способ сухого обогащения волластонитовой руды

Формула изобретения

Способ сухого обогащения волластонитовой руды, включающий сухое дробление руды, измельчение в конусной инерционной дробилке (КИД) или мельнице соизмельчения "АЭРОФОЛ", воздушную классификацию по классам крупности, магнитную сепарацию с выделением гранатового концентрата, электростатическую сепарацию с выделением кальцитового концентрата и кварцевого продукта, отличающийся тем, что перед измельчением руды ее подвергают грохочению с разделением на классы крупности, после чего класс +50 мм направляют на додрабливание, класс -10 мм поступает на измельчение, а классы +10 -20 и +20 -50 мм - на рентгенолюминесцентный сепаратор, где происходит покусковое разделение волластонита по характеру свечения и куски с невысоким содержанием волластонита выводят в хвосты, остальную руду, обогащенную на рентгенолюминесцентном сепараторе и класс крупности -10 мм подвергают измельчению на КИД до -3 мм, из которой с помощью воздушной классификации выделяют класс крупности -0,1 мм - первый волластонитовый концентрат (BKI), а класс крупности +0,1 - 3 мм пропускают через магнитный сепаратор, где выделяется гранат-пироксеновый концентрат, а немагнитный продукт подают на роторную быстроходную мельницу (РБМ) и из измельченного на ней материала воздушной классификацией выделяют класс крупности -0,063 мм - второй волластонитовый концентрат (ВК2), после чего класс крупности +0,063 - 0,5 мм проходит магнитную сепарацию, где выделяют зерна граната и пироксена, вскрываемые при дальнейшем измельчении, и инструментального железа, а немагнитный материал в виде кальцита, кварца и волластонита подсушивают и разделяют на двухкаскадном электростатическом сепараторе, где волластонит иглообразной формы отклоняется в сторону высоковольтного электрода, а примеси, имеющие более округлую и слегка удлиненную форму, отталкиваемые от высоковольтного электрода, выводят в кварц-волластонитовый концентрат, а удлиненные иглообразные зерна волластонита поступают на дизентегратор (типа ДЕЗИ), где измельчаются до класса крупности -0,040 мм - третий волластонитовый концентрат (ВК3).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении волластонитовых руд.

Известен способ обогащения волластонитовых руд по комбинированной магнитно-флотационной схеме, включающей трехстадийное дробление, двухстадийное измельчение, магнитную сепарацию исходной руды с выделением гранатового концентрата, флотацию кальцита из немагнитной фракции с перечистками ценного продукта, обезвоживание и сушку волластонитового концентрата [1].

Как и другие способы, включающие "мокрое" обогащение волластонитовых руд, полученный концентрат имеет низкое качество, связанное с разрушением иглообразной формы. Широкое применение волластонита в керамической, фарфорово-фаянсовой, металлургической (в качестве флюсов) промышленности, в производстве тормозных фрикционных узлов, сварочных электродов, пластмасс, теплоизоляционных материалов, цементно-волокнистых плит, красок, эмалей и т.п., где волластонит играет роль как наполнителя, так и укрепляюще-армирующего элемента, важно сохранение удлиненной иглообразной формы с возможно большим отношением длины к диаметру (L/D). Кроме того, флотационный метод требует большого расхода воды.

Известен наиболее близкий к заявляемому решению, выбранный в качестве ближайшего аналога, способ сухого обогащения волластонитовой руды, включающий, в частности, дробление щековой дробилкой, измельчение в конусной инерционной дробилке (КИД) или "АЭРОФОЛ", воздушную сепарацию по классам крупности с выделением готового продукта с низкой степенью удлинения зерна волластонита и с возвращением более крупного класса на додрабливание, направлением зерна волластонита на магнитную сепарацию и отделение гранатового концентрата. При этом перед выделением волластонитового концентрата, за счет электростатической сепарации, в частности трибоэлектризации, выделяют кальцитовый концентрат и кварцевый продукт. Трибоэлектризацию обеспечивают при нагревании до температуры 150-170^oC в электрической трубчатой печи с последующим охлаждением до температуры 100-110^oC на лотке вибропитателя. При этом зерна различных минералов получают различные электрические заряды. Волластонитовый концентрат выделяют электростатической сепарацией с одновременным выделением кальцитового концентрата и кварцевого продукта. В результате электростатической сепарации получают концентраты, которые отличаются друг от друга содержанием в них волластонита и примесей.

Продукты, полученные у положительного электрода, обогащены кварцем, а продукты, полученные у отрицательного электрода - кальцитом.

При использовании известного способа получаются два вида волластонитового концентрата. Первый - концентрат, полученный путем воздушной классификации материала класса -0,071 мм, раздробленного на КИД или "АЭРОФОЛ", имеет высокую концентрацию материала с минимальной механической прочностью, т.е. кальцита, что резко снижает качество концентрата.

Второй концентрат, полученный разделением материала на три продукта по эффекту трибоэлектризации, даже при многостадийной сепараций достаточно высоких показателей не дает. Кроме того, при измельчении волластонитовой руды на дробилках типа КИД и "АЭРОФОЛ" получить материал с соотношением длины иглы к диаметру более 5 не представляется возможным.

Задачей изобретения является повышение технологических показателей обогащения, повышение качества волластонитового концентрата, разделение волластонитового концентрата по показателям качества, повышение комплексности использования сырья, универсальности способа для обогащения руд различных месторождений.

Поставленная задача решается за счет того, что при использовании признаков, характеризующих известный способ обогащения волластонитовой руды, включающий сухое дробление руды, измельчение в конусной инерционной дробилке или мельнице самоизмельчения "АЭРОФОЛ", воздушную классификацию по классам крупности, магнитную сепарацию и отделение гранатового концентрата, электростатическую сепарацию с выделением кальцитового концентрата и кварцевого продукта, в соответствии с изобретением, перед измельчением руды на КИД ее подвергают грохочению с разделением на классы крупности, после чего класс +50 мм направляют на додрабливание, класс -10 мм поступает на измельчение, а классы +10 -20 и +20 -50 мм - на рентгенолюминесцентный сепаратор, где производят покусковое разделение руды по характеру свечения волластонита и куски с невысоким содержанием волластонита выводят в хвосты, остальную руду, обогащенную на рентгенолюминесцентном сепараторе и класс крупности -10 мм подвергают измельчению на КИД до -3 мм, из которой с помощью воздушной классификации из измельченной руды выделяют класс крупности - 0,1 мм - первый волластонитовый концентрат (ВК1), класс крупности +0,1 -3 мм пропускают через магнитный сепаратор, где выделяется гранат-пироксеновый концентрат, а немагнитный продукт подают на роторную быстроходную мельницу (РБМ) и из измельченного на ней материала воздушной классификацией выделяют класс крупности -0,063 мм - второй волластонитовый концентрат (ВК2), после чего класс крупности +0,063 -0,5 мм проходит магнитную сепарацию, где выделяют зерна граната и пироксена, вскрываемые при дальнейшем измельчении, и инструментальное железо, а немагнитный материал в виде кальцита, кварца и волластонита подсушивают и разделяют на двухкаскадном электростатическом сепараторе, где волластонит иглообразной формы отклоняется в сторону высоковольтного электрода. При этом примеси, имеющие более округлую и слегка удлиненную форму, отталкиваемые от высоковольтного электрода, выводят в кварц-волластонитовый концентрат, а удлиненные иглообразные зерна поступают на дезинтегратор (типа ДЕЗИ), где измельчаются до класса крупности -0,040 мм - третий волластонитовый концентрат (ВКЗ).

Более подробно заявляемое техническое решение рассматривается на схеме, в соответствии с которой волластонитовую руду подвергают сухому дроблению, в частности на щековой дробилке. После этого за счет грохочения куски руды разделяют на классы крупности, после чего класс +50 направляют на додрабливание, класс -10 поступает на измельчение в конусную инерционную дробилку, а классы +10 -20 и +20 -50 мм - на рентгенолюминесцентный сепаратор, где происходит покусковое разделение руды по характеру свечения волластонита и куски с невысоким содержанием волластонита выводят в хвосты. Остальную руду, обогащенную на рентгенолюминесцентном сепараторе, и класс крупности -10 мм подвергают измельчению на КИД до 3 мм, из которой с помощью воздушной классификации из измельченной руды выделяют класс крупности -0,1 мм - первый волластонитовый концентрат (ВК1) с содержанием волластонита 85% и средним отношением зерен к их диаметру, равным 5, а класс крупности +0,1 - 3 мм пропускают через магнитный сепаратор, где выделяется гранат-пироксеновый концентрат, а немагнитный продукт подают на роторную быстроходную мельницу (РМБ) и из измельченного на ней материала воздушной классификацией выделяют класс крупности -0,063 мм - второй волластонитовый концентрат (ВК2), содержащий не менее 90% волластонита со средним отношением зерен к диаметру, равным 10. После чего класс крупности +0,063 -0,5 мм проходит магнитную сепарацию, где выделяют зерна граната и пироксена, вскрываемые при дальнейшем измельчении, и инструментальное железо, а немагнитный материал в виде кальцита, кварца и волластонита подсушивают и разделяют на двухкаскадном электростатическом сепараторе, где волластонит иглообразной формы отклоняется в сторону высоковольтного электрода. При этом примеси, имеющие более округлую и слегка удлиненную форму, отталкиваемые от высоковольтного электрода, выводят в кварц-волластонитовый концентрат, а удлиненные иглообразные зерна поступают на дезинтегратор (типа ДЕЗИ), где измельчаются до класса крупности - 0,040 мм - третий волластонитовый концентрат (ВКЗ) с содержанием волластонита 90% и средним соотношением зерен к их диаметру, равным 15.

Грохочение дробленной на щековой дробилке руды обеспечивает разделение материала на классы крупности с возвращением наиболее крупных кусков (+50 мм) на додрабливание, направлением класса крупности -10 мм на КИД и классов крупности +10 -20 и +20 -50 мм - на рентгенолюминесцентный сепаратор, обеспечивает выведение кусков с невысоким содержанием волластонита в хвосты, за счет чего стабилизируется состав предобогащенной руды и повышается содержание в ней волластонита, например, в руде Карокорумского месторождения с 65-72% до 82-85%.

Измельчение выделенного класса крупности -10 мм на КИД до крупности -3 и воздушная классификация измельченной руды обеспечивают получение первого волластонитового концентрата (ВК1) с содержанием волластонита 85% и средним отношением зерен к их диаметру, равным 5, который извлекается.

Выделение за счет воздушной сепарации класса крупности +0,1 -3 мм и направление его на магнитную сепарацию позволяет отделить от него гранат-пироксеновый концентрат и направить немагнитный продукт на мельницу ударного действия (РБМ), которая позволяет максимально сохранить соотношение L/D, причем минералы раскрываются в более крупных классах, и с помощью воздушной классификации выделить класс крупности -0,063 мм - второй волластонитовый концентрат (ВК2) с содержанием волластонита не менее 90% со средним отношением длины зерен к их диаметру, равным 10.

Выполнение магнитной сепарации класса крупности +0,063 мм -0,5 мм позволяет выделить в шламовый волластонитовый концентрат вскрытые при измельчении зерна граната и пироксена, а также инструментального железа, а из немагнитного материала с помощью двухкаскадного электростатического сепаратора отделить волластонит, имеющий удлиненную иглообразную форму, который на дезинтеграторе измельчают до класса крупности -0,040 мм с получением третьего волластонитового концентрата (ВКЗ) с содержанием волластонита 90% и средним отношением длины зерна к его диаметру, равным 15.

Различная терминология для зерна (игольчатая иглообразная, удлиненная иглообразная, округлая) связана с различными этапами обогащения волластонитовой руды.

Заявляемый способ обладает повышенными технологическими показателями обогащения, повышенным качеством волластонитового концентрата (по содержанию волластонита и отношению L/D), обеспечивает разделение волластонитового концентрата по показателям качества, обеспечивает повышение комплексности использования сырья и универсальность для обогащения руд различных месторождений.

Заявляемое техническое решение полностью решает задачу, стоящую перед изобретением.

Заявляемое техническое решение на настоящее время не известно в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "Новизна".

Заявляемое техническое решение является оригинальным, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники и отвечает требованиям критерия "изобретательский уровень".

Заявляемый способ может быть реализован промышленным путем с использованием известных технических средств, сырья и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".

Библиографические данные

1. Труды института ГипроНинеметаллоруд, 1969, N 5, с. 22.

2. Патент РФ N 2002513, МПК: B 03 C 7/00, публ. 1993, Б. N 41 - 42.