Гравитация

В современной практике обогащения фосфатных руд [46] применяются следующие гравитационные методы: обогащение в суспензиях и на винтовых сепараторах, флотогравитация и «агломерационно-пленочная флотация».

Для желваковых фосфоритов разработана технология обогащения в тяжелых средах, позволяющая из руды с содержанием 17 % Р₂О₅ получить концентрат с содержанием 27 % Р₂О₅ при извлечении 75,9 %.

Установлена возможность разделения крупных кусков руды Каратау (рис. 9.2). Эта схема позволяет значительно удешевить процесс обогащения. Товарное извлечение фосфора при этом существенно повышается (на 5–10 %), содержание Р₂О₅ снижается незначительно (на 0,5%).

ГИГХСом разработана технология доводочного обогащения на обогатительной фабрике ПО «Эстонфосфорит» крупнозернистой фракции –5+1 мм на винтовом сепараторе СВЛЗ-1500, что обеспечило выпуск предприятием более 90 % концентрата, пригодного для химической переработки, и повышение извлечения Р₂О₅ на 10 %.

Флотогравитация на спиральных сепараторах впервые стала использоваться в 1948 г. кампанией International Minerals and Chemical Corporation. Фосфатные частицы первоначально перемешиваются в смесительном барабане при 70–75 % твердого с реагентами, кг/т: аммиак 0,25–0,5, жирные кислоты 0,5–1, дизельное топливо 0,5–1, керосин 0,5–1.

Затем при 30 % твердого материал крупностью –0,99+0,701 мм после предварительной аэрации направляется на спирали Humphrey. Аэрированные агрегированные фосфатные частицы отбрасываются к периферии спирали, а зерна песка остаются на спирали ближе к центру.

Получается концентрат с содержанием 31 % Р₂О₅ с извлечением последнего 85 %. Хвосты спиральных сепараторов направляются на флотацию для доизвлечения мелкого фосфата.

Флотогравитационным методом можно выделить большую часть кварца до поступления руды на тонкое измельчение и на флотацию, что сокращает общие затраты на обогащение. Флотогравитация широко используется для обогащения кингисеппских, киншинских и щигровских фосфоритов. Для обогащения руд этим способом использовали концентрационные столы, винтовые сепараторы. В дальнейшем были запатентованы устройства для флотогравитационного обогащения на сите под водой, на ленточных конвейерах с приспособлениями, позволяющими водяным орошением смыть аэрированные флокулы фосфатных частиц, отделяя их от кварца. Предварительно руда обрабатывается такими реагентами, как кальцинированная сода, сырое талловое масло и топочный мазут. Сода используется как регулятор среды, талловое масло – как собиратель и мазут – как агломерирующий реагент, способствующий флокуляции. Адсорбируясь избирательно в присутствии таллового масла на поверхности фосфата, мазут образует пленку, упрочняя фосфатные флокулы.

При обогащении кингисеппской руды данным способом получен концентрат с содержанием в среднем 22 % Р₂О₅ при извлечении 95–98 %. Выход хвостов составляет 68–75 % при среднем содержании Р₂О₅ в них 0,4 %.

Исследования щигровских фосфоритов показали, что в результате переработки методом флотогравитации текущих отходов обогатительной фабрики общее извлечение можно повысить на 20 %.

Флотогравитация на концентрационных столах до настоящего времени успешно применяется на фабриках Флориды.

Под названием «агломерационно-пленочная флотация» объединяются разнообразные способы и аппараты: от грохочения под слоем воды для отделения флоккул и флотогравитации до применения специально сконструированных неглубоких флотомашин, использующих эффект струйной аэрации, создоваемый струями воды, падающими на поверхность пульпы.

США запатентован аппарат для обогащения крупнозернистого материала под названием Lang Lanngers, представляющий собой бак трапецеидального сечения, в который сверху подаются питание и вода под давлением. Предварительно пульпа контактируется с реагентами при содержании 75 % твердого. Флотационное разделение осуществляется при 35 % твердого. Всплывающие агрегаты крупных частиц и пузырьков (агломераты) разгружаются с двух сторон и проходят через сужающиеся желоба и делители, где при течении тонкого слоя пены происходит разделение фосфата и пустой породы. Расход реагентов: таллового масла – 1,8 кг/т, каустика –0,7 кг/т, дизельного топлива 3,6 кг/т. Содержание Р₂О₅ в черновом концентрате составило – 27–30 % при извлечении 90 %.