Доводка тантало-ниобиевые концентратов

Первичные тантало-ниобиевые концентраты, получаемые в результате гравитационного обогащения, имеют преимущественно сложный минералогический состав. Такие концентраты подвергаются доводке на доводочных фабриках для выделения примесей часто по весьма развитым технологическим схемам, зависящим от состава концентратов.

На рис. 198 приведена схема доводки гравитационного пирохлорового концентрата. По этой схеме черновой концентрат разделяется грохочением на классы: -2,5+0,7: -0,7 +0,2 и -0,2 мм. Каждый из полученных классов подвергается раздельно магнитной сепарации. Магнитная фракция после двукратной перечистки поступает в отвал; немагнитную фракцию крупных классов (-2,5+0,2 мм) направляют на флотогравитацию для выделения сульфидов. Хвосты этой операции подвергаются флотогравитации для выделения апатитового продукта и пирохлорового концентрата.

Немагнитный материал -0,2 мм флотируют для выделения сульфидов. Хвосты сульфидной флотации направляют на апатитовую флотацию, в результате которой получают апатитовый продукт. Хвосты апатитовой флотации обрабатывают па концентрационном столе, на котором выделяют отвальные хвосты, состоящие из минералов пустой породи, и концентрат, направляемый на флотацию, где получают сфеногранатовый продукт и кондиционный пирохлоровый концентрат.

В результате доводка получают пнрохлоровый концентрат, содержащий 37—40% Nb2O5 при извлечении 86—89% от материала, поступающего в доводку. В магнитной фракции теряется 4—5% ниобия, в сульфидном продукте —2—3% и в апатитовом — около 3% ниобия.

Такая схема доводки дает возможность получить кондиционные пирохлоровые концентраты только из малоцирконистых руд. При значительном содержании циркона для получения кондиционных пирохлоровых концентратов необходимо разделение пирохлора и циркона.

Апатит и циркон обладают близкими свойствами, вследствие чего их не удается разделить магнитной сепарацией и гравитацией. Флотация с жирными кислотами или мылами также не дает хорошего разделения этих минералов.

Циркон и апатит имеют близкие значения электропроводности и диэлектрической проницаемости, что затрудняет их разделение способами электрической сепарации. Разница в величине зарядов, получаемых о результате трибоэлектрического эффекта, также невелика у этих минералов.

Между тем необходимость отделения циркона от апатита возникает при обогащении пирохлор-циркониевых руд, в которых апатит и циркон являются постоянными спутниками.

При первичном обогащении этих руд, которое обычно осуществляется гравитационными методами, циркон и апатит переходят в грубый гравитационный концентрат вместе с пирохлором, магнетитом, ильменитом, сфеном, биотитом и некоторыми другими минералами. В процессе доводки грубого концентрата циркон и апатит выделяют в виде коллективного промпродукта, который пока не перерабатывается из-за отсутствия удовлетворительного метода разделения этих минералов.

И.А. Каковский и В.И. Ревнивцев изучали возможность разделения электрической сепарацией циркона и апатита после предварительной обработки их поверхности различными реагентами.

Из многих испытанных реагентов наибольший интерес представляют некоторые неорганические кислоты, оказывающие селективное действие на электропроводность циркона и апатита.

Наиболее эффективно протекает электрическая сепарация после предварительной обработки смеси чистых минералов 5—10%-ным раствором плавиковой кислоты. Цирконовый концентрат содержит 95% циркона при извлечении 91,5%, а апатитовый — 90% апатита при извлечении 95%. При этом извлечение циркона в апатитовый концентрат меньше зависит от концентрации плавиковой кислоты, чем потерн апатита в цирконовом.

Электрическая сепарация с предварительной обработкой плавиковой кислотой была использована также при доводке фабричных продуктов. При разделении циркон-апатитового промпродукта с исходным содержанием 32,13% ZrO2 выделен цирконовый концентрат, содержащий 63,2% ZrO2 при извлечении циркона в концентрат, равном 95,5%.

Резкое повышение электропроводности апатита после обработки его плавиковой кислотой авторы проведенного исследования объясняют образованием на его поверхности пленки фторидов. При концентрации HF свыше 10% или при очень длительном контакте эта пленка становится видимой даже невооруженным глазом.

Танталит и колумбит выделяют из черновых концентратов в магнитном поле высокой интенсивности. Ho магнитная сепарация не обеспечивает извлечения ценных компонентов в кондиционные концентраты. Поэтому, кроме магнитной сепарации, используют также электросепарацию, которая обеспечивает отделение танталита, колумбита, пирохлора от касситерита, сфена, циркона, монацита, турмалина и других минералов.

В ряде случаев для лучшего разделения на электрогенераторах материал предварительно подвергают обжигу и подогреву.

В Нигерии нa фабрике Джос-Плато обогащают выветрившиеся граниты, содержащие колумбит, касситерит, ксенотин, монацит, циркон, ильменит и магнетит. Эти минералы незначительно отличаются по удельному весу, поэтому выделение их из первичного коллективного концентрата гравитационными методами затруднительно. Испытания показали, что электросепарация на аппарате фирмы Kapпко позволяет получить удовлетворительные результаты более просто, чем другие способы.

Типичный минералогический состав коллективного концентрата отсадки приводится в табл. 167.

Гравитационными методами из коллективного концентрата можно выделить только касситерит и кварц, что к осуществляется из этой фабрике па пневматических концентрационных столах. Исследования показали, что магнитили проницаемость колумбита почти равна проницаемости ильменита и ксенотима, по несколько меньше, чем циркона, оранжита и касситерита. Ho касситерит, циркон и оранжит легко теряют магнитные свойства при нагревании. Результаты магнитной сепарации приведены в табл. 168.

Для разделения колумбита и ильменита требуется большое число перечисток, и все же получить хороших показателен не удалось. Попытки применить электростатическое разделение не дали хороших результатов; оказалось возможным получить два продукта со следующими минералами в каждом из них: 1) колумбит, касситерит, ильменит, магнетит (проводники); 2) циркон, оранжит, ксенотим, монацит (непроводники),

При подогреве до 100—110°С эффективность разделения на две фракции достигла 95%. В результате подтвердилась возможность разделения материала при 100°C на два продукта. Следует отметить, что при комнатной температуре циркон и оранжит попадали в оба концентрата.

Проводниковую фракцию разделяют пневматическим и магнитным обогащением. Кварц удаляют на концентрационных столах. Циркон и оранжит отделяют от ксенотима и монацита флотацией, а циркон от оранжита — гидрометаллургическим путем; ксенотим отделяют от монацита магнитной сепарацией.

Затруднения при доводке возникают в связи с наличием в концентрате около 15% магнитного касситерита. Поэтому применяют пневматические столы для разделения магнитного касситерита и колумбита. Вследствие повышенного содержания циркона применяют электростатическую сепарацию.

Электростатическая сепарация в Нигерии производится главным образом в электрических сепараторах фирмы Карпко, имеющих по четыре ролика шириной 1500 мм, напряжением 56 кв, производительностью 2 г/ч по исходному питанию. Циркулирующая нагрузка равна примерно 10 т/ч. Результаты работы электросепараторов улучшаются при предварительном подогреве питания до 100—110°C.

Практикуется также термическая обработка материала перед магнитной сепарацией. Термическая обработка повышает магнитную проницаемость ильменита и облегчает его отделение от колумбита при до-годке. Промышленная установка, основанная на этом принципе, смонтирована на фабрике Бисиши-Тин. Печь производительностью 600 кг/ч состоит из шести подов и отапливается мазутом. Материал остается в печи в течение 1 ч при температуре 550—700° С.

Получаемые при этом результаты весьма удовлетворительны. После термической обработки удается выделить около 70% от исходного материала с помощью магнитного сепаратора без предварительной классификации и при более высокой производительности, чем нормальная.

Нa рис, 190 приводится типичная схема доводки касситерито-колумбитового концентрата на фабриках Северной Нигерии. Эта схема является лишь одним из различных вариантов; часто на одной и той же фабрике последовательность обработки меняется в зависимости от характеристики доводимых концентратов, а иногда и от производительности наличного оборудования.