1.4.2 Основы технологии термомагнитного обогащения

Возможность термомагнитного обогащения пиритсодержащих мате­риалов пирротинизирующим обжигом и последующей магнитной сепара­цией покажем, на примере молибденовых промпрюдуктов. Для исследо­вания были взяты: черновой концентрат ("Концентрат-1") основной молибденовой флотации, молибденовый промпродукт ("Концентрат-2"), полученный -без пропарки пульпы, и товарный промпродукт ("Концен­трат-3") после пропарки Акчатауского ГОКа (КазССР) следующего химического состава, %:

Компоненты	Мо	Fe	S	кварц	прочие
Концентрат-1	0,42	41,38	47,31	10,57	0,32
Концентрат-2	13,50	34,26	44,80	5,65	1,79
Концентрат-3	31,99	18,18	42,25	4,42	3,16

По данным рентгенофазового и петрографического анализов пром- продукты представлены молибденитом, пиритом и кварцем. Наиболее тесно молибденит ассоциирует с кварцем, с которым он связан генети­чески и наблюдается в виде многочисленных рассеянных мелких и тон­ких вкраплений, размерами от тонкодисперсного до 0,05 мм. Пирит встречается в виде неправильных угловатых зерен чаще во взаимном прорастании с кварцем и очень редко с молибденитом.

Результаты опытно-промышленных испытаний по термомагнитному обогащению мелкодисперсного "Концентрата-3" при атморферном дав­лении без доступа воздуха на шахтной установке также подтверждают возможность получения кондиционного -молибденового концентрата (таблица 13).

Лабораторные исследования и полупромышленные испытания показали принципиальную возможность термомагнитного обогащения пиритсодер- жащих молибденовых промпродуктов в вакууме с получением конди­ционного молибденового пирротинового концентратов и элементарной серы (рисунок 15).

Таблица 13- Результаты опытно-промышленных испытаний термомагнитного обогащения промпродукта "Концентрат-3"

Продукты и концентраты	Выход, %		Молибден, %			Железо, %			Сера, %		Кварц, %
	От операции	От исходного	Содержание	извлечение		Содержание	извлечение		Содержание	Извлечение (от исх.)		Содержание	Извлечние (от исх.)
				От операции	От исходного		От операции	От исходного
Пирротинизирующий обжиг
Возгоны	11,52	11,52	сл.	-	-	сл.	-	-	90,08	24,56		сл.	-
Огарок	88,48	88,48	36,16	100,00	100,00	20,55	100,00	100,00	36,09	75,44		5,00	100
Итого:	100,00	100,00	31,99	100,00	100,00	18,18	100,00	100,00	42,25	100,00		4,52	100
Магнитная сепарация
Пирротиновый	33,68	29,80	3,24	3,00	3,00	56,86	93,20	93,20	36,94	26,05		1,35	9,0
Молибденовый	66,32	58,68	32,91	97,00	97,00	1,89	6,80	6,80	36,62	50,86		6,89	91,00
Итого:	100,00	88,48	36,16	100,00	100,00	20,55	100,00	100,00	36,09	76,91		5,00	100,00

Рисунок 15. Технологическая схема дообогащения пиритно-молибденового промпродукта

Промышленные испытания термического разложения гранулирован­ного промпродукта при атмосферном давлении в восстановительной среде на шахтном реакторе также показали, возможность получения из "Концентрата-2" кондиционного концентрата с содержанием до 43,0% молибдена при его извлечении 95—96.

В качестве объектов, содержащих тяжелые цветные металлы, исследо­ваны лениногорские пиритные хвосты (Л) и кировоградские пиритные концентраты (К) следующих составов, % или г/т (таблица 14):

Таблица 14- Состав лениногорских пиритных хвостов (Л) и кировоградских пиритных концентратов

Элементы	Fe	S	Pb	Zn	Сu	Auг/т	Ag г/т	SiO2	CaO	Al2O3
(Л)	28,0	33,5	0,85	0,94	0,26	8,0	80,0	30,0	1,22	3,28
(К)	38,0	43,5	0,06	0,32	0,2	-	-	12,0	2,13	3,32

Петрографическим и рентгенографическим анализами установлено, что пирит лениногорских хвостов находится в сростках с кварцем и цветны­ми металлами, в то время как кировоградские пиритные концентраты в основной массе представлены мономинеральным пиритом и кварцем, а цветные металлы ассоциированы, главным образом, с пиритом.

Наибольшее извлечение железа в магнитную фракцию лениногорских пиритных хвостов достигает 90 %, кировоградских концентратов — 98,0%, а извлечение Рb, Zn и Сu в немагнитную фракцию соответственно состав­ляют, (%): 83,0, 74,5, 60,0 и 53,3, 63,43, 45,5.

При вакуумтермическом разложении лениногорских пиритных хвостов зависимости выхода магнитной фракции от температуры и остаточного давления извлечения Fe в магнитную, Pb, Zn и Сu в немагнитную фрак­ции носят аналогичный характер с таковыми молибденовых промпродуктов и отличаются смещением оптимума к более высокому температур­ному интервалу 923—973 К и распределением металлов в продуктах сепарации.

Другим объектом исследования термомагнитного обогащения пирит­содержащего сырья явились труднообогатимые руды Николаевского месторождения (КазССР), трех, разновидностей, кристаллические (К), метаколлоидные (М) и смешанные (С) (таблица 15).

Таблица 15-Состав труднообогатимых руд Николаевского месторождения, %

Элементы	Fe	S	Pb	Zn	Сu	SiO2	Al2O3	CaO
К	40,00	46,7	—	0,224	0,92	4,03	4,50	2,50
М	36,00	43,3	0,415	3,55	0,75	6,00	4,20	3,00
С	38,41	47,1	0,38	3,50	4,70	2,07	2,52	0,56

По минералогическому составу руды делятся на два основных типа: мета коллоидный и кристаллический, резко отличающиеся между собой по характеру связи минералов. Особенностью их является тонкое неравномерное взаимопрорастание всех минералов рудного и нерудного комплекса.

При термическом разложении кристаллической руды в шахтной печи с увеличением крупности от 0,05 до 0,63 мм выход магнитной фракции падает с 82,0 до 60,0 %, а извлечение Fe в магнитную фракцию снижается с 95,0 до 70,0 %. Максимальное извлечение Zn и Сu достигаются для класса 0,05 мм и составляют для Zn 83,0 и Си 80,0 %.

Зависимость выхода магнитного продукта и извлечения в него Fe, а цветных металлов в немагнитную фракцию для метаколлоидной руды имеет аналогичный характер с кристаллической рудой, отличаясь снижением абсолютных величин извлечения цветных металлов, что связано с эмульсионной вкрапленностью минералов в этой разновидности и составляет для РЬ — 72,0, Zn - 80,0 и Сu — 70,0 %. Понижение извлечений цветных металлов из метаколлоидной руды при крупности материала 0,05 мм объясняется увеличением выхода тонких классов и повышением механического захвата мелких немагнитных частиц сильномагнитными прядями, а также неполнотой разложения крупных классов. Для обоих разновидностей руд оптимальное извлечение цветных металлов в немагнитную и Fe в магнитную фракции достигается при крупности 0,1—1 0,05 мм. Выход магнитной фракции и извлечение Fe в магнитную Pb, Zn и Сu в немагнитную фракции из смешанной руды составляют соответственно, %: 72,0, 67,0, 77,0 и 80,0.

Результаты термомагнитного обогащения различных типов пиритсодер жащих материалов показали, что вне зависимости от условий осуществле­ния процесса пирит исходного продукта разлагается с образованием ферримагнитных гексагональных пирротинов с удельной магнитной вос­приимчивостью (50—100) х 10^-6 м³/кг, разделяемых при магнитной, сепарации в поле напряженностью 80—96 к А/м от цветных, редких метал- лов и нерудных минералов, концентрируемых в немагнитной фракции.

Помимо основной цели — изменения контрастности магнитных свойств сульфидов Fe, пирротинизирующий обжиг обеспечивает отгонку элемен­тарной S в газовую фазу; сульфидизацию окисленных минералов цветных и редких металлов, позволяющей повысить их сквозное извлечение; декрипитацию сростков минералов и самоизмельчения пирита, усили­вающих эффект раскрываемости и разделения минералов; снижение механической прочности и повышение степени измельчаемости сырья, сокращающих энергетические затраты на их подготовку к обогащению. Все эти специфические особенности пирротинизирующего обжига позво­ляют при магнитной сепарации получить кондиционный концентрат с мак­симальным извлечением в него железа и пром продуктов или концентра-