CC BY
21УДК 621.928.5, 546.786
ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЛЕЖАЛЫХ ХВОСТОВ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩИХ ПЕСКОВ
А.Н. Дьяченко, С.И. Иванков, Р.И. Крайденко, А.Б. Манучарянц, Д.Г. Петкевич-Сочнов, Г.С. Спицин, Ю.В. Передерин, А.Г. Карпов, В.Ю. Егоров
Рассмотрена существующая схема цепи аппаратов обогащения вольфмсодержащего сырья на фабрике ЗАО «Закаменск» и выявлены основные её недостатки. Установлен минеральный состав исходных лежалых хвостов. Определены продукты, выводимые из процесса обогащения в технологической линии ЗАО «Закаменск», имеющие основные потери вольфрама. Приведены необходимые изменения в действующей схеме обогащения вольфрамсо-держащего сырья, позволяющие увеличить выход вольфрама в товарный концентрат.
Ключевые слова: обогащение, вольфрамсодержащие хвосты, триоксид вольфрама, гюб-нерит, флотация.
По состоянию минеральной сырьевой базы Российской Федерации на 1 января 2013 года разведанные запасы вольфрама составили 1267 тысяч тонн в пересчете на триоксид вольфрама. При этом, располагая одной из крупнейших в мире баз вольфрама (второе место после Китая по объемам запасов) Россия уступает Китаю по его добыче почти в 20 раз, добывая около 4,5 % от мирового объема. Руды, в которых сосредоточен вольфрам, относятся к бедным с содержанием вольфрама 0,04-0,15 % WOз - месторождения Забайкалья, 0,35-1,7 % WO3 - месторождения Дальнего Востока.
Одной из динамично развивающихся компаний по добыче вольфрама является ЗАО «Закаменск», которое ведет освоение техногенного Барун-Нарынского месторождения в Республике Бурятия, запасы которого сформировались в хвостохранилищах Джи-динского вольфрам-молибденового комбината. В 2012 году компания завершила разведку объекта и решением Бурятской территориальной комиссии по заказам по состоянию на 01.04.2012 года были утверждены балансовые запасы триоксида вольфрама для открытой отработки: категории С1 - 19,8 тысяч тонн, С2 - 0,9 тысяч тонн. В ходе проводившихся на месторождении работ компания в 2012 году добыла 319 тонн триоксида вольфрама [1].
Реализованная на ЗАО «Закаменск» технология обогащения (рисунок 1) характеризуется сравнительной простотой и условно делится на две части:
- первичное гравитационное обогаще-
ние с получением чернового гравитационного концентрата;
- доводка гравитационного концентрата с получением товарной продукции.
Изучен минеральный состав исходных лежалых хвостов (таблица 1), который показал, что вольфрам сосредоточен в форме Гюбнерита М^04. По данным химического анализа содержание оксида вольфрама достигает 0,18 %.
Результаты анализа хвостов каждого обогатительного процесса с учетом данных качественно-количественной схемы балансового опробования позволили сделать выводы, что основные потери вольфрама в технологической линии ЗАО «Закаменск» сосредоточены в следующих продуктах, выводимых из процесса обогащения:
- хвосты концентраторов I стадии обогащения при крупности минус 1+0 мм - 22,23 % при содержании в них W03 0,07-0,08 %;
- хвосты отсадки - 4,89 % при содержании в них W03 0,06-0,07 %;
- хвосты концентрации на столе подре-шетного концентрата отсадки при крупности плюс 1 мм - 4,2 % при содержании в них W03 0,12-0,14 %;
- пенные продукты сульфидной флотации (основной и контрольной) - 7,0 % при содержании в них W03 0,15-0,16 %;
- слив гидроциклона II стадии обогащения - 6,1 % при содержании в нем W03 3,36 %;
- хвосты концентрации на столе в цикле доводки вольфрамового концентрата - 4,3 % при содержании в нем W03 0,1-0,15 %.
ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЛЕЖАЛЫХ ХВОСТОВ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩИХ ПЕСКОВ Таблица 1 - Минеральный состав исходных лежалых хвостов
Минерал Теоретическая формула Содержание, %
Гюбнерит MnWO4 0,5
Шеелит CaWO4 -
Пирит FeS2 6
Кварц SiO2 35
Флюорит CaF2 3
Микроклин КА^308 6
Плагиоклаз (^Са)А^308 18
Эпидот Са2А1^е^Ю4)^207)0(0Н) 3,5
Мусковит (частично гидратирован) КА12(А^308Х0НЛ2 22
Амфибол Са2(Мд^е^8022(0Н)2 1
Сумма - 95
Рисунок 1 - Действующая схема цепи аппаратов на фабрике ЗАО «Закаменск». 1 - Грохот инерционный; 2, 6, 9, 13, 17, 18 - Насос; 3 - Вибрационный грохот; 4 - Отсадочная машина; 5, 16 - Стол концентрационный; 7 - Батарея гидроциклонов; 8, 15 - Концентратор, 10 - Вибрационный высокоточный грохот; 11 - Шаровая мельница; 12 - Гидроциклон; 14 - Флотомашина
А.Н. ДЬЯЧЕНКО, С.И. ИВАНКОВ, Р.И. КРАИДЕНКО, А.Б. МАНУЧАРЯНЦ, Д.Г. ПЕТКЕВИЧ-СОЧНОВ, Г.С. СПИЦИН, Ю.В. ПЕРЕДЕРИН, А.Г. КАРПОВ, В.Ю. ЕГОРОВ
Суммарные потери вольфрама с хвостами обогащения составляют 48,7 % от исходных песков при среднем содержании в них вольфрама в период балансового опробования 0,09-0,10 %.
По данным картирования техногенного месторождения в последующие годы работы фабрики при текущих технологических параметрах ожидается падение выхода товарного концентрата, объясняемое ожидаемым снижением содержания в исходных лежалых песках с 0,18 % вплоть до 0,13 % оксида вольфрама, что повлечет за собой также уменьшение общего извлечения из-за возросшей сложности обогащения.
Определены следующие недостатки действующей технологии:
- неэффективная работа концентраторов, в хвостах которых теряется от 20 до 25 % оксида вольфрама;
- неэффективная работа концентрационных столов после отсадки вследствие их перегрузки и большой крупности подаваемого материала (минус 2+0 мм);
- общие потери оксида вольфрама при первичном обогащении находятся на уровне 28-33 %;
- невозможность при действующем аппаратурном оформлении поднимать производительность выше 100-115 тонн в час;
- низкое общее извлечение оксида вольфрама в товарный концентрат, которое составляет 45-50 % от исходных песков.
Анализ данных минерального состава (таблица 1), раскрытия гюбнерита (таблица 2) и гранулометрической характеристики исходных песков (таблица 3) показывает, что текущие потери вольфрама связаны преимущественно с крупными классами (+0,5 мм, в которых распределяется 37,62 % WO3) из-за недораскрытия гюбнерита, и, как следствие, потери сростков с хвостами. Также обращает на себя внимание крайне низкое распределение WO3 в классе крупности +2,0 мм. В связи с этим можно утвердить, что оптимальная крупность гравитационного обогащения для получения высоких показателей является минус 0,5+0 мм.
Таблица 2 - Раскрытие гюбнерита по классам крупности в исходной пробе лежалых хвостов, %
Класс, мм Свободные зерна Сростки Сумма
-2,8+1 67,0 33,0 100,0
-1+0,5 50,0 50,0 100,0
-0,5+0,2 75,0 25,0 100,0
-0,2+0,0,071 90,0 10,0 100,0
Таблица 3. Гранулометрическая характеристика исходных лежалых песков, %
Класс крупности, мм Выход Содержание WOз Распределение WO3
+2,0 3,69 0,034 0,70
-2,0+1,0 19,44 0,21 22,88
-1,0+0,5 26,81 0,094 14,12
-0,5+0,315 22,44 0,14 17,61
-0,315+0,2 10,35 0,15 8,70
-0,2+0,1 8,68 0,26 12,65
-0,1+0,071 2,53 0,71 10,05
-0,071+0,044 1,13 0,79 5,02
-0,044+0 4,93 0,30 8,26
Исходные пески 100,0 0,18 100,0
Мировой опыт работ [2, 3] по введению операции сухой магнитной сепарации на индукционном роликовом электромагнитном сепараторе позволит повысить качество вольфрамового концентрата на 5 %, при этом потери вольфрама с магнитной фракцией
составляют всего 0,9 % от операции.
Резервом повышения извлечения вольфрама в товарный концентрат являются суммарный промпродукт, где сосредоточено 5,2 % WO3, и хвосты I концентрации на столе, из которых при замкнутом цикле обогащения
ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЛЕЖАЛЫХ ХВОСТОВ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩИХ ПЕСКОВ
можно дополнительно извлечь на 1,5 % WO3.
Для увеличения выхода вольфрама в товарный концентрат необходимо:
- грохочение исходных дезинтегрированных песков по классу крупности 0,5 мм с измельчением класса крупности +0,5 мм;
- двукратная сепарация на винтовых шлюзах с выводом из процесса хвостов и шламов и выделением тяжелой вольфрамсо-держащей фракции;
- перечистка тяжелой фракции сепарации винтовых шлюзов на концентрационном столе с получением чернового гравитационного концентрата и выведением из процесса отвальных хвостов;
- основная и контрольная коллективные сульфидные флотации с выведением сульфидного продукта в отвал;
- сушка и сухая магнитная сепарация чернового вольфрамового концентрата с выделением в немагнитную фракцию товарного вольфрамового концентрата.
При создании эффективной технологии степень извлечения вольфрама может увеличится до 70 %, при содержании WO3 в отвальных хвостах и шламах до 0,05 %, что является вполне приемлемым при переработке минерального сырья техногенных месторождений.
Работа выполнена при финансовой поддержке Правительством Российской Федерации (Минобрнауки России), договор № 02.G25.31.0118.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Храмов, Д. Г. О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации. Государственный доклад / гл. ред. Д. Г. Храмов. - Москва, 2013. - 199 с.
2 . Mackenzie, J. M. W. Zeta potential of quartz in the presence of ferric iron / J. M. W. Mackenzie // -AIME Transactions. - 1966 - 235 p.
3. Ozcan, O. Electrokinetic, infrared and flotation studies of scheelite and calcite with oxine, alquyl oxine, oleoyl sarcosine and quebracho / O. Ozcan, A. N. Bulutcu // International Journal of Mineral Processing. - 1993. V. 39 - Р. 275-290.
4. Большаков, К. А. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть III / под ред. К. А. Большакова. - М. : «Высшая школа». - 1976. - 320 с.
5. Майоров, В. Г. Экстракция фторидов фосфора, молибдена и вольфрама из растворов с высоким содержанием титана и кремния / В. Г. Майоров, А. И. Николаев // Цветная металлургия. -2010. - № 1. - С.12-17.
Дьяченко А.Н. - д.т.н., профессор, зав. каф. ХТРЭ ФТИ ТПУ, г. Томск, e-mail: atom@tpu.ru.
Иванков С.И. - д.т.н. профессор, главный научный сотрудник ФГУП ВИМС.
Крайденко Р.И. - д.х.н., зав. кафедрой. ФГАОУ ВО НИ ТПУ, Россия, г. Томск, проспект Ленина, дом 30, 634050, тел.: 8 (3822) 70-16-03, е-mail: kraydenko@tpu.ru.
Манучарянц А.Б. - ч/совета директоров АО «Закаменск», Республика Бурятия, г. Закаменск, ул. Ленина, д. 39, 671950, е-mail: martb1812@gmail.com.
Петкевич Д.Г. - младший научный сотрудник ФГУП ВИМС.
Спицин Г.С. - инженер-технолог/начальник ОТК ЗАО «Закаменск».
Передерин Ю.В. - к.т.н., ассистент ФГАОУ ВО НИ ТПУ, Россия, г. Томск, проспект Ленина, дом 30, 634050, е-mail: ip-cet@yandex.ru.
Карпов А.Г. - н.с. ИПХЭТ СО РАН, Россия, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1, 659322, е-mail: ipcet@mail.ru.
Егоров В.Ю. - инженер ИПХЭТ СО РАН, Россия, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1, 659322, е-mail: ipcet@mail.ru.
