Обогащение вольфрамовых руд в тяжелых суспензиях

Несмотря на то, что метод обогащения в тяжелых суспензиях применяется уже много лет, об использовании его для вольфрамовых руд в промышленных условиях пока опубликовано мало сведений. Тем не менее этот процесс раскрывает большие возможности при обогащении вольфрамовых руд. Имеются исследования, на основании которых этот метод может с успехом применяться для крупновкрапленных вольфрамитовых руд. Он также может Сыть распространен и на крупновкрапленные шеелито-кварцевые руды. Для руд шеелито-скарновой формации обогащение в тяжелых суспензиях вряд ли рационально, так как руды этогo типа не постоянны ни по вкрапленности вольфрамовых минералов, пи по их концентрации. На одном и том же участке скарнового оруденения могут быть руды как крупновкрапленные с большим содержанием шеелита в отдельных местах, так и топковкрапленные, рассеянные. Поэтому обогащение крупновкрапленных вольфрамовых руд в тяжелых суспензиях па данной стадии изученности этого метода применимо пока только для руд из кварцевых жил.

Если удается достигнуть значительного раскрытия зерен пустой породы при достаточно крупном размере кусков, то для таких руд выгодно применить обогащение в тяжелых суспензиях. Руда, подаваемая в сепаратор, должна быть достаточно сухой и свободной от шламов и мелких частиц, чтобы избежать повышения вязкости суспензии и уменьшения ее удельного веса. Верхний размер кусков руды, поступающей в этот процесс, зависит от крупности включений минералов, а нижний — от вязкости и плотности суспензии. Нижний размер обычно составляет 2,5—5 мм. Однако, если осуществлять процесс в гидроциклонах, нижний предел крупности может быть значительно снижен.

Перед обогащением в тяжелых суспензиях руду подвергают дроблению, промывке и классификации. Схема дробления зависит от крупности исходной руды и крупности фракции, направляемой на обогащение. Последняя перед обогащением в суспензиях стадия дробления должна осуществляться с контрольным грохочением.

Руду перед обогащением в тяжелых суспензиях подвергают промывке для удаления охристых, глинистых и песчанистых частиц. Если таких частиц в руде мало, то операции промывки и грохочения могут быть совмещены и производиться на вибрационных грохотах, оборудованных брызгалами, орошающими руду водой. Для более интенсивной промывки на деке грохота устанавливают поперечные перегородки, задерживающие руду.

Руды, которые на грохотах промываются плохо, обрабатывают на промывочных машинах. Чаще всего применяют для этой цели барабанные и корытные мойки.

Для обогащения вольфрамовых руд в тяжелых суспензиях в качестве суспензоида испытывали галенит и ферросилиций. Галенит имеет удельный вес 7,5, и из него можно получить суспензию с максимальной плотностью 4,3. Удельный вес ферросилиция с содержанием 10, 15 и 25% кремния составляет соответственно 7,0; 6,8 и 6,3. Из 15%-ного ферросилиция можно получить суспензии с максимальной плотностью 3,5.

При обогащении вольфрамовых руд в тяжелых суспензиях следует отдавать предпочтение ферросилицию, обладающему лучшими свойствами как утяжелитель и более легко регенерируемому. Основной недостаток ферросилиция — его трудная измельчаемость — в настоящее время устранен применением гранулированного ферросилиция (табл. 33).

Частицы гранулированного ферросилиция имеют шарообразную форму и гладкую поверхность, благодаря чему вязкость суспензии меньше, чем при обычном ферросилиции. Кроме того, гранулированный ферросилиций более устойчив; он обладает повышенной твердостью и лучше сопротивляется коррозии.

Представляют интерес результаты исследования по обогащению руд месторождений Пюн-ле Винь (Франция) и Борралха (Португалия) в тяжелых суспензиях.

В результате этих исследований было установлено, что пустая порода начинает раскрываться в значительном количестве уже при размере 50 мм, а полезный минерал — при крупности 15 мм, в то время как по схеме, принятой на действующей фабрике, перед обогащением на отсадочных машинах всю руду дробили до 15 мм. При исследовании процесса обогащения в тяжелых суспензиях в сочетании с отсадкой была изучена схема, включающая следующие операции: 1) дробление руды до 50 мм; 2) грохочение для выделения класса —2 мм; 3)обогащение класса —50+2 мм в тяжелых суспензиях в конусном сепараторе; 4) дробление тяжелой фракции и грохочение ее по размеру 15, 8 и 4 мм; 5) обогащение классов —15+8, —8+4 и —4+2 мм в трех отсадочных машинах с получением богатых концентратов и промпродуктов; 6) додрабливание тяжелой фракции крупностью —50+15 мм до 15 мм, а промпродуктов отсадочных машин класса —15+8 мм до 8 мм, класса —8+4 мм до 4 мм и класса —4+2 мм до 2 мм; 7) возвращение дробленых продуктов на обесшламливающий грохот в начале схемы.

Схема переработки представлена на рис. 27, а результаты обогащения приведены в табл. 34.

В конце таблицы для сравнения приведены результаты, получаемые в промышленных условиях на фабрике Пюн-ле-Винь при переработке класса +2 мм па отсадочных машинах.

Как следует из сравнения, результаты, получаемые с применением обогащения в тяжелых суспензиях, значительно лучше, чем при обогащении только на отсадочных машинах. При этом обогащение в тяжелых суспензиях имеет следующие преимущества: количество материала, подвергающегося додрабливанию с 50 до 15 мм, уменьшается с 40 до 23%; уменьшается также количество материала, перерабатываемого на отсадочных машинах; количество мелочи уменьшается с 45 до 35%.

Руда месторождения Борралха довольно сильно загрязнена гранитами и сланцами вмещающих пород, имеющими различные удельные веса, часто более высокие, чем удельный вес минерализованного кварца. В связи с этим пришлось выбирать вручную куски вмещающих пород из классов +50 и —50+2,5 мм исходной руды.

После рудоразборки руду дробили до 30 мм, что в 2 раза крупнее размера, принятого на действующей фабрике для выделения пустой породы па отсадочных машинах Халкин. Затем дробленую руду подвергали грохочению на сите с размером отверстий 2,5 мм и крупный класс (—30+2,5 мм) обогащали в тяжелых суспензиях с различной плотностью. В табл. 35 приведены результаты, полученные при разделении в суспензии плотностью 2,725.

Интересно отметить, что общие результаты, полученные с той частью руды месторождения Борралха, которую обогащали в тяжелых суспензиях, очень близки к аналогичным результатам, полученным с рудой месторождения Пюн-ле-Винь, в которой содержалось больше легкой фракции: в обоих случаях в тяжелую фракцию извлекли около 93% всего вольфрама, причем в общих концентратах руды Пюп-ле-Винь до додрабливания и выделения мелочи содержалось 4,8% WO3. Таким образом, можно прийти к выводу, что обогащение крупных классов в тяжелых суспензиях является более эффективным, чем на отсадочных машинах.

Обогащение и тяжелых суспензиях запроектировано для вольфрамовой фабрики Пехтельсгрюн в ГДР. Внедрение этого процесса связано с тем, что поступающая на фабрику руда становится все беднее. Процесс обогащения в тяжелых суспензиях позволяет сохранить производительность фабрики по концентрату на прежнем уровне и перерабатывать соответственно большее количество руды без расширения главного корпуса. В настоящее время руду обогащают в отсадочных машинах и па концентрационных столах.

Перерабатываемая на фабрике руда представлена кварцевыми жилами с крупными вкраплениями вольфрамита. Руда содержит также молибденит, тонко вкрапленный и тесно сросшийся с гранитом и слюдой. Содержание вольфрамита в руде колеблется в пределах 0,4-0,5%, а молибденита 0,04-0,05%. В руде имеется также пирит, содержание которого составляет 0,8%.

Процесс запроектирован на основании лабораторных исследований. проведенных институтом обогащения во Фрейберге, и опытной проверки на фабрике Отто Брозовский.

Характеристика продуктов грохочения перед обогащением в тяжелых суспензиях приведена в табл. 36.

Технологическая схема фабрики показана на рис. 28. По этой схеме класс —25+5 мм поступает в сепаратор для обогащения в тяжелой суспензии. Материал —5+0 мм подвергают гидравлической классификации и обезвоживанию на спиральном сепараторе. Пески со спирального сепаратора объединяются с тяжелой фракцией от обогащения в тяжелых суспензиях (после дробления до 15 мм) и поступают на дальнейшее обогащение отсадкой и концентрацией на столах. Обогащение в тяжелой суспензии осуществляется в конусном сепараторе D = 1800 мм с наружным аэролифтом.

В табл. 37 приведены результаты обогащения класса —25+6 мм в тяжелых суспензиях.

Отделение суспензии от продуктов обогащения производится на дуговых грохотах, состоящих из колосников трапецеидального сечения. Колосники располагают таким образом, что рабочая поверхность сита имеет криволинейный профиль. Колосники устанавливают перпендикулярно направлению движения просеиваемого материала. При соответствующей скорости поступления материала крупность нижнего продукта сита вдвое меньше ширины щели между колосниками. Такое сито не требует затраты энергии на грохочение, оно не имеет движущихся частей, обладает большим живым сечением и большей прочностью по сравнению с проволочными ситами.