Лекция № 12 Технология обогащения титано – циркониевых песков

Титано – циркониевые пески представляют собой комплексное минеральное сырьё, включающее ряд ценных компонентов. Одним из крупнейших месторождений в СНГ является Малышевское, расположенное на Украине в Днепропетровской области. На базе этого месторождения в городе Вольногорске построен горно-металлургический комбинат (ГМК). В состав комбината входит обогатительная фабрика.

Характеристика месторождения

Обогатительная фабрика перерабатывает титано - циркониевые пески, мелкозернистые, хорошо окатанные, морского происхождения. Содержание глинистой фракции составляет от 2 до 25 % (в среднем 19 %), кварца около 70 %, тяжёлой фракции - от 3 до 10 %. В таблице 12.1 приведен состав тяжёлой фракции обогащаемых песков.

Таблица 12.1 – Характеристика основных минералов Ti – Zr песков

Минерал	Химическая формула	Содержание, %
Ильменит	FeTiO3	38 – 46
Рутил	TiO2	14 – 18
Циркон	ZrSiO4	9 – 21
Дистен	Al2 SiO4O	12 – 15
Ставролит	Fe2Al9 SiO44O7(OH)	12 – 15
Силлиманит	Al Al SiO5	11 – 12
Хромит	(Mg,Fe)Cr2 O4	1 - 3

Указанные компоненты называются тяжёлой фракцией, т.к. их плотность выше плотности кварца (2650 кг/м³) и в среднем составляет 3500 кг/м³. Кроме указанных компонентов встречаются единичные зёрна алмазов.

Разработка месторождения производится открытым способом с помощью многочерпакового экскаватора на рельсовом ходу с конвейерным транспортом и фронтальным забоем (рис 12.1).

1 – конвейер;

песок

2 – экскаватор;

1

2

3

4

3– многочерпаковая цепь;

4– забой

Рисунок 12.1 – Схема разработки месторождения

Характеристика концентратов

Обогатительная фабрика выпускает три основных концентрата: ильменитовый, рутиловый, цирконовый и два попутных – дистенсиллиманитовый и ставролитовый. Из отвальных хвостов фабрики получают кварцевые формовочные и стекольные пески.

Цирконовый концентрат. Выпускается 4 –х марок: КС-1; КС- 2; КС- 3; КС- 4, с содержанием ZrO₂ до 64 %.

КС-1 используется для производства огнеупоров, глазури, технического стекла. КС- 2 используется для литейного производства, эмалей, глазурей.

КС- 3, КС- 4 используется для литейного производства, эмалей, металлического циркония.

Твёрдость концентратов 7 – 8, плотность 4300 – 4800 кг/м³, крупность 0.63 мм.

Ильменитовый концентрат. Содержание TiO₂ – 62 %, SiO₂ – 2%, Al₂O₃ – 3 %. Твёрдость минерала 4.5 – 6.6, плотность – 4150 кг/м³, удельная магнитная восприимчивость – 5810^-6 см³/г. Применяется для производства металлургического титана.

Рутиловый концентрат. Содержание TiO₂ – 94 %, ZrO₂  0.1%,

FeO₂  3 %, SiO₂  1.5 %. Содержание фосфора и серы – 0.5 %. Удельная магнитная восприимчивость 710^-6 см³/г. Применяется для производства металлического титана, обмазки сварочных электродов.

Дистенсиллиманитовый концентрат. Выпускается 2-х марок: КДСЗ и КДСП (зернистый и порошковый). Применяется для керамических покрытий в качестве огнеупорного компонента при изготовлении форм для точного литья. Содержание Al₂O₃ – 57 %. Твёрдость дистена – 6, плотность – 3650 кг/м³. Твёрдость силлиманита – 7, плотность – 3200 - 3300 кг/м³.

Ставролитовый концентрат. Применяется вместо бокситов в мартеновских печах для разжижения шлаков. Содержание Al₂O₃ – 44.5 %, плотность 3650–3900 кг/м³,удельная магнитная восприимчивость 23.510^-6 см³/г.

Кварцевые пески. Применяются в литейной промышленности как формовочный материал, в стройиндустрии, в стекольной промышленности.