Технологии обогатительного направления

1 Технологии обогащения медно-цинковых руд сложного состава с повышенным содержанием теннантита на примере Западно-Озерного и Узельгинского месторождений

1.1 Западно-Озерное месторождение

Характерные особенности руд месторождения: сложный вещественный состав, наличие колломорфных структур, массивной и метаколлоидной текстур, тонкая вкрапленность сульфидных минералов, тесная ассоциация минералов между собой. Основные рудные минералы: пирит, сфалерит, теннантит, халькопирит, ковеллин, халькозин.

Также характерно разнообразие медных минералов: теннантита - 55-63 % (отн.), вторичных сульфидов меди, халькопирита и наличие колломорфного пирита. Особенностью медно-цинковых руд является быстрая окисляемость.

Технология коллективно-селективной флотации с осаждением меди из водной фазы гидросульфидом натрия для медно-цинковых руд верхнего яруса

Результаты:

• Получен медный концентрат с массовой долей меди 18,37 % при извлечении меди 57,49 %;
• Получен цинковый концентрат, содержащий 41,28 % цинка, при извлечении цинка 48,86 %.

Технология коллективно-селективной флотации с получением высококачественного цинкового концентрата в виде пенного и камерного продуктов для медно-цинковых руд нижних горизонтов

Результаты:

• Получен медный концентрат с массовой долей меди 19,10-18,86 % при извлечении меди 79,70-79,56 %;
• Получен цинковый концентрат, содержащий 50,21-50,17 % цинка, при извлечении цинка 60,25 % - в виде пенного продукта и 54,12 % - в виде камерного продукта.

1.2 Узельгинское месторождение

Характерные особенности руд верхнего яруса месторождения: наличие нескольких разновидностей пирита, эмульсионной вкрапленности пирита в сфалерите и халькопирите, тонких смесей «пирит - сфалерит», «пирит - халькопирит», «пирит - блёклая руда(теннантит)». Содержание меди 1,01-1,02 %, цинка – 2,45-3,00 %, серы – 34,00-44,60 %.

Технология коллективно-селективной флотации с разработкой технологического и реагентного режимов обогащения

Результаты:

• Получен кондиционный медный концентрат с массовой долей меди 18,80-19,01 % при извлечении меди 70,97-78,13 %;
• Получен кондиционный цинковый концентрат с массовой долей цинка 48,98-50,08 % при извлечении цинка 71,78-81,80 %.

Результаты исследований будут использованы при промышленной переработке медно-цинковых руд на Учалинской обогатительной фабрике.

2 Новая технологическая добавка Х1234 для обогащения вкрапленных медно-цинковых и полиметаллических руд

Технологическая добавка Х1234 представляет собой комплексную смесь полимерных соединений на основе модифицированных полиметиленнафталинсульфонатов.

В сочетании с основными депрессорами цинковых минералов – сульфитом натрия и цинковым купоросом, сульфидом натрия и цинковым купоросом технологическая добавка усиливает депрессию цинковых минералов при снижении расхода депрессоров в 2,5 – 4 раза.

Использование сочетания реагентов, депрессоров с добавкой Х1234, при обогащении медно-цинковых руд, позволило снизить потери цинка с медным концентратом на 8,50-10,66 % при повышении извлечения цинка в цинковый концентрат.

Введение в технологический процесс добавки Х1234, при обогащении полиметаллических руд, обеспечивает повышении депрессии цинковых минералов при снижении потерь цинка с медным концентратом на 1,50-2,00 %, со свинцовым концентратом на 3,60-4,00 % и повышение извлечения цинка в цинковый концентрат на 7,00-8,00 %.

Использование технологической добавки при обогащении полиметаллических руд показало возможность не только получения кондиционных концентратов и повышения извлечения металлов, но и значительное сокращение основных реагентов – депрессоров цинковых минералов, а также снижения технологических операций флотацйии.

3 Технологии обогащения скарновой магнетитовой руды Таежного и Десовского месторождений

Характерные особенности руд месторождений: содержание железа в исходной руде Таежного месторождения 37,8 %, Десовского месторождения 27,8 %.

3.1 Технология сухого магнитного обогащения

Результаты:

• Выход аглоруды составляет 25,0 % , содержание железа в аглоруде 59,0 %;
• Выход отвальных хвостов составил 18,0 %. Содержание железа общего в хвостах 8,0 %, магнетитового 1,0 %;
• Определена зависимость извлечения железа в аглоруду от содержания железа в ней при изменении режимных параметров работы сухого магнитного сепаратора.

3.2 Технология двухстадиального измельчения и обогащения

Результат: получен магнетитовый концентрат с содержанием железа 67,0 %.

3.3 Технология обезвоживания хвостов мокрой магнитной сепарации

Результат: позволяет на 90,0 % использовать оборотную воду.

В настоящее время разработан технологический регламент на проектирование горно-обогатительного комбината по переработке руды Таежного и Десовского месторождения производительностью 20,0 млн. т руды в год. Выполнено банковское ТЭО для обоснования инвестиций на строительство «Таежного» ГОКа.

4 Технологии сухого и мокрого магнитного обогащения железистых кварцитов Тарыннахского и Горкитского месторождений

Характерные особенности руд месторождений: содержание железа в исходной руде 28,1 %. Исходная крупность 12-0 мм.

Результаты:

• Выделены до 13,0 % хвостов сухой магнитной сепарации с содержанием железа общего 12,7 %, магнетитового 1,0 %;
• Получен магнетитовый концентрат с содержанием железа 69,3 % и низким содержанием вредных примесей. Выход концентрата составил 29,38 %, извлечение железа в концентрат 72,46 %.

В настоящее время разработан технологический регламент на проектирование «Тарыннахского» ГОКа производительностью 27,6 млн.т руды в год.

5 Технологии сухого и мокрого магнитного обогащения титаномагнетитовых руда Тебинбулакского месторождения (Узбекистан)

Характерные особенности руд месторождения: содержание железа 16,1 %, диоксида титана 1,9 %, пентаоксида ванадия 0,18 %.

Результаты:

• Выделены до 33,0 % отвальных хвостов с содержанием железа магнетитового менее одного процента;
• Увеличен выход хвостов сухой магнитной сепарации ( при снижении крупности от 25 - 0 до 12 - 0 мм) в 2 раза, что снижает количество материала поступающего на измельчение;
• Получен титаномагнетитовый ванадийсодержащий концентрат с содержанием железа 65 %, диоксида титана 3,1%, пентаоксида ванадия 0,68 %. Выход концентрата 10 %. Извлечение магнетитового железа в концентрат составляет 90 %;
• Технология позволяет использовать оборотную воду во внутреннем водообороте на 90-95 %, что особо важно в маловодных пустынных районах Узбекистана.

В настоящее время разработан технологический регламент на проектирование горно-обогатительного комбината производительностью 22,0 млн. тонн исходной руды в год.

6 Технология гравитационного доизвлечения золота с использованием сверхтонкого измельчения

Проведены опытно-промышленные испытания центробежного концентратора Knelson KC-CVD6 c непрерывной разгрузкой продуктов обогащения в технологии извлечения тонкодисперсного золота с использованием процесса «уголь в пульпе».

Показана высокая эффективность концентрирования минералов с нераскрытым золотом в тяжелой фракции, измельчения концентрата в бисерной мельнице до крупности 2-30 мкм и дальнейшего его цианирования совместно с хвостами обогащения.

Результат: повышено извлечение золота в конечную продукцию на 2 - 6 %.

7 Новые технологии переработки окисленных никелевых руд

• Технология подготовки окисленных никелевых руд различных типов к агитационному и кучному сернокислотному выщелачиванию никеля и кобальта;
• Технологии проведения процессов агитационного и кучного выщелачивания с извлечением никеля и кобальта из продуктивных растворов методом сорбции в пульпе. Отработаны режимы сорбции и переработки продуктивных растворов с получением солей никеля и кобальта;
• Технология подготовки и агитационного сернокислотного выщелачивания руды позволяет извлекать из бедных ОНР (окисленных никелиевых руд) железистого типа, с содержанием никеля 0,8 -1,0 % до 80 – 85 % никеля и 85 – 90 % кобальта в продуктивный раствор. Для проведения эффективного кучного выщелачивания разработана технология включающая измельчение руды, шихтование измельченной руды со стабилизирующими добавками, гранулирование шихты и обжиг с паром образованных гранул в специальных условиях. Технология кучного выщелачивания обожженных гранул позволяет в течении 18 суток при подаче выщелачивающего раствора в циркуляционном режиме с доукреплением серной кислотой, извлекать в продуктивный раствор 78 – 83 % никеля и 85 - 90 % кобальта;
• Технология селективного осаждения никеля и кобальта из продуктивных растворов в виде коллективного сульфидного концентрата с содержанием никеля 45 – 50 %, кобальта до 4,0 – 5,0 %, железа до 5 – 7 %;
• Технология осаждения никеля из продуктивного раствора суспензией оксида магния с получением гидрооксида с содержанием никеля 35 – 43 % при извлечении из раствора в концентрата не менее 96,5 %.

8 «Сухие технологии» обогащения

8.1 Применение «сухих технологий» для обогащения титан-циркониевых россыпей

Совместно с ИМГРЭ проведены специализированные работы по технологической оценке возможности переработки рудных песков с использованием сухих методов обогащения для объектов Ставропольского россыпного района, которые отличались по содержанию суммы рудных (ильменита, рутила, циркона) минералов –84,7 кг/м3 (участок 1) и 54,79 кг/м3 (участок 2). Предварительно были проведены исследования на обогатимость материала проб по традиционной «мокрой» технологии.

Основное обогащение построено на отличительных физических свойствах рудных минералов: наличии у ильменита магнитных свойств, которыми не обладает рутил, а у рутила − проводимости, которой не обладает циркон.

Результаты:

• Рудные пески могут быть переработаны по безводной технологии с получением товарных рудных концентратов при высоком извлечении (не менее 88%);
• «Сухие» технологии для обогащения титан-циркониевых песков значительно повышают экономическую эффективность их отработки при равных технологических показателях;
• Получен новый дефицитный и высоколиквидный товарный продукт – глауконитовый концентрат с выходом 6,5 % от исходного объема добытых песков;
• Получен высококачественный кварцевый концентрат, выход которого составляет около 10%.

Дополнительный объем нерудных продуктов увеличивает суммарную годовую стоимость товарной продукции более, чем в 2 раза.

Эксплуатационные затраты по обеим технологиям практически равноценны при среднем соотношении затрат по «мокрой» технологии к затратам по «сухой» − 1:1,025. Применение «сухой» технологии обогащения не требует сооружения хвостохранилища, что снижает капитальные вложения в обогатительный комплекс на 15-17 %.

Таким образом, применение «сухой» или «комбинированной» технологии обогащения титан-циркониевых песков позволяет значительно повысить экономическую эффективность их освоения. Наряду с этим, использование новой технологии «сухого» обогащения россыпных руд позволяет значительно снизить экологическое воздействие на окружающую среду.

8.2 «Сухие технологии» обогащения медьсодержащих промпродуктов

Технология переработки медьсодержащих промпродуктов металлургических предприятий сухими методами.

Технология позволяет:

• Получать концентраты с высоким содержанием меди в классах крупности: -3,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм; -0,315+0,020 мм;
• Осуществлять эффективную непрерывную переработку исходных промпродуктов (отсевов) при существенно отличных режимах электросепарации отдельных классов.

9 Технологии обогащения техногенного сырья

Технологии доизвлечения меди из шлаков металлургического производства с применением бисерной мельницы на примере переработки отвальных лежалых шлаков филиала ППМ ОАО «Уралэлектромедь» и хвостов флотации шлака металлургического производства ОАО «СУМЗ».

Результат: увеличено извлечение меди в концентрат на 11,20 % в шлаках металлургического производства «СУМЗ» и на 12,59 % при обогащении шлаков ОАО «Уралэлектромедь».

9.1 Технологии переработки замасленной окалины прокатного производства

Результаты:

• Технология позволяет увеличить содержание металла в железорудных концентратах с 62-65% до 70%;
• Снизить (до 50%) себестоимость агломерата за счёт замены дорогостоящего железорудного концентрата на обезмасленную окалину с содержанием железа 68-70%.

Проведенные исследования процесса агломерации выполненные на шихте ЧМК показали существенный прирост производительности агломашины при использовании обезмасленной окалины.

Технология отличается отсутствием отходов (вторичных техногенных образований), не допускает сгорания масла, позволяет использовать нефутированные печи имеющие существенно меньшую массу и требующие меньших эксплуатационных затрат. Расчетный срок окупаемости технологии составляет около 1 года.

9.2 Технологии переработки пылей сталеплавильного производства

Специфика пылей — повышенное содержание цинка.

Результаты:

• Технология позволяет комплексно решать проблемы переработки отходов металлургического производства;
• Позволяет «восполнять дефицит стального лома» для дуговых печей;
• Позволяет получать из окалины два продукта товарного назначения, что обеспечивает ее экономическую эффективность: металлизованный продукт, который может использоваться традиционном производстве железа и цинковые возгоны с содержанием оксида цинке более 65 %.

Технология прошла промышленные испытания с использованием пыли ДСП 80 ОАО «Металлургического завода им. А.К. Серова». В промышленных условиях подтверждена работоспособность технологии и получены как цинковые возгоны, так и металлизованные окатыши, пригодные для доменной плавки. Разработан технологический регламент на проектирование установки по переработке цинковых пылей.

9.3 Технология изготовления топливных брикетов

Суть технологии заключается в брикетировании мелочи кокса, которая не может быть использована в шахтных печах при производстве меди по причине низкой крупности. Промышленное опробование технологии брикетирования прошла на филиале «Производство полуметаллов» ОАО «Уралэлектромедь». Полученные брикеты были использованы при плавке медных концентратов взамен крупнокускового кокса. Плавка с заменой кокса на брикеты длительностью 3 суток показала, что показатели расхода кокса остаются на том же уровне. Зафиксировано улучшение хода печей. При этом стоимость брикетов из коксовой мелочи с учетом себестоимости передела существенно ниже стоимости крупнокускового кокса.

9.4 Технологии обогащения красного шлама глиноземного производства на основе обогащения красных шламов Уральского Алюминиевого завода

Результат: получен железный концентрат с содержанием железа общего 50 % и выходом 35 % от исходного красного шлама. Железный концентрат после окускования пригоден для плавки.

Технология прошла полупромышленные испытания, разработан технологический регламент на проектирование опытно-промышленной установки в условиях ОАО «Русал».

10 Технологии гидрометаллургической и металлургической переработки цветных металлов

• Выполнены исследования и разработан технологический регламент на проектирование промышленной установки кучного выщелачивания меди на ОАО «Святогор» УГМК-Холдинг (г. Красноуральск). Производственная мощность установки кучного выщелачивания составляет 528000 тонн руды в год. Выпуск товарной меди в концентрате - 2300 тонн/год;
• Выполнен технологический регламент на проект строительства нового цеха электролиза производительностью 90 тыс. тонн товарного цинка в год для ОАО «Электроцинк» (г. Владикавказ ). В основу регламента положены новые технические решения мирового уровня, разработанные компанией «Outotec».

11 Эффективные методы предварительного обогащения руд

11.1 Технология повышение извлечения меди в медный концентрат при использовании в рудоподготовительном цикле тонкого вибрационного грохочения

Результаты:

• Позволяет повысить массовую долю меди в медном концентрате на 1,5 %, извлечение меди в медный концентрат на 2,3 %, извлечение готовых флотационных классов крупности на 16 %, эффективность процесса классификации на 10-30 %;
• Позволяет снизить шламообразование руды в процессах дезинтеграции на 6 %;
• Позволяет улучшить сепарационную характеристику на 50 % и повысить массовую долю раскрытых сульфидов меди на 10 %.

11.2 Технологии предварительного обогащения минерального сырья на основе методов рентгено-радиометрической сепарации

• Технология рентгено-радиометрической сепарации в процесс переработки медно-цинковых руд Гайского месторождения (руды цветных металлов) позволяет выделить 15,5 % отвальных хвостов с массовой долей меди менее 0,2 %, цинка – 0,1 %; повысить массовую долю меди и цинка в товарной руде, поступающей на флотационное обогащение, на 20-22 %;
• Внедрение рентгено-радиометрической сепарации марганцевых руд Усинского месторождения (руды черных металлов) позволяет с одной стороны выделить концентрат высшего и первого сортов с массовой долей марганца, соответственно 36,0 % и 25,2 % при их выходе 10,84 и 31,50 %, соответственно, с другой стороны – выделить 30 % хвостов с отвальным содержанием марганца;
• Внедрение рентгено-радиометрической сепарации в процесс переработки графитовых руд Союзного месторождения (неметаллические полезные ископаемые) позволяет выделить крупнокусковые хвосты с выходом, соответствующим степени разубоживания и тем самым повысить качество графитовой руды, поступающей в дальнейшие операции «глубокого» обогащения.

12 Нетрадиционные способы рудоподготовки для стекольных песков перед обогащением

Для исследования процессов обогащения кварцевых песков ОАО «Атомстройкомплекс» была разработана и изготовлена ультразвуковая установка модели МО-156. Предварительная рудоподготовка заключалась в исследовании влияния операций оттирки и грохочения на изменение вещественного компонента за счет увеличения извлечения мелких частиц.

Для более детального изучения процесса было выбрано несколько режимов оттирки. На основании исследования влияния рудоподготовительных операций на изменение вещественного состава кварцевых песков II Каменского месторождения была разработана технологическая схема обогащения кварцевого песка, позволившая снизить содержание железа общего с 0,4 до 0,04 %. Технология используется при проектировании фабрики по производству бутылочного стекла.