Новые разработки в области электрического обогащения руд и россыпей

В.О. Красногоров — начальник лаборатории НПО «ЭРГА»
Д.Ю. Тупиков — зам. директора НПО «ЭРГА»
А.Д. Тупиков — аспирант НИТУ МИСиС

---

Во время нестабильной экономической ситуации в мире на первое место ставятся вопросы снижения себестоимости выпускаемой продукции и применение современных и наиболее экономически выгодных процессов и технологий. В горно-обогатительной отрасли актуален вопрос применения сухих технологий обогащения минерального сырья, так как данный способ производства концентрата считается наиболее выгодным за счет ряда преимуществ. Отсутствие необходимости потребления технологической воды, потребности в прудах-осветлителях (шламонакопителях), фильтрации, сгущении и высушивании продуктов обогащения, несомненно приводит к экономии финансовых средств и сокращению временных, энерго- и трудозатрат.

Новой разработкой НПО «ЭРГА» в области сухой переработки руд и россыпей стало проектирование и изготовление полупромышленного барабанного электростатического сепаратора ЭЛКРОН ЭСС 300  (рис 1.).

Рис. 1. Полупромышленный электростатический сепаратор ЭЛКРОН ЭСС 300

Разработанная модель электростатического сепаратора имеет ряд конструктивных особенностей:

• увеличенный диаметр осадительного электрода до 320 мм дает прирост производительности по сравнению с аналогами; 
• автоматическая очистка электродов позволяет снизить временные затраты на обслуживание оборудования; 
• сенсорная панель оператора обеспечивает возможность сохранения параметров сепарации под разные обогащаемые продукты; 
• возможность проведения испытаний в коронно-электростатическом (заряжение в поле коронного разряда) или трибоэлектростатическом (электризация трением) режиме сепарации. 

На новом сепараторе были проведены испытания отмытых песков Белого моря крупностью -0,5+0,07 мм, цель которых было получение товарного гранатового концентрата с содержанием ценного абразивного минерала 95 % и выше. Сложность получения концентрата заключалась в присутствии в россыпи минералов схожих с гранатом по магнитным и гравитационным свойствам, а именно роговой обманки и других минералов группы амфиболов, эпидота и др.

Рис. 2. Общий вид исходной пробы (слева) и пробы после трибоэлектростатической сепарации (справа)

После извлечения магнетита, ильменита и кварца из исходного материала на магнитных сепараторах типа СМБМ, СМВИ, полученный слабомагнитный продукт сепарировался в трибоэлектростатическом режиме, при предварительной электризации минералов трением. Данный режим позволяет разделять минералы-диэлектрики по знаку накопленного трением заряда. Положительно заряженные минералы притягиваются к отклоняющему электроду с подведенным отрицательным потенциалом. Отрицательные заряженные минералы-диэлектрики на оборот отталкиваются от одноименно заряженного электрода.

В ходе основной и перечистной трибоэлектростатической сепарации был получен концентрат с содержанием граната и граната с примазками рудных минералов 97,8 %

На основании проведенных положительных исследований была разработана промышленная линия сухого обогащения гранатовых песков (рис. 3) производительностью до 2 т/ч.

Рис. 3. Линия магнитно-электростатического обогащения гранатового песка

В состав комплекса вошли следующие типы оборудования:

• барабанный магнитный сепаратор СМБМ с индукцией 0,18 Тл — извлечение сильномагнитных минералов (титаномагнетит, магнетит и др.) и техногенного железа (метизы, металлический натир и др.); 
• барабанный магнитный сепаратор СМБМ с индукцией 0,9 Тл — извлечение минералов со средней магнитной восприимчивостью (ильменит); 
• валковый магнитный сепаратор СМВИ с индукцией 1,5 Тл — удаление немагнитных минералов (кварцевый песок); 
• барабанный трибоэлектростатический двухстадийный сепаратор ЭЛКРОН ЭСС-Т 1200 — получение гранатового концентрата. 

В коронно-электростатическом режиме сепарации, а именно разделения минералов проводников и диэлектриков, были проведены испытания олововольфрамового предконцентрата крупностью -1+0 мм. Обогащаемый сухим методом материал предварительно обеспыливался на воздушном сепараторе Зиг-Заг с целью удаления тонких шламистых частиц (менее 40 мкм), которые при нахождении на зернистых минералах снижают селективность разделения электрическим методом.

Результаты коронноэлектростатической сепарации представлены в таблице 1.

Наименование продукта	γ, %	Sn		As		WO3
		β, %	ε, %	β, %	ε, %	β, %	ε, %
Исходный	100	49,10	100	0,68	100	16,53	100
Концентрат	61,47	68,11	85,26	0,89	80,11	5,88	21,88
Промпродукт	29,55	17,75	10,68	0,20	8,85	31,18	55,73
Хвосты	5,39	1,23	0,14	0,10	0,77	59,04	19,24

Табл. 1. Результаты электростатической сепарации олово-вольфрамового предконцентрата

В ходе трехстадийной сепарации получен коллективный электропроводящий касситеритовый концентрат с содержанием олова 68,11 %, извлечением 85,26 % и выходом 61,47 %, неэлектропроводящий шеелитовый продукт с содержанием оксида вольфрама (VI) 59,04 %, извлечением 19,24 % и выходом 5,39 %. Полученный промпродукт возможно отправить на дополнительную стадию электростатического обогащения с целью доизвлечения минералов вольфрама.

Рис. 4. Трехстадийный коронноэлектростатический барабанный сепаратор

Полученные результаты легли в основу разработки промышленного комплекса обогащения олово-вольфрамового предконцентрата производительностью до 3 т/ч, состоящего из аэросепаратора Зиг-Заг и трехстадийного коронно-электростатического барабанного сепаратора ЭЛКРОН ЭСС 2000 (рис. 4).

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 1 (51)/март 2021 г.