Доводка титанового концентрата методом флотационной грануляции

Обессеривание титанового концентрата (ГОСТ w 4414—48) при помощи: магнитной сепарации на сепараторах высокой интенсивности; флотации сульфидов во флотационных машинах, обжига или агломерации титановых концентратов требует установки нового исполнительного оборудования, что связано со значительными капитальными вложениями.

Наличие на фабрике гравитационного обогащения на концентрационных столах навело на мысль производить обессеривание титанового концентрата флотацией пирита (с присутствием которого связана сера) на столах, попутно с получением титанового концентрата, т.е. осуществить флотационную грануляцию. Обогащение флотационной грануляцией за последнее время широко распространено при доводке концентратов до уровня кондиции. При этом методе обогащения на действующей фабрике отпадает необходимость перестройки технологического процесса и связанные с этим затраты.

Минералогический состав титано-магнетитовой руды обычно представлен рудными минералами — магнетитом и ильменитом. Из нерудных минералов присутствуют гранаты, хлориты, роговые обманки и полевые шпаты.

Содержание серы обусловливалось наличием в руде пирита, который в основном был сосредоточен в концентрате. Опыты флотации пирита из титанового концентрата на столе с предварительным перемешиванием и аэрацией пульпы контактном чане показали возможность снижения содержания серы в титановом концентрате до 0,06-0,16%.

Существенным затруднением при проведении испытаний на фабрике было высокое разжижение пульпы, достигающее Т: Ж = 1: 10. Сгуститель не справлялся со своей задачей — сгущением пульпы, так как часто выключался из работы или же работал как буферный чан, без слива. Высокое разжижение пульпы вызывалось неудачной планировкой и размещением всех концентрационных столов на одной горизонтальной площадке фабрики, вследствие чего концентраты и другие продукты обогащения могут транспортироваться по желобам лишь при большом количестве воды.

Кроме пульпы на столы подавалась также свежая смывная вода в больших количествах (от 3,6 до 7,3 м/час). Наилучшие результаты обессеривания титанового концентрата получались при максимальных количествах поступающей воды

Промышленные испытания проводились на столах с размерами рабочей поверхности: длина 4550 мм, ширина у загрузочной части — 1650 мм, у концевой (разгрузочной) части — 1350 мм. Высота и ширина нарифлений была 10 мм со снижением до 1,5 мм, расстояние между нарифлениями 40 мм. Число нарифлений — 29. Число качаний 190 в минуту при амплитуде 20 мм. Производительность стола по исходному материалу при испытаниях составляла 0,4—0,8 т твердого в час.

Исследованием установлено, что 96% серы, находящейся в концентрате, является сульфидной и только 4% сульфатной,

Первыми промышленными опытами, проведенными без перемешивания пульпы с реагентами в контактном чане, было установлено, что в условиях подачи реагентов (ксантата 200 г/т, соснового маспа 40 г/т) в пульпу, текущую по желобам в приемники насосов, частично удается снизить серу в концентрате до 0,32%. При увеличении расхода ксантата до 1 кг/т и соснового масла до 100 г/т содержание серы снижалось до 0,25%.

Наблюдения над процессом флотации на концентрационных столах выявили явную недостаточность аэрации пульпы.

Пирит всплывал на поверхность пульпы и флотировался в местах случайного обезвоживания материала и соприкосновения последнего с воздухом, как, например, на выпучинах и швах резинового покрытия стола. Дутье воздуха на поверхность пульпы на столе также вызывало всплывание и флотацию пирита. Флотация пирита происходила при разгрузке и падении титанового концентрата со стола в жолоб и продолжалась на водной поверхности обезвоживающего ящика.

Явления флотации пирита при случайном обезвоживании материала на столе указывали на необходимость создать условия, при которых материал

обнажался бы и контактировал с воздухом. При последующих опытах такие условия создавали путем набивки на стол перпендикулярно к его нарифлениям поперечных планок.

Переливаясь через планки, материал обезвоживался и соприкасался с воздухом. Применение указанных планок вызвало интенсивную флотацию пирита и позволило резко снизить расход реагентов при почти качественном получении титанового концентрата по содержанию серы (S — 0,22%). Однако при этом нарушался принятый на фабрике и привычный для технического персонала ход гравитационного процесса — разделение минералов на столе (ильменита от хлорита) и увеличивались потери титана в хвостах. К тому же количество вступающего в контакт воздуха нельзя было регулировать. Это послужило основанием для отказа от установки поперечных планок. Было решено провести опыты с предварительной аэрацией пульпы в контактном чане. В результате были получены вполне удовлетворительные малосернистые концентраты с содержанием серы до 0,1%. Лучшая аэрация пульпы достигалась при применении контактного чана с диспергатором, роль которого выполняли неподвижные лопатки, установленные вокруг импеллера.

В процессе флотации на сталях наблюдался поток желтовато-белых шариков-гранул пирита, смываемых водой в хвосты и частично в промежуточный продукт. Шарики-гранулы состояли, по-видимому, из пузырьков воздуха, тяжело нагруженных частицами пирита, вследствие чего они двигались по столу не па поверхности воды, а несколько погружаясь в нее, вместе с минералами легкого удельного веса (как хлорит и гранат), составлявшими пустую породу. Улавливать такие шарики-гранулы было затруднительно, так как при разгрузке со стола они в большинстве быстро разрушались. Как показало опробование, содержание серы в них равно 35%.

Наличие потока гранул па столе указывало на установившийся процесс флотации пирита и на хорошее обессеривание титанового концентрата.

Исчезновение или отсутствие гранул приводило к плохим результатам по обессериванию концентратов и было обычно связано с недостатком в пульпе соснового масла, которое являлось стабилизатором гранул пирита при их транспортировке.

В схеме цепи аппаратов отсутствует шнековый классификатор, которому некоторые авторы придают весьма «важные функции по подготовке материала» к флотации на столах. Качественные показатели работы, в данном случае, обеспечили получение титанового концентрата требуемых кондиций, что позволяет считать шнековый классификатор аппаратом, не имеющим особого значения при флотационной грануляции титанового концентрата.

Для подачи воздуха в пульпу И. Н. Плаксин и И. И. Куренков предложили приспособление по подаче воздуха через каналы в полном нарифлений стола, которое позволяет регулировать подачу воздуха на деку концентрационного стола

Все эти способы подачи воздуха имеют те или иные недостатки и пока в практику работы обогатительных фабрик не внедрены. Простой и эффективный способ — непосредственная подача добавочного воздуха в контактный чан при помощи небольшой воздуходувки, что и было принято.

При удовлетворительных технологических показателях и простоте нового технологического процесса расход соснового масла оставался чрезмерно большим (200 г/г).

Высокий расход соснового масла вызывался необходимостью сохранить от разрушения (стабилизовать) гранулы пирита, образованные в контактном чане, которые при транспортировке по длинному трубопроводу (10 л) от контактного чана до столов в значительной мере разрушаются. В дальнейшем, по-видимому, следует установить контактный чан вблизи столов, что позволит значительно снизить расход соснового масла. В условиях фабрики указанная перестройка была затруднительной и поэтому пришлось провести дополнительные опыты (с солидолом, мазутом, канифольной олифой и дегтем) по изысканию заменителей соснового масла. Наиболее удовлетворительные результаты были получены при употреблении смеси соснового масла и де1тя.

Малосернистые титановые концентраты с содержанием серы 0,14% были получены при дозировке; ксантата 100 г/г, соснового масла 40 г/т и дегтя 250 г/т. Интенсивная грануляция пирита на столе наблюдалась уже при небольшой подаче дегтя — 50 г/т.

Действие дегтя оказалось более эффективным, чем действие соснового масла, что подтвердилось впоследствии промышленной эксплуатацией. Необходимо подробнее и глубже изучить действие дегтя на флотацию пирита на столах, чтобы в дальнейшем снизить расход дегтя. Необходимо также изучить и практически решить вопрос улавливания пирита из хвостов фабрики, который, как показали химические анализы, имеет ценные примеси.

Контрольное опробование процесса флотационной грануляции подтвердило полную возможность вырабатывать на фабрике малосернистый титановый концентрат с содержанием серы 0,12 — 0,19%.

Записи горного дела