ООО «Бентонит Хакасии», Черногорск, Россия¹ ; Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова Российской академии наук, Москва, Россия²:

Д. А. Ветюгов, технолог по переработке минерального сырья¹, аспирант², эл. почта: vetug7@gmail.com

Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова Российской академии наук, Москва, Россия:

Т. Н. Матвеева, заместитель директора по научной работе, заведующая отделом проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья, докт. техн. наук, эл. почта: tmatveyeva@mail.ru

Представлены результаты экспериментальных исследований новых составов бентополимерных композиций (БПК) для использования в качестве связующего в процессе окомкования железорудных окатышей Стойленского ГОКа. В качестве основного ингредиента БПК использована активированная щелочью бентонитовая глина месторождения 10-й Хутор (Республика Хакасия). Рассматриваемые бентополимерные композиции являются смесью органического полимера и бентонитовой глины, обладающей улучшенными связующими и упрочняющими свойствами. Полимерные связующие представлены отечественными высоковязкими добавками (в составе БПК-1 и БПК-3), применяемыми для улучшения вязкостных и фильтрационных характеристик материалов. Экспериментально полученные данные сравнивали с базовыми характеристиками окатышей из шихты текущего производства фабрики окомкования Стойленского ГОКа. В ходе испытаний определяли возможность снижения расхода бентонита на 20, 30 и 50 % путем ввода в шихту БПК. Анализ полученных по результатам лабораторных испытаний характеристик сырых и высушенных окатышей, включающих массовую долю влаги, гранулометрический состав, прочность на раздавливание, прочность на сбрасывание, позволил определить оптимальный состав БПК и ее расход в шихту при окомковании. При использовании БПК-1 с различными соотношениями полимера и бентонита в сырых окатышах отмечено увеличение массовой доли класса –12,5+8 мм до 90–94 % и повышение прочности на раздавливание и сбрасывание на 24 и 48 % по сравнению с базовыми показателями. Установлено, что замена чистого бентонита на БПК-1 позволяет снизить расход связующего на 30 %, обеспечивая получение сырых окатышей более однородного гранулометрического состава с улучшенными прочностными характеристиками.

Авторы выражают признательность коллективу лаборатории окомкования ООО «Бентонит Хакасии» и лично руководителю проекта «Бентонит в производстве металлургического сырья» В. И. Лебедевой за оказанную помощь при проведении исследований.

1. ИТС 25-2021. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Добыча и обогащение железных руд. С. 15.
2. Пелевин А. Е. Пути повышения эффективности технологии обогащения железорудного сырья // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 2. С. 137–146.
3. Ветюгов Д. А., Русский А. В., Жигарев В. В. Бентонит — минеральное сырье для производства железорудных окатышей: сб. трудов 5 Международной научной школы «Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр» / Под ред. академика РАН К. Н. Трубецкого. — М. : ИПКОН РАН, 2022. — 404 с.
4. Дорошенко М. В., Башлыкова Т. В. Технологические свойства минералов. Справочник для технологов. — М. : Теплоэнергетик, 2007. — 296 с.
5. Hao Liu, Bing Xie, Yue-lin Qin. Effect of bentonite on the pelleting properties of iron concentrate // Journal of Chemistry. 2017. Vol. 6. P. 1–6.
6. Sivrikaya O., Arol A. I. Alternative binders to bentonite for iron ore pelletizing: Part I: Effects on physical and mechanical properties // Holos. 2014. Vol. 3. P. 94–103.

7. Anand Babu Kotta et al. Characterization of iron ore pellets with dextrin added organic binders under different time and temperature conditions // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. 178. 012003.
8. Anand Babu Kotta, Anshuman Patra, Mithilesh Kumar, Swapan Kumar Karak. Effect of molasses binder on the physical and mechanical properties of iron ore pellets // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2019. Vol. 26. No. 1. P. 41–51.
9. Halt J. A., Kawatra S. K. Review of organic binders for iron ore concentrate agglomeration // Mining, Metallurgy & Exploration. 2014. Vol. 31. P. 73–94.
10. Wang C., Xu Cy., Liu Zj. et al. Effect of organic binders on the activation and properties of indurated magnetite pellets // Int. J. Miner. Metall. Mater. 2021. Vol. 28. P. 1145–1152.
11. Усольцев Д. Ю. Исследование влияния бентополимерных композиций на свойства железорудных окатышей и совершенствование на этой основе технологии подготовки шихты для их производства : дис. … канд. техн. наук. — Екатеринбург, 2007. — 165 с.
12. ГОСТ 21043–87. Руды железные и концентраты. Метод определения внешней удельной поверхности. — Введ. 01.01.1988.