Разработка технологии сухого обогащения флюоритовых руд

Дана оценка состояния минерально-сырьевой базы промышленных месторождений флюорита России. Приведен обзор традиционных технологий обогащения флюорита и проанализирован имеющийся опыт с точки зрения переработки мелких месторождений в условиях дефицита водных ресурсов. Показано, что перспективность сухих методов обогащения полезных ископаемых состоит в снижении энергетических расходов во всех операциях обогащения и удешевлении природоохранных мероприятий за счет возможности сухого складирования отходов. Сухие классифицированные хвосты обогащения могут найти применение в качестве строительных материалов. Показана перспективность сухого обогащения руд, содержащих минералы, обладающих различной электрической проводимостью или способностью приобретать электрический заряд в процессе контактной электризации, методом электрической сепарации. Оценка возможности обогащения флюоритовой руды по технологическим схемам сухого обогащения проводилась на малосульфидной кварц-флюоритовой руде. Разработаны и испытаны технологические схемы сухого обогащения флюоритовой руды с использованием центробежно-ударного способа дробления или измельчения руды до различной крупности, воздушной классификации и электрической сепарации. По разработанной технологической схеме с одной стадией электросепарации возможно получение плавиковошпатового концентрата с массовой долей CaF2 85%, отвечающего требованиям к металлургическим флюоритовым концентратам и концентратам для получения сварочных материалов, при выходе готового продукта 26%.

Шадрунова И. В., Колодежная Е. В., Горлова О. Е. Разработка технологии сухого обогащения флюоритовых руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 2. – С. 43–57. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_2_0_43.

Шадрунова Ирина Владимировна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: shadrunova@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3520-2705,
Колодежная Екатерина Владимировна¹ — канд. техн. наук, e-mail: kev@uralomega.ru, ORCID ID: 0000-0002-0252-4479,
Горлова Ольга Евгеньевна — д-р техн. наук, доцент, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, e-mail: gorlova_o_e@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-1142-0652,
¹ Институт проблем комплексного освоения недр РАН.

Горлова О.Е., e-mail: gorlova_o_e@mail.ru.

1. Bulatovic S. M. Beneficiation of Florite Ores // Handbook of Flotation Reagents: Chemistry, Theory and Practice. 2015, vol. 3, pp. 57—76. DOI: 10.1016/B978-0-444-53083-7.00029-4.

2. Фатьянов А. В., Никитина Л. Г., Глотова Е. В. Технология обогащения флюоритовых руд. — Новосибирск: Наука, 2006. — 196 c.

3. Фатьянов А. В., Никитина Л. Г., Щеглова С. А. Повышение эффективности переработки карбонатно-флюоритовых руд Монголо-Забайкальской рудоносной провинции // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 115—122. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-115-122.

4. Киенко Л. А., Воронова О. В. Васянович Ю. А. Проблемы снижения содержания двуокиси кремния во флюоритовых концентратах при обогащении техногенного сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S30. — С. 50—58. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-8-30-50-58.

5. Арсентьев В. А., Вайсберг Л. А., Устинов И. Д. Направления создания маловодных технологий и аппаратов для обогащения тонкоизмельченного минерального сырья // Обогащение руд. — 2014. — № 5. — С. 3—9.

6. Baawuah E., Kelsey C., Addai-Mensah J., Skinner W. Economic and socio-environmental benefits of dry beneficiation of magnetite ores // Minerals. 2020, vol. 10, no. 11, article 955. DOI: 10.3390/min10110955.

7. Урванцев А. И., Кащеев И. Д. Сухое обогащение кианитовых руд // Новые огнеупоры. — 2013. — № 6. — С. 10—12. DOI: 10.17073/1683-4518-2013-6-10-12.

8. Liang Dong, Ziming Wang, Enhui Zhou, Xuan Wang, Gongmin Li, Xuchen Fan, Bo Zhang, Chenlong Duan, Zengqiang Chen, Zhenfu Luo, Haishen Jiang, Yuemin Zha A novel dry beneficiation process for coal // International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2022, vol. 42, no. 4, pp. 1105—1125. DOI: 10.1080/19392699.2019.1692339.

9. Артамонов А. В., Гаркави М. С., Горлова О. Е., Колодежная Е. В., Шадрунова И. В. Технологии сухого обогащения природного и техногенного сырья с использованием центробежно-ударной техники / Современные тенденции в области теории и практики добычи и переработки минерального и техногенного сырья: Mатериалы международной научно-практической конференции, приуроченной к 90-летию со дня основания института «Уралмеханобр». — Екатеринбург: Изд-во ОАО «Уралмеханобр», 2019. — С. 140—143.

10. Лебедев И. Ф. Обогащение полезных ископаемых с использованием аппаратов пневмосепарации // Международный научно-исследовательский журнал. — 2019. — № 4(82). — С. 65—68. DOI: 10.23670/IRJ.2019.82.4.012.

11. Кутенев А. А., Валиев Н. Г. Технология сухого обогащения кварц-полевошпатовой руды // Известия вузов. Горный журнал. — 2011. — № 2. — С. 103—105.

12. Беляев И. А., Постникова И. В. Проблемы и перспективы применения технологий полусухих и сухих способов обогащения бедных фосфоритовых руд // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. — 2017. — № 3(51). — С. 67—74.

13. Urvantsev A. M., Kashcheev I. D. Rawmaterials magnesite enrichment by a dry method // Refractories and Industrial Ceramics. 2012, vol. 53, no. 2, pp. 78—81.

14. Чокин К. Ш., Едильбаев А. И., Едильбаев Б. А., Югай В. Д. Использование пневмомагнитной сепарации при обогащении магнетитовых руд // Обогащение руд. — 2020. — № 2. — С. 33—40. DOI: 10.17580/or.2020.02.06.

15. Едильбаев А. И. Перспективы сухого обогащения высокоглинистых руд // Цветная металлургия. — 2012. — № 5. — С. 51—53.

16. Герасимов А. М., Дмитриев С. В. Комбинированная технология сухого обогащения угля // Обогащение руд. — 2016. — № 6. — С. 9—13. DOI: 10.17580 / or.2016.06.02.

17. Dwari R. K., Rao K. H. Dry beneficiation of Coal-A review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2007, vol. 28, no. 3, pp. 177—234. DOI: 10.1080/08827500601141271.

18. Chen J., Honaker R. Dry separation on coal—silica mixture using rotary triboelectrostatic separator // Fuel Processing Technology. 2015, vol. 131, pp. 317—324. DOI: 10.1016/j. fuproc.2014.11.032.

19. Sobhyab A., Taoa D. Innovative RTS technology for dry beneficiation of phosphate // Procedia Engineering. 2014, vol. 83, pp. 111—121. DOI: 10.1016/j.proeng.2014.09.020.

20. Nunna V., Hapugoda S., Eswarappa S. G., Raparla Sh. K., Pownceby M. I., Sparrow G. J. Evaluation of dry processing technologies for treating low grade lateritic iron ore fines // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2022, vol. 43, no. 3, pp. 283—299. DOI: 10.1080/08827508.2020.1837127.

21. Ahmed H. A. M. Dry versus ungrading of nepheline syenite ores // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2011, vol. 46, pp. 107—118.

22. Mijał W., Baic I., Blaschke W. Modern methods of dry mineral separation — polish experience / Proceedings of the International Conference on Innovations for Sustainable and Responsible Mining. Lecture Notes in Civil Engineering. 2021, vol. 109. pp. 407—425. DOI: 10.1007/978-3-030-60839-2_21.

23. Manouchehri H. R. Changing electrical beneficiation potential of minerals: a critical analysis of surface treament methods in separation / Proceedings of 29th International Mineral Proceedings Congress (IMPC 2018). Moscow, 2019, pp. 777—787.

24. Месеняшин А. И., Логачева Н. А. Электрическая сепарация минерального сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2006. — № 1. — С. 366—369.

25. Shikhov N. V., Urvanzev A. I. The study’s results on the use of electrical separation for various ores / Proceedings of 29th International Mineral Proceedings Congress (IMPC 2018). Moscow, 2019, pp. 663—671.

26. Mohanta S. K., Dwari R. K. Separation of the coal-quartz mixture using tribo-electrostatic separator: Effect of surface pretreatment // Advanced Powder Technology. 2020, vol. 31, no. 8, pp. 3361—3371. DOI: 10.1016/j.apt.2020.06.027.

27. Шубов Л. Я., Статкевич И. В., Гречишкин В. С. Электросепарация — метод обогащения легкой фракции бытовых отходов // Твердые бытовые отходы. — 2012. — № 1. — С. 16—20.

28. Ryabov Yu. V., Delitsyn L. M., Ezhova N. N., Sudareva S. V. Methods for beneficiation of ash and slag waste from coal-fired thermal power plants and ways for their commercial use (a review) // Thermal Engineering. 2019, vol. 66, pp. 149—168. DOI:10.1134/S0040601519030054.

29. Красногоров В. О., Тупиков Д. Ю., Тупиков А. Д. Новые разработки в области электрического обогащения руд и россыпей // Горная промышленность. — 2020. — № 5. — С. 30—31.

30. Юсупов Т. С. Совершенствование процессов раскрытия минеральных сростков при освоении труднообогатимых объектов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 3. — С. 143—149.

31. Vorob'ev V. A., Ivanov E. N., Larionov A. N., Ryazanov M. A. Dry technologies of ore preparation as a tool for increasing extraction of valuable components / Proceedings of 29th International Mineral Proceedings Congress (IMPC 2018). Moscow, 2019, pp. 708—715.

32. Шадрунова И. В., Горлова О. Е., Колодежная Е. В., Кутлубаев И. М. Механизм дезинтеграции металлургических шлаков в аппаратах центробежно-ударного дробления // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 2. — С. 149—155.

33. Паладеева Н. И. Дробилки ударного действия // Известия вузов. Горный журнал. — 1996. — № 10—11. — С. 139—145.

34. Шадрунова И. В., Горлова О. Е., Колодежная Е. В. Технология получения высокосортных концентратов из отходов металлургических шлаков // Обогащение руд. — 2019. — № 4. — С. 54—60. DOI: 10.17580/or.2019.04.10.

35. Мамонов С. В., Закирничный В. Н., Метелев А. А., Дресвянкина Т. П., Волкова С. В., Кузнецов В. А., Зиятдинов С. В. Перспективные технологии раскрытия минерального сырья при подготовке к флотационному обогащению // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2019. — № 5. — С. 158—169. DOI: 10.15372/ FTPRPI20190517.

36. Хопунов Э. А. Энергетические и силовые факторы селективного разрушения руд // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 1. — С. 79—88. DOI: 10.21440/0536-10282020-1-79-88.

37. Гаркави М. С., Орехова Н. Н., Горлова О. Е., Колодежная Е. В. Применение механоактивации для получения целевых продуктов при переработке плавленого периклаза и шлаков // Обогащение руд. — 2020. — № 6. — С. 33—40. DOI: 10.17580/or.2020.06.06.

38. Cepuritis R., Jacobsen S., Onnela T. Sand production with VSI crushing and air classification: Optimising fines grading for concrete production with micro-proportioning // Minerals Engineering. 2015, vol. 78, pp. 1—14. DOI: 10.1016/j.mineng.2015.03.025.

39. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской федерации в 2019 году». Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. — М., 2020. — 494 с.