Глава 24. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ОБЖИГ БЕДНЫХ ОКИСЛЕННЫХ РУД В ГАЗОСТРУЙНЫХ УСТАНОВКАХ

Экономичность, простота, освоенность и высокая эффек­тивность магнитных методов обогащения делают весьма пер­спективным применение их и для бедных окисленных руд путем магнетизирующего обжига перед сепарацией. Магне­тизирующий обжиг для целого ряда руд, в которых железо химически связано с пустой породой (бедные бурые желез­няки Керчи), часто является единственно возможным спосо­бом подготовки руды для последующего обогащения.

Сам по себе магнетизирующий обжиг железных руд рас­сматривается как пирометаллургический процесс, при кото­ром все или большая часть железа,, находящегося в руде, превращается в ферромагнитные минералы—магнетит и маг-гемит.

Механизм реакций восстановления следующий [1]. Окись углерода адсорбируется на поверхности молекул Fe₂O₃₎ обра­зуя активный комплекс, в результате чего при температуре, превышающей 250—300°, начинает протекать процесс (1)

Образующиеся активные молекулы закиси железа FeO, вступая в реакцию с соседними молекулами Fe₂O₃, превра­щаются в магнетит:  (2)

 

При магнитном обогащении бедных железных руд обычно применяют одну или две стадии измельчения и соответствую­щее число раз — магнитную сепарацию [2, 3].

Применение магнетизирующего обжига позволяет при обогащении окисленных кварцитов Криворожского рудного бассейна, бедных бурых железняков (табачных руд) Керчи, Башкирии и других месторождений получать концентраты высокого качества (с содержанием железа на 3—8% больше,

чем в концентратах гравитационно-флотационного обогаще­ния) при малых потерях железа в «хвостах».

Улучшение показателей обогащения при обжиге объясня­ется резкой разницей в магнитных свойствах обожженных рудных и"нерудных частиц, термической дезинтеграцией руды в процессе обжига и ослаблением контактов между рудным веществом и породой. Это дает возможность постепенно уда­лять из руды сравнительно крупные зерна пустой породы в ходе ее сепарации и по мере измельчения.

Проведенные исследования кинетики магнетизирующего обжига железных кварцитов [4] показали, что для получения равномерного восстановления частиц Fe₂O₃ в Fe₃O₄ (без пере­обжига) необходимо уменьшить крупность частиц руды. Не­обходимо также устранить все виды диффузионных тормо­жений процесса восстановления, в частности, посредством повышения скорости газового потока.

Одним из путей интенсификации восстановительного об­жига и улучшения качества дезинтегрирования минеральных сростков является так называемый газоструйный способ одно­временного помола и обжига рудного сырья [5, 6].

Газоструйная обработка руд отличается от других спосо­бов прежде всего ударным характером разрушения рудного зерна, при котором наблюдается высокая степень раскрытия сростков. Имеются и другие особенности этого способа, весь­ма важные для магнетизирующего обжига. Наличие больших относительных скоростей фаз и уменьшение крупности частиц руды за счет измельчения в процессе обработки позволяют не только повысить удельную производительность установки, но и улучшить качество обжига [9].

Для исследования процесса восстановления окисленных кварцитов Криворожского бассейна были проведены опыты по их магнетизирующему обжигу на газоструйной установке, представленной на рис. 1. После обжига руда подвергалась ситовому анализу, магнитному, химическому и петрографиче­скому.

Магнитный анализ осуществлялся следующим образом. С помощью лабораторного магнита проба обожженной руды разделялась на магнитную и немагнитную фракции (кон­центрат и «хвосты») и определялся весовой выходВ кон­центрате, «хвостах» и обожженной руде определялось содер­жание железа

Результаты опытов по магнетизирующему обжигу руды оценивались степенью извлечения железа в концентрат [2]: (3)

степенью восстановления [4]

  

 

 

и абсолютным коэффициентом обогащения, определяемым по формуле [2]

где— теоретическое содержание железа в рудном минерале.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты этих исследований и рабочие параметры про­цесса приведены в таблице.