Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, Россия

А. Е. Пелевин, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых, доцент, докт. техн. наук, эл. почта: a-pelevin@yandex.ru

Исследована возможность повышения качества железного концентрата путем применения технологии с использованием тонкого грохочения на второй и третьей стадиях измельчения. В лабораторных условиях испытаны шесть схем обогащения титаномагнетитовой руды, отличающихся размерами сит грохотов, применяемых на второй и третьей стадиях измельчения: 0,63; 0,315; 0,16 и 0,1 мм. Применение в трехстадиальной схеме измельчения и обогащения тонкого грохочения на второй и третьей стадиях вместо гидроциклонов позволило повысить содержание железа в концентрате: в зависимости от размера отверстий сит содержание железа в концентрате увеличено от 61,21 до 61,94–64,22 %. При повышении массовой доли железа в концентрате снижаются выход концентрата и извлечение железа в концентрат. Максимальное содержание железа в концентрате (64,22 %) достигнуто при использовании схемы, предусматривающей установку грохотов с размерами отверстий сит 0,63 и 0,1 мм на второй и третьей стадиях измельчения. На второй стадии измельчения при использовании сит с бóльшим размером отверстий в основном осуществляется раскрытие породных минералов, что позволяет выделить их при помощи мокрой магнитной сепарации в хвосты большей крупности. Применение сит с малым размером отверстий на третьей стадии измельчения приводит к раскрытию зерен титаномагнетита и оставшихся породных минералов. Это позволяет получать высококачественный концентрат на последней стадии мокрой магнитной сепарации.

1. Löf A., Ericsson M., Löf O. Iron ore market review // CIS Iron and Steel Review. 2019. Vol. 17. Р. 4–9.
2. Эрикссон М., Лёф А., Лёф О. Обзор мирового рынка железной руды за 2019–2020 годы // Горная промышленность. 2021. № 1. С. 74–82. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-1-74-82
3. Ralph J. Holmes, Yifan Lu, Liming Lu. Chapter 1 – Introduction: Overview of the global iron ore industry // Iron Ore (Second Edition). Mineralogy, Processing and Environmental Sustainability. Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering. 2022. P. 1–56. DOI: 10.1016/B978-0-12-820226-5.00023-9
4. Chernousov P. I., Karpalev A. E., Kramar A. V., Podusovskiy V. O. Comprehensive index of compound blast furnace smelting // CIS Iron and Steel Review. 2022. Vol. 23. Р. 9–14.
5. Sibagatullin S. K., Kharchenko A. S., Savchenko G. Yu., Beginyuk V. A. Blast furnace performance improved through optimal radial distribution of materials at the top while changing the charging pattern // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 16. Р. 11–14.
6. Сенченко А. Е., Куликов Ю. В., Токаренко А. В. Технологические исследования — основа успешной модернизации производственной базы АО «Лебединский ГОК» // Горный журнал. 2022. № 6. С. 59–67.
7. Rocha G. M., da Cruz M. V. M., Lima N. P., Lima R. M. F. Reverse cationic flotation of iron ore by amide-amine: bench studies // Journal of Materials Research and Technology. 2022. Vol. 18. P. 223–230. DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.02.039
8. Zhiqiang Huang, Wenyuan Li, Shuyi Shuai, Shiyong Zhang et al. Iron ore production us-ing a new Gemini surfactant at 273 K // Chemical Communications. 2022. Vol. 62, Iss. 58. P. 8678–8681. DOI: 10.1039/D2CC02705D
9. Опалев А. С., Карпов И. В., Кривовичев С. В. Повышение эффективности переработки магнетитовых кварцитов в АО «Карельский окатыш» // Горный журнал. 2021. № 11. С. 66–74.
10. Пелевин А. Е. Повышение качества магнетитовых концентратов в переменном магнитном поле // Обогащение руд. 2019. № 6. С. 19–24.
11. Korchevenkov S. A., Aleksandrova T. N. Preparation of standard iron concentrates from non-traditional forms of raw material using a pulsed magnetic field // Metallurgist. 2017. Vol. 61. № 5–6. Р. 375–381. DOI: 10.1007/s11015-017-0503-z
12. Пат. 2751185 U1 РФ. Способ повышения качества магнетитовых концентратов / Р. И. Исмагилов, Д. Н. Голеньков, Д. О. Шарковский, Э. В. Шелепов, А. А. Сычев, Т. В. Игнатова ; заявл. 07.09.2020 ; опубл. 12.07.2021, Бюл. № 20.
13. Пат. 2754695 U1 РФ. Способ производства магнетитовых концентратов повышенного качества / Н. Т. Эфендиев, А. А. Угаров, Р. И. Исмагилов, Д. Н. Голеньков и др. ; заявл. 07.09.2020 ; опубл. 06.09.2021, Бюл. № 25.
14. Немыкин С. А., Копанев С. Н., Мезенцева Е. В., Окунев С. М. Производство железорудного концентрата с повышенной долей полезного компонента // Горный журнал. 2017. № 5. С. 27–31.
15. Kuskov V. B., Lvov V. V., Yushina T. I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 21. Р. 4–8.
16. Осипова Н. В. Использование фильтра Калмана при автоматическом контроле показателей магнитного обогащения железных руд // Известия вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 5. С. 372–377.
17. Xiaolong Zhang, Yuexin Han, Parra-Álvarez N., Claremboux V., Kawatra S. K. Flotation of iron ores: A review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2019. Vol. 42. P. 1–29. DOI: 10.1080/08827508.2019.1689494
18. Elves Matiolo, Hudson Jean Bianquini Couto, Neymayer Lima, Klaydison Silva, Amanda Soaresde Freitas. Improving recovery of iron using column flotation of iron ore slimes // Minerals Engineering. 2020. Vol. 158. 106608. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106608
19. Калюжная Р. В. Оптимизация параметров магнитно-гравитационной сепарации на основе исследования межчастичных магнитных взаимодействий в магнитно-стабилизированном ожиженном слое // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 7. С. 146–152. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-7-0-146-152
20. Исмагилов Р. И., Козуб А. В., Гридасов И. Н., Шелепов Э. В. Современные направления повышения эффективности переработки железистых кварцитов на примере АО «Михайловский ГОК им. А. В. Варичева» // Горная промышленность. 2020. № 4. С. 98–103. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-4-98-103
21. Matheus Naves Moraes, Roberto Galery, Douglas B. Mazzinghy. A review of process models for wet fine classification with high frequency screens // Powder Technology. 2021. Vol. 394. Р. 525–532. DOI: 10.1016/j.powtec.2021.08.078
22. Barbosa V. P., Menezes A. L., Gedraite R., Ataíde C. H. Vibration screening: A detailed study using image analysis techniques to characterize the bed behavior in solid–liquid separation // Minerals Engineering. 2020. Vol. 154. 106383. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106383
23. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Применение тонкого гидравлического грохочения для стадиального выделения концентрата // Обогащение руд. 2021. № 1. С. 8–14.
24. Косой Г. М., Винников А. Я. Технологические испытания процесса тонкого гидравлического грохочения измельченных руд на многочастотном грохоте компании Kroosh Technologies // Цветные металлы. 2021. № 6. С. 10–15.
25. Samayamutthirian Palaniandy, Rinto Halomoan, Hidemasa Ishikawa. TowerMill circuit performance in the magnetite grinding circuit – The multi-component approach // Minerals Engineering. 2019. Vol. 133. Р. 10–18. DOI: 10.1016/j.mineng.2018.12.019
26. Фоминых В. Г., Краева Ю. П., Ларина Н. В. Петрология и рудогенезис Качканарского массива. — Свердловск : Изд-во РИСО УНЦ АН СССР, 1987. — 180 с.
27. Пелевин А. Е., Сытых Н. А., Черепанов Д. В. Влияние крупности частиц на эффективность сухой магнитной сепарации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11–1. С. 293–305. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_293
28. Пелевин А. Е. Снижение числа стадий измельчения железных руд путем применения в замкнутом цикле тонкого грохочения // Черные металлы. 2022. № 12. С. 4–9.
29. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Испытания двухстадиальной схемы измельчения титаномагнетитовой руды // Обогащение руд. 2018. № 2. С. 13–18.
30. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Сравнение использования гидроциклонов и грохотов в замкнутом цикле измельчения титаномагнетитовой руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 5. С. 154–166. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_5_0_154
31. Tulio M. Campos, Gilvandro Bueno, Gabriel K. P. Barrios, Luís Marcelo Tavares. Pressing iron ore concentrate in a pilot-scale HPGR. Part 1: Experimental results // Minerals Engineering. 2019. Vol. 140. 105875. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.105875
32. Tulio M. Campos, Gilvandro Bueno, Gabriel K. P. Barrios, Luís Marcelo Tavares. Pressing iron ore concentrate in a pilot-scale HPGR. Part 2: Modeling and simulation // Minerals Engineering. 2019. Vol. 140. 105876. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.105876
33. Túlio M. Campos, Gilvandro Bueno, Victor A. Rodriguez, Ann Christin Böttcher et al. Relationships between particle breakage characteristics and comminution response of fine iron ore concentrates // Minerals Engineering. 2021. Vol. 164. 106818. DOI: 10.1016/j.mineng.2021.106818
34. Маляров П. В., Кузьминых А. А. Оценка эффективности измельчения и распределения потребляемой энергии между стадиями измельчения // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2008. № 2. С. 78–83.
35. Пелевин А. Е. Влияние магнитной флокуляции на результаты обогащения железосодержащих руд // Обогащение руд. 2021. № 4. С. 15–20.