условиях у обжигаемого материала появляется магнитная восприимчивость и такие сведения из доступных опубликованных источников информации не известны. Заявителем установлено, что после окислительного нагрева до температуры 1000°С и изотермической выдержки состав магнитной и немагнитной фракции меняется. Магнитная фракция представлена вмещающей породой, обогащенной оксидами железа, а также ортосиликатами железа и магния. Это подтверждает миграцию катионов железа при окислительном нагреве во вмещающую породу. Немагнитная фракция обогащена высокохромистыми шпинделидами.
Соотношение Cr2О3 /FeOобщ в немагнитной фракции предварительно окисленной руды выше, чем в исходной руде. Помимо этого отмечено, что отношение MgO/Al2O3 значительно снизилось, также снизилось содержание MgO и SiO 2, а содержание никеля в магнитной фракции выше, чем в немагнитной фракции.
В настоящее время не известно также и применение обжига хромитовых руд выше температуры выделения конституционной воды из кристаллической решетки пустой породы (700°С) [Обогащение хромитовых руд / Курочкин М.Г. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение. 1988. - С.141].
Время выдержки в процессе окислительного нагрева определяет степень перехода железа из решетки хромита во вмещающую пустую породу. С увеличением времени выдержки при обжиге бедных магнезиальных руд коэффициент обогащения достигал значений 1,4, а отношение Cr/Fe в зерне хромшпинелида изменялось от 3 до 6.
Таким образом, установлена возможность обогащения бедных магнезиальных хромовых руд методом магнитной сепарации после нагрева в окислительных условиях в интервале температур 900-1000°С.
Сущность способа поясняется иллюстрациями, на которых на фиг.1 дана схема последовательности операций при выполнении способа; на фиг.2 показано концентрирование железа в хромитовой руде месторождения Рай-Из на границе хромита с вмещающей породой (магниевый силикат) после нагрева до 1000°С и изотермической выдержкой 180 минут; на фиг.3 - концентрирование железа на границе хромита с вмещающей породой в зависимости от времени выдержки при 1000°С: а) изотермическая выдержка 60 минут, б) изотермическая выдержка 240 минут.
Пример осуществления способа
Руду фракции 20-40 мм нагревают в стационарной электрической печи в окислительной атмосфере при температуре 900°С в течение 1,5 часов. Извлеченную из печи руду охлаждают на воздухе и затем дробят на дробилке до фракции - 0,8 мм. После измельчения руду разделяют на магнитную и немагнитную фракции на магнитном сепараторе типа БСМ с постоянными магнитами Nd - Fe - В, магнитная индукция на поверхности магнитных блоков от 150 до 700 мТл.
В таблице приведено изменение химического состава хромитовой руды и хромшпинелида месторождения «Центральное» массива Рай-Из (Полярный Урал) после окислительного обжига при 1000°С и выдержке 90 минут.
| Таблица. | ||||||||||
| Химический состав, мас.% | ||||||||||
| Cr2О 3 | FeOобщ | FeO | Fe2 O3 | Al 2O3 | MgO | SiO2 | NiO |  |  | |
| Исходная руда | 36,42 | 11,10 | 8,73 | 2,68 | 6,62 | 26,57 | 12,25 | <0,1 | 3,28 | 4,01 |
| Исходный хромшпинелид | 58,72 | 16,67 | 11,72 | 5,50 | 9,84 | 14,05 | - | - | - | - |
| Немагнитная фракция окисленной руды | 51,13 | 13,98 | - | - | 8,42 | 18,80 | 6,53 | <0,1 | 3,66 | 2,23 |
| Магнитная фракция окисленной руды | 23,74 | 8,29 | - | - | 4,31 | 38,60 | 22,36 | 0,30 | 2,86 | 8,96 |
| Немагнитная фракция окисленного хромшпинелида | 60,21 | 14,83 | 3,02 | 13,12 | 8,89 | 14,85 | - | - | - | - |
Необходимая степень обогащения достигается разной продолжительностью выдержки в указанном выше интервале температур. Например, при выдержке хромитовой руды в окислительных условиях и температуре 1000°С в течение 4 часов отношение Cr2О3/FeO общ повышается в концентрате до шести.
Предлагаемый способ обогащения хромитовых руд - это в настоящее время единственный нехимический метод изменения соотношения хрома к железу в кристаллической решетке хромшпинелида. Кроме того, способ позволяет совместно с железом выделить примесные никель и кобальт.
Способ обогащения магнезиальных хромитовых руд, включающий дробление руды, обжиг, охлаждение и магнитную сепарацию с получением хромитового железного концентрата и железосодержащего продукта, отличающийся тем, что дробление ведут до фракции не более 80 мм, обжиг осуществляют в окислительной атмосфере в интервале температур 900-1000°С и проводят выдержку в этом интервале температур в течение времени, определяемого необходимой степенью обогащения, охлаждение осуществляют на воздухе, а перед магнитной сепарацией проводят измельчение руды до фракции -0,8 мм.
www.freepatent.ru
31.05.2010
Предисловие [3]Глава 1. Металлургическая оценка и определение оптимальной глубины обогащения рудного сырья [4] 1.1. Состав рудного сырья [4] 1.2. Оценка рудного сырья для производства чугуна [5] 1.3. Оптимальная глубина обогащения руд для выплавки чугуна [14] 1.4. Оценка рудного сырья для металлизации, производства стали и порошковой металлургии [17] 1.5. Оценка марганцевых и хромовых концентратов при производстве ферросплавов [23]Глава 2. Теоретические основы и особенности обогащения различных руд черных металлов [27] 2.1. Принципы и условия разделения рудных минералов от сростков с нерудными, обогатимость руд [27] 2.2. Классификация методов и процессов обогащения руд на основе разделяющих сил; схемы и аппараты для обогащения железных, марганцевых и хромовых руд [37] 2.3. Особенности, степень и схемы раскрытия сростков при подготовке руд к обогащению [49] 2.4. Расчет раскрытия минеральных сростков [59] 2.5. Расчет показателей обогащения [69] 2.6. Показатели, реализуемые в схемах обогащения; расчет схем и разделительной мощности ГОКов [81] 2.7. Использование технологической памяти ЭВМ при определении показателей обогащения [86]Глава 3. Месторождения и схемы обогащения рудного сырья [88] 3.1. Железные руды СССР [88] 3.2. Зарубежные магнитно-обогатительные фабрики [104] 3.3. Отечественные месторождения марганцевых руд [109] 3.4. Отечественные месторождения хромовых руд [113] 3.5. О зарубежных месторождениях марганцевых и хромовых руд [114] 3.6. Об оценке и выборе рудных месторождений [115]Глава 4. Устройство и опыт работы дробильно-сортировочных, дробильно-обогатительных фабрик и комбинатов железорудной промышленности [117] 4.1. Общие сведения о фабриках для сильномагнитных руд [117] 4.2. Фабрики для обогащения окисленных кварцитов и гематитовых руд [137] 4.3. Обогатительные фабрики для бурожелезняковых руд [144] 4.4. Фабрики для обогащения сидеритовых руд [151]Глава 5. Опыт работы фабрик для обогащения марганцевых и хромовых руд [153] 5.1. Обогатительные фабрики для руд Никопольского месторождения [153] 5.2. Обогатительные фабрики Чиатурского бассейна [157] 5.3. Зарубежные фабрики для обогащения марганцевых руд [163] 5.4. Фабрики для обогащения хромовых руд [171]Глава 6. Перспективы развития операций технологического процесса и их управления на ГОКах [175] 6.1. Сортировка и усреднение руд [175] 6.2. Дробление [183] 6.3. Грохочение [187] 6.4. Обжиг и сушка [191] 6.5. Промывка [193] 6.6. Измельчение и классификация [196] 6.7. Обогатительные операции [201] 6.8. Обесшламливание, обезвоживание [208]Список литературы [212]Приложение [214]www.nehudlit.ru
