Методы обогащения

К основным процессам разрушения полезных ископаемых на обогатительных фабриках помимо дробления и измельчения относится процесс дезинтеграции, используемый преимущественно для разрушения полезных ископаемых из вторичных месторождений. Месторождения полезных ископаемых этого типа имеют общую особенность, заключающуюся в том, что ценный компонент или сцементирован, или загрязнен глиной или песчано-глинистой породой. Процесс дезинтеграции переотложенных полезных ископаемых использует механическую неоднородность компонентов и гидронестойкость глин – способность распускаться в воде на первоначальные частицы и агрегаты.

Дезинтеграция глинистых пород, их диспергирование происходят за счет механического воздействия рабочих органов аппаратов, воды и в некоторых случаях воздуха. Рабочие органы машин разрушают комья, увеличивают поверхность материала. При трении рабочих органов о материал тонкодиспергированные частицы переходят в воду, а к свежеобнаженным поверхностям обеспечивается доступ воды, растворяющей клеящие пленки гелей и соли, проникающей в поры, расклинивающей наслоение, механически разрыхляющей и снимающей частицы глины.

В зависимости от крупности прочного компонента, наличия песков и состава глинистых частиц используют грохочение или классификацию. Процесс, объединяющий в себе операции дезинтеграции, грохочения и классификации, реализованный в одном аппарате, называют промывкой.

Баритовые руды различных типов в разной степени поддаются обогащению. Наиболее обогатимы глинисто-баритовые и песчано-баритовые руды. Для таких руд достаточно одной промывки.

Так, на некоторых американских рудниках, разрабатывающих россыпи, одной отмывкой удается повысить содержание барита в продукте до 25–45 % при содержании его в исходном сырье менее 10 %. На мелких предприятиях США часто применяют переносные промывочные установки, работающие под открытым небом.

Для большинства руд одной промывки недостаточно, поэтому используют доводку гравитационными методами (отсадкой, концентрацией на столах и обогащением в тяжелых средах).

Примером применения промывки и гравитационных методов является руда Чордского месторождения мономинерального барита, где работает гравитационная фабрика. Операции производятся в следующей последовательности: крупное дробление отсортированной руды на щековой дробилке, измельчение на валках до 7 мм, мокрое грохочение с разделением на классы –7+3 мм и –3+0 мм. Каждый класс отдельно обогащается на отсадочной машине, мелкий класс флотируется.

Несмотря на большую разницу между удельными весами барита (4,3–4,4 г/см³) и достаточно полное раскрытие частиц минералов, технологические показатели отсадки бывают невысокие; суммарное извлечение барита в концентрат составляет 76 %. Как показал анализ работы отсадочных машин, причиной их нестабильной работы является частое колебание содержания барита в руде – от 50 до 75 %. В таких условиях для поддержания оптимального выхода концентрата требуется регулирование высоты постели и амплитуды хода диафрагмы, которое трудно осуществить без остановки отсадочных машин.

Для установления возможности интенсификации процесса обогащения баритовых руд были проведены исследования по обогащению этих руд в гидроциклоне с применением в качестве утяжелителя баритового флотоконцентрата. В процессе исследований было изучено влияние соотношения т:ж и давления пульпы, минерального состава руды, соотношения диаметров сливной и песковой насадок гидроциклона, плотности суспензии на выход и качество баритового концентрата.

Было также установлено, что колебание содержания барита в руде от 30 до 75 % при неизменном режиме обогащения мало влияет на извлечение барита в концентрат, которое меняется от 90 до 95 %. При этом во всех случаях получается кондиционный концентрат с содержанием барита от 80 до 92 %. Плотность рабочей суспензии на выходе составляет 2,0 г/см³, чего при давлении пульпы 1,5 кг/см² вполне достаточно для получения в песковой части оптимальной плотности разделения. Применение в качестве утяжелителя баритового флотационного концентрата упрощает схему регенерации суспензии.

Баритовую руду, содержащую глину, песок, кремниевую гальку, известняк, разделяют в процессе селективного измельчения и классификации. Селективное измельчение барита обусловлено его свойствами. Мягкий и рыхлый барит, имеющий большой удельный вес, при падении измельчается до более тонкого размера, чем все содержащиеся в руде примеси, которые обладают большей твердостью, чем барит, но имеют вдвое меньший удельный вес. За рубежом процесс измельчения осуществляют в восьмигранном барабане, диаметр которого подбирают соответственно свойствам руды.

Однако для других типов руд описанных выше методов недостаточно для получения качественных концентратов и требуется применение более сложных методов: механических, термических и химических.

Тонкодисперсные сульфиды и силикаты отделяются флотацией. При выборе метода обогащения мономинеральных руд важную роль играет размер зерен и структурные особенности руды. Комплексные руды независимо от структурных особенностей (как сульфидные, так и флюоритовые) практически обогащаются только флотацией.