logogoldmining2
 

Предварительное обогащение вольфрамосодержащей руды тяжелосредной сепарацией. Часть 1

Кононко Р.В., заведующий лабораторией обогащения алмазосодержащего сырья, отдел обогащения минерального сырья АО "Иргиредмет", канд. техн. наук

Ахмедзянов А.И., ведущий инженер лаборатории обогащения алмазосодержащего сырья, отдел обогащения минерального сырья АО "Иргиредмет"

Уразова Ю.В., младший научный сотрудник лаборатории обогащения руд, отдел обогащения минерального сырья АО "Иргиредмет"

Переработка сырья с низким содержанием ценного компонента и сложных,упорных руд сопряжена с трудностью достижения высоких показателей извлечения и кондиции концентрата. Упорность вольфрамосодержащей руды для последующих операций, например, возможно снизить предварительным тяжелосредным обогащением. Тяжелосредная сепарация позволяет эффективно разделять по плотности материал широкого диапазона крупности в одном аппарате.

Характеристики руды и особенности ее обогащения

О преимуществах предварительного обогащения, в том числе тяжелосредной сепарации (ТСС), давно известно и подробно написано [1]. В данной публикации рассмотрен конкретный пример выполненных в АО "Иргиредмет" исследований обогатимости вольфрамосодержащей руды одного из месторождений России с применением ТСС.

Руды месторождения представлены скарнами и скарнированными мраморами. Скарнированные мраморы отличаются от скарнов несколько меньшим содержанием вольфрама и существенно более высоким содержанием кальцита.

Богатая, относительно легкообогатимая руда главного скарна была полностью переработана в XX веке на обогатительной фабрике, которая уже не существует. Товарным продуктом являлся шеелитовый флотационный концентрат.

С планируемым в ближайшей перспективе возобновлением освоения месторождения в переработку будут вовлекаться еще не отработанные, в основном более бедные, труднообогатимые, сложные по минеральному составу и поэтому несовместимые с применяемой ранее технологией флотационного обогащения типы руд, рассредоточенные в многочисленных рудных телах.

Разработка месторождения характеризуется сложными горнотехническими условиями, в связи с чем ожидается снижение качества добытой руды.

Упорность руды для схемы обогатительной фабрики в период ее работы определялась массовой долей кальцита и флюорита, обладающих близкими флотационными свойствами с шеелитом. Высокое содержание этих элементов ухудшает процесс флотационного обогащения, снижая извлечение шеелита и усложняя получение кондиционного концентрата.

Содержание кальцита в рудах месторождения колеблется в широких пределах. Больше всего – в среднем 50 % – этого компонента в мраморах, доля которых в общих запасах месторождения составляет 20–26 %. После возобновления переработки руды со временем доля мраморов в шихте достигнет 50 % и более.

Мраморы обогащаются с наихудшими технологическими показателями. В период работы старой обогатительной фабрики, в зависимости от доли мраморов в подаваемом на нее сырье, извлечение вольфрама снижалось на 5–26 %.

Другие руды – скарны – содержат небольшой процент кальцита (4,7–10,0 %).

По опыту старой обогатительной фабрики были определены три особенно важных параметра исходной руды для оценки ее упорности к обогащению: содержание кальцита, карбонатный модуль (Kкарб), кальциевый модуль (Kкальц).

Карбонатный и кальциевый модули рассчитываются как отношение содержания в руде кальцита и суммы содержаний кальцита и флюорита к содержанию трехокиси вольфрама:

αCaCO3 / αWO3    и    (αCaCO3 + αCaF2) / αWO3

Руды с массовой долей кальцита более 13 % относили к труднообогатимым. При карбонатном модуле свыше 80 извлечение вольфрама в концентрат значительно снижалось.

По сравнению с прочими составляющими руды кальцит обладает пониженной плотностью, поэтому выделяется в легкую фракцию ТСС. Тяжелая фракция может быть получена близкой к скарновой руде по содержанию вольфрама и минеральному составу, а легкая, представленная в основном кальцитом и кварцем и содержащая молибденовое оруденение, – рассматриваться как техногенный сорт молибденовой руды.

Руда месторождения имеет характерную природную особенность: шеелит сосредоточен в скарнах, в мраморах его практически нет, но они обладают повышенным содержанием молибдена. Поэтому в проект старой обогатительной фабрики была заложена ТСС скарнированных мраморов класса крупностью –70+6 мм, которая так и не была запущена в работу. Задача сепарации заключалась в снижении кальциевого модуля подаваемой на шеелитовую флотацию руды путем выделения кальцита в хвосты.

Исследование вольфрамовой руды

В 2022 году в АО "Иргиредмет" были проведены исследования на пробах исходной вольфрамовой руды разного состава, в том числе на скарнах, добытых путем выемки валовым способом, в шихте с кернами (далее – скарны) и скарнированных мраморах, представленных кернами (далее – мраморы).

Крупность дробленого материала составляла –40+0 мм. Ориентиром по содержанию WO3 в хвостах предварительного обогащения служило бортовое содержание в руде: для скарнов – 0,08 %, для мраморов – 0,10 %.

Фракционирование материала класса крупности –40+5 мм в тяжелой ферросилициевой суспензии осуществлялось в статических условиях в тяжелосредном конусе на лабораторной установке Viking Cone фирмы Gekko Systems. Плотности разделения составили 2,8; 2,9; 3,0 г/см3.

Были получены четыре фракции плотностью >3,0; 2,9–3,0; 2,8–2,9; <2,8 г/см3. В Испытательном аналитическом центре АО "Иргиредмет" было определено содержание WO3, Mo, CaO, CaCO3 и CaF2 в материале фракций и несортируемом классе крупности –5+0 мм.

Основная доля рудного материала, по результатам фракционирования, распределилась во фракцию плотностью >3,0 г/см3 (табл. 1).

Таблица 1. Результаты фракционного анализа исходной вольфрамосодержащей руды

Плотность фракции, г/см3

Выход, %

Содержание, %

Распределение, %

Kкарб

Kкальц

WO3

Mo

CaCO3

CaF2

WO3

Mo

CaCO3

CaF2

Мраморы крупностью –40+5 мм

>3,0

57,7

0,362

0,041

5,4

26,0

91,9

88,5

12,5

77,9

15

87

3,0-2,9

11,1

0,088

0,013

19,9

25,0

4,3

5,4

8,8

14,4

225

509

2,9-2,8

7,9

0,058

0,014

50,0

13,0

2,0

4,1

15,9

5,3

862

1086

<2,8

23,3

0,018

0,0023

67,5

2,0

1,8

2,0

62,8

2,4

3823

3936

Питание

100,0

0,227

0,027

25,0

19,3

100,0

100,0

100,0

100,0

110

195

Скарны крупностью –40+5 мм

>3,0

77,1

0,403

0,058

2,2

11,1

87,1

74,6

34,8

89,8

5

33

3,0-2,9

9,3

0,210

0,044

4,7

6,6

5,4

6,8

9,1

6,4

22

54

2,9-2,8

3,2

0,220

0,071

12,6

5,7

1,9

3,7

8,3

1,9

57

83

<2,8

10,4

0,190

0,086

22,0

1,7

5,6

14,9

47,8

1,9

116

125

Питание

100,0

0,357

0,060

4,8

9,6

100,0

100,0

100,0

100,0

13

40

В мраморах во фракцию плотностью >3,0 г/см3 с выходом 57,7 % распределилось 91,9 % WO3 при его содержании 0,362 %. Одновременно в эту фракцию было выделено лишь 12,5 % CaCO3, что позволило снизить карбонатный модуль со 110 до 15.

Флюорит (CaF2), в силу более высокой плотности по сравнению с кальцитом, распределяется схожим с WO3 образом и извлекался во фракцию плотностью >3,0 г/см3 на 77,9 %. В результате кальциевый модуль снизился лишь в два раза – со 195 до 87.

Самую тяжелую фракцию мраморов плотностью >3,0 г/см3 можно не считать труднообогатимой рудой. В промежуточные фракции плотностью 2,8–2,9 и 2,9–3,0 г/см3, с выходом 7,9 и 11,1 %, распределилось 2,0 и 4,1 % WO3 при его содержании 0,058 и 0,014 % соответственно.

Во фракцию плотностью <2,8 г/см3, с очень низким содержанием WO3 (0,018 %) и выходом 23,3 %, распределилось 1,8 % WO3. При снижении плотности содержание CaCO3 возрастало, достигая 67,5 % в самой легкой фракции плотностью <2,8 г/см3, флюорита (CaF2) – снижалось до 2,0 %. Карбонатный и кальциевый модули составили внушительные 3 823 и 3 936 соответственно, то есть эта фракция является наиболее труднообогатимой составляющей мраморов.

Выход фракции >3,0 г/см3 пробы скарнов класса крупности –40+5 мм составил 77,1 %, содержание WO3 – 0,403 %, распределение WO3 – 87,1 %. Во фракции плотностью 2,9–3,0 и 2,8–2,9 г/см3, с выходом 9,3 и 3,2 % и содержанием WO3 0,21–0,22 %, распределилось еще 5,4 и 6,8 % WO3 соответственно.

Самая легкая фракция плотностью <2,8 г/см3 и выходом 10,4 % получена с содержанием WO3 0,19 %, в нее распределилось 5,6 % WO3. Как и для мраморов, содержание кальцита, карбонатный и кальциевый модули с повышением плотности фракции снижаются с 22,0 %, 116 и 125 для фракции плотностью <2,8 г/см3 до 2,2 %, 5 и 33 для фракции плотностью >3,0 г/см3 соответственно.

По результатам фракционирования отмечено снижение содержания WO3 во фракциях с уменьшением их плотности. Однако, в распределении Mo такой зависимости не наблюдалось, а легкие фракции пробы скарнов по содержанию этого элемента богаче исходного материала, что обусловлено особенностью руды. Наиболее бедными, отвальными по содержанию WO3 оказались легкие фракции мраморов.

На основе полученных результатов фракционного анализа были определены расчетные показатели обогащения двух типов руды методом ТСС и объединения тяжелой фракции с несортируемым материалом класса крупности –5+0 мм с учетом сепарации материала крупностью –40+5 мм при выбранной базовой плотности разделения 3,0 г/см3:

  • Мраморы с исходным содержанием WO3, Mo, CaCO3 0,231; 0,27; 25,8 % соответственно:
    • выход хвостов – 39,9 %, содержание в хвостах WO3 и Mo – 0,044 и 0,007 %, потери WO3 и Mo – 7,6 и 10,7 % соответственно;
    • содержание в хвостах CaCO3 – 51,7 %, извлечение CaCO3 в хвосты – 80,1 %;
    • карбонатный и кальциевый модули хвостов – 1 183 и 1 413, карбонатный и кальциевый модули объединенного концентрата ТСС с несортируемой рудой мельче 5 мм (питание флотации) – 24 и 95 соответственно (табл. 2).
  • Скарны с исходным содержанием WO3, Mo, CaCO3 – 0,358; 0,061 и 4,9 % соответственно:
    • выход хвостов – 22,3 %, содержание в хвостах WO3 и Mo – 0,202 и 0,067 %, потери WO3 и Mo – 12,6 и 24,5 % соответственно;
    • содержание в хвостах CaCO3 – 13,7 %, извлечение CaCO3 в хвосты – 61,6 %;
    • карбонатный и кальциевый модули хвостов – 68 и 89, карбонатный и кальциевый модули объединенного концентрата ТСС с несортируемой рудой мельче 5 мм – 6 и 34 соответственно.

Таблица 2. Расчетные показатели ТСС материала проб мраморов и скарнов крупностью –40+5 мм при плотности разделения 3,0 г/см3

Продукт

Выход от исх., %

Содержание, %

Распределение, %

Kкарб

Kкальц

WO3

Mo

CaCO3

CaF2

WO3

Mo

CaCO3

CaF2

Мраморы

Концентрат ТСС

54,5

0,362

0,041

5,4

26,0

85,5

82,3

11,4

74,4

15

87

Хвосты ТСС

39,9

0,044

0,007

51,7

10,1

7,6

10,7

80,1

21,2

1183

1413

Руда –40+5 мм

94,4

0,227

0,027

25,0

19,3

93,1

93,1

91,5

95,6

110

195

Руда –5+0 мм

5,6

0,284

0,034

39,3

15,1

6,9

6,9

8,5

4,4

138

192

ИТОГО

100,0

0,231

0,027

25,8

19,0

100,0

100,0

100,0

100,0

112

194

Концентрат ТСС

+ руда –5+0 мм

60,1

0,355

0,040

8,6

25,0

92,4

89,3

19,9

78,8

24

95

Скарны

Концентрат ТСС

75,1

0,403

0,058

2,2

11,1

84,5

71,9

33,0

87,7

5

33

Хвосты ТСС

22,3

0,202

0,067

13,7

4,2

12,6

24,5

61,6

9,9

68

89

Руда –40+5 мм

97,3

0,357

0,060

4,8

9,6

97,1

96,4

94,6

97,6

13

40

Руда –5+0 мм

2,7

0,390

0,083

10,0

8,7

2,9

3,6

5,4

2,4

26

48

ИТОГО

100,0

0,358

0,061

4,9

9,5

100,0

100,0

100,0

100,0

14

40

Концентрат ТСС

+ руда –5+0 мм

77,7

0,403

0,059

2,4

11,1

87,4

75,5

38,4

90,1

6

34

Рекомендовано применять ТСС для обогащения мраморов. Необходимость тяжелосредной сепарации для скарнов не очевидна ввиду невысокой эффективности и высокого содержания WO3 в хвостах. Однако, в случае существенного разубоживания скарнов при добыче вмещающими породами и закладочной смесью использование ТСС может стать целесообразным.

Список использованных источников

  1. Тестова, И. Я., Кононко, Р. В. Предварительное обогащение золотосодержащих руд тяжелосредной сепарацией [Текст] / И. Я. Тестова, Р. В. Кононко // Золотодобыча. — 2022. — № 3 (280). — С. 13–18.

Продолжение следует

"ЗОЛОТОДОБЫЧА" № 11 (312), НОЯБРЬ 2024 ГОДА

© АО "Иргиредмет", 2025

 
АО "Иргиредмет"
НАШ АДРЕС:
664025, Российская Федерация, г.Иркутск, б-р Гагарина, д.38
  • ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ СОГЛАШЕНИЕ
 
logotip goldmining footer
 
 
    tel gold2  +7(3952) 728-729
    
QR-Code dieser Seite
© 2025. Все права защищены, правообладатель – акционерное общество "Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов". Запрещается использование любых материалов сайта на других ресурсах без согласования с администрацией сайта. За содержание рекламных материалов и объявлений ответственность несет рекламодатель. За содержание статей ответственность несут АВТОРЫ. Статьи отражают личное мнение авторов и предоставляются исключительно для целей ознакомления.
Задать вопрос
We use cookies
Мы используем cookie. Внимание, продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie?