Общие принципы построения схем обогащения вольфрамовых руд

Схемы обработки вольфрамовых руд отличаются большой развитостью и включают ряд отдельных операций — гравитационных, флотационных и других методов обогащения. Эффективность каждой такой операции зависит от степени подготовки обрабатываемого материала. Число и характер операций устанавливаются из учета вещественного состава обрабатываемого материала, размера вкрапленности полезных минералов, комплексности и других особенностей руды.

В современной практике обогащения вольфрамовых руд схемы обработки крупно- и мелковкрапленных руд строятся по двум линиям:

1) постепенное раскрытие зерен полезных минералов при степени измельчения 2—4 с однократной операцией обработки материала после каждого цикла измельчения;

2) максимальное выделение в концентрат свободных зерен полезных минералов в нескольких операциях с одним общим циклом измельчения при степени измельчения 6—10 и больше.

В первом случае в основу схемы положен принцип минимального ошламовывания полезных минералов с постепенным их выделением по мере освобождения в концентрат после каждого цикла измельчения. Эта схема рассчитана на извлечение главным образом крупных зерен вольфрамовых минералов. Обработка мелких классов предусматривается обычно в конце схемы, когда весь материал в процессе многостадиального измельчения достигает крупности 0,2—0,4 мм (рис. 44).

При построении схемы по второй линии заложен принцип не постепенного раскрытия зерен и выделения их после каждого цикла измельчения, а минимального числа стадий измельчения с максимальным количеством операций обогащения для обработки материала различной крупности. Эта схема предусматривает широкую классификацию измельченного материала и раздельную обработку каждого продукта с максимальным извлечением полезных минералов из каждого класса крупности.

Первая схема применяется сравнительно редко, главным образом для обработки богатых крупновкрапленных вольфрамитовых руд, в которых вольфрамовые минералы сосредоточены в большей своей массе в крупных классах.

Вторая схема является универсальной и применяется для обработки как крупно-, так и мелковкрапленных вольфрамовых руд (рис. 45). Ниже дается описание основных технологических узлов этой схемы, предусматривающей максимальное извлечение металла из каждого класса крупности.

Обогащение крупновкрапленной исходной руды в промышленной практике производится отсадкой непосредственно после дробления. Верхний предел крупности зерен обычно ограничен апертурой сита грохота, с которым замкнута последняя дробилка, и не превышает 15—10 мм, редко выше. Перед отсадкой материал чаще всего разделяют по классу 2—0,5 мм. При большой производительности фабрики и значительной крупности исходного материала руду, поступающую на отсадку, разделяют на классы по крупности в соответствии с коэффициентом равнопадаемости или (чаще всего) по более широкой шкале. Это дает возможность применять более тихоходные отсадочные машины и подобрать оптимальные условия отсадки. При малой производительности фабрики и небольшой крупности исходного материала отсадка может производиться только с обесшламленным продуктом без предварительной классификации его. В результате отсадки обычно получаются три продукта: концентрат, промпродукт и хвосты. Концентрат направляют в доводку, промпродукт — в дальнейшую обработку, а хвосты — на измельчение. На этом обработка крупновкрапленного исходного материала заканчивается.

Обработка мелковкрапленного исходного материала сводится к грохочению и измельчению верхнего продукта грохота до крупности, при которой получается максимальное раскрытие зерен полезных минералов при минимальном их переизмельчении. Практически эта крупность находится в пределах 1,5—2 мм. Практика ряда вольфрамовых фабрик, обрабатывающих мелковкрапленные руды, показывает, что отсадка в цикле измельчения не дает удовлетворительных результат. Концентраты при этом получаются с низким содержанием вольфрама, при невысоком извлечении в них полезного минерала.

Измельчение исходного материала или продуктов его обогащение целесообразно проводить в стержневых мельницах в открытом цикле. Такой режим работы мельницы в максимальной степени приближает ее к условиям работы валковых дробилок, дающих наименьшее ошламование вольфрамовых минералов. Измельчение ведется до крупности максимальных зерен 2—1,5 мм.

Последующая обработка материала такой крупности может производиться отсадкой или концентрацией на столах. Ho при отсадке извлекаются только более или менее крупные зерна полезных минералов. Отвальные хвосты с отсадки на вольфрамовых фабриках получаются редко, и обычно требуется дальнейшая их обработка. Поэтому обогащение с применением только отсадки в этом случае не дает хороших результатов.

Обработка всего материала концентрацией на столах возможна. При этом могут быть получены концентрат, промпродукт и отвальные хвосты. Ho устанавливать малопроизводительные концентрационные стати для обработки крупных классов нерационально. Для крупного материала отсадочные машины являются более эффективными аппаратами, чем концентрационные столы. Поэтому рационально расклассифицировать измельченный материал на ряд классов, для крупных применять отсадку, а для мелких — концентрацию на столах.

В результате обработки материала в первом цикле обогащения отсадкой и концентрацией на столах получаются концентрат, промпродукт и хвосты. Промпродукт отсадки требует перечистки, чтобы выделить из него некоторое количество концентрата, поэтому его целесообразно направить на концентрационные столы, обрабатывающие продукт второго или третьего сингота гидравлического классификатора.

Хвисты отсадки и промпродукт концентрационных столов состоят; первые — из крупных частиц, в которых заключены нераскрытые зерна вольфрамовых минералов, вторые — из сростков и требуют доизмельчения, прежде чем они могут быть направлены на дополнительную обработку. Измельчение производится обычно до крупности 0,3-0,2 мм в шаровых мельницах с решеткой, в замкнутом цикле с классификацией. Поскольку в продукте мельницы имеются раскрытие вольфрамовые зерна крупностью более 0,3-0,2 мм, которые при классификации попадут в пески и снова в мельницу, то для того, чтобы избежать их ошламования, целесообразно установить на песках классификатора отсадку и в измельчение направлять уже хвосты отсадки, достаточно обедненные и освобожденные от крупных свободных вольфрамовых зерен.

Обработка материала, измельченного до крупности 0,3—0,2 мм, производится на концентрационных столах с предварительным обесшламливанием материала классификацией.

Хвосты и шламы от обработки руд гравитационными методами содержат от 20 до 30% материала крупностью 0,15—0,075 мм, с содержанием вольфрама, превышающим в 3—4 раза содержание в исходной руде. Этот материал обогащает общие хвосты фабрики и снижает извлечение. Если этот продукт выделить из общих хвостов и подвергнуть дополнительной обработке, то потерн вольфрама на фабрике будут значительно снижены. Для этого в технологическую схему вводят классификацию, чтобы разделить хвосты на пески и шламы. Пески направляют в отвал, а шламы сгущают. Сгущенный продукт подвергают дополнительной обработке.

При обработке вольфрамитовых руд этот продукт можно обогащать или гравитационными методами — концентрацией на столах, автоматических шлюзах и т. д., или флотацией с получением низкосортных концентратов, которые могут быть подшихтованы к богатым гравитационным или доведены соответствующей обработкой до требуемых кондиций, Таким же способом может обрабатываться и шеелитовый продукт.

В промышленной практике крупно- и мелковкрапленные вольфрамовые руды обрабатываются по самым различным гравитационным схемам в сочетании с флотацией и без таковой.

Схема, показанная на рис. 45, составлена с учетом всех применяющихся способов обработки крупно- и мелковкрапленных вольфрамовых руд и является обобщенной схемой для обогащения руд такого типа. По этой схеме можно составить конкретные схемы обработки применительно к составу той или иной руды с крупной или мелкой вкрапленностью вольфрамовых минералов. Для этого из нее могут быть взяты отдельные технологические узлы, отвечающие специфическим особенностям обрабатываемого материала, в той же последовательности, в какой они (расположены на рис. 45.

Тонковкрапленные руды обрабатываются по более простым схемам по сравнению со схемами для крупно- и мелковкрапленных руд. Они менее разветвлены и имеют меньшее количество отдельных узлов и операций. Это объясняется тем, что тонковкрапленные руды в большинстве случаев бывают с низким содержанием вольфрама и дают отвальные хвосты уже с первых операций обогащения.

На рис. 46 показана принципиальная схема комбинированной обработки тонковкрапленных вольфрамовых руд с применением гравитационных и флотационных методов обогащения.

Схема не имеет операций отсадки и гидравлической классификации.

Весь процесс обработки основной части материала по приведенной схеме сводится к одной операции — концентрации на стопах. Остальные узлы схемы относятся к обработке шламов, имеющих при обогащении тонковкрапленных руд гравитационными методами решающее значение. Выход шламов (по классу 0,075 мм) при измельчении до 1—0,5 мм досягает 20—35%, содержащих почти половину всех вольфрамовых минералов в руде, поступающей на обработку. Извлечение их при такой крупности материала представляет всегда большие трудности и является одной из проблем при обогащении тонковкрапленных вольфрамовых руд. Обработка шламов в вышеприведенной схеме предусматривается гравитационными методами и флотацией. Введение флотации позволяет обрабатывать все типы тонковкрапленных вольфрамовых руд тремя способами: 1) гравитационным: 2) комбинированным — гравитация и флотация; 3) флотацией.

Схема доводки концентратов в каждом отдельном случае составляется отдельно. Присутствие тех или иных вредных примесей в грубых концентратах зависит не от размера вкрапленности вольфрамовых минералов и других структурных особенностей руд, а от вещественного состава последних. Одни и те же вредные примеси могут встречаться, как в крупновкрапленных кварцевых вольфрамитовых, так и в тонко-вкрапленных скарновых шеелитовых рудах. Поэтому для каждого типа обогащаемой руды схема доводки может быть составлена только по исследовательским данным.

Концентраты, полученные в результате обработки вольфрамовых руд гравитационными методами, содержат в себе все сульфиды и окислы тяжелых металлов, удаление которых производится последовательно по схеме, представленной на рис. 47.

На некоторых фабриках в этой схеме отсутствует операция концентрации на столах за счет более широкого развития цикла магнитной сепарации, но основные элементы схемы остаются без изменения.