Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, Россия

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

Исследована возможность получения суперконцентрата для внедоменного получения железа путем применения технологии с использованием четырехстадийной схемы измельчения и тонкого грохочения на второй и третьей стадиях измельчения. В лабораторных условиях испытаны три четырехстадийные схемы измельчения и обогащения титаномагнетитовой руды, отличающиеся размерами сит грохочения, применяемых на второй (0,4–0,63 мм) и третьей (0,1–0,315 мм) стадиях измельчения. Испытанные четырехстадиальные схемы с тонким грохочением на второй и третьей стадиях позволили получить суперконцентраты (66,05–66,4 % Fe), пригодные для металлизации и внедоменного получения железа. Массовая доля титаномагнетита в полученных концентратах составила более 95 %. Максимальные выход концентрата (16,02 %) и извлечение железа в концентрат (67,61 %) достигнуты при использовании схемы с грохочением с увеличенными размерами сит (0,63 и 0,315 мм) на второй и третьей стадиях измельчения. Схема с применением на второй и третьей стадиях измельчения грохотов с увеличенными размерами сит позволяет уменьшить переизмельчение породных и рудных минералов на второй и третьей стадиях и подготовить промпродукт для последующего получения из него суперконцентрата с помощью мокрой магнитной сепарации после четвертой стадии шарового измельчения. Особенностями испытанных схем являются вывод хвостов большей крупности на второй и третьей стадиях измельчения и осуществление основного измельчения и раскрытия минералов на последней стадии шарового измельчения.

1. Löf A., Ericsson M., Löf O. Iron ore market review // CIS Iron and Steel Review. 2019. Vol. 17. P. 4–9.
2. Metolina P., de Andrade R. S., Ramos B., Guardani R. Hydrogen direct reduction ironmaking process for zero CO₂ emission: A study on the effect of particle properties changes during the multiple non-catalytic gas-solid reactions // Minerals Engineering. 2023. Vol. 201. 108188. DOI: 10.1016/j.mineng.2023.108188
3. 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
4. Исмагилов Р. И., Баскаев П. М., Игнатова Т. В., Шелепов Э. В. Перспективы расширения минерально-сырьевой базы железных руд за счет вовлечения в переработку окисленных железистых кварцитов Михайловского месторождения // Обогащение руд. 2020. № 3. С. 19–24.
5. Silva K., Filippov L. O., Piçarra A., Flilippova I. V. et al. New perspectives in iron ore flotation: Use of collector reagents without depressants in reverse cationic flotation of quartz // Minerals Engineering. 2021. Vol. 170. 107004. DOI: 10.1016/j.mineng.2021.107004
6. Matiolo E., Couto H. J. B., Lima N., Silva K. et al. Improving recovery of iron using column flotation of iron ore slimes // Minerals Engineering. 2020. Vol. 158. 106608. DOI: 10.1016/j.mineng.2020.106608
7. 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.
8. Пат. 2751185 U1 РФ. МКП B03B 7/00; B03C 1/02. Способ повышения качества магнетитовых концентратов / Исмагилов Р. И., Голеньков Д. Н., Шарковский Д. О., Шелепов Э. В. и др. ; заявл. 07.09.2020 ; опубл. 12.07.2021, Бюл. № 20.
9. Пат. 2754695 U1 РФ. МКП B03B 7/00. Способ производства магнетитовых концентратов повышенного качества / Эфендиев Н. Т., Угаров А. А., Исмагилов Р. И., Голеньков Д. Н. ; заявл. 07.09.2020 ; опубл. 06.09.2021, Бюл. № 25.
10. Опалев А. С. Повышение качества магнетитовых концентратов на основе магнитно-гравитационной сепарации // Горный журнал. 2020. № 9. С. 72–77.
11. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Стадиальное извлечение железного концентрата с помощью барабанного сепаратора с модифицированной ванной // Обогащение руд. 2016. № 4. С. 10–15.
12. Гзогян С. Р., Щербаков А. В. Повышение качества концентратов АО «Стойленский ГОК» с использованием магнито-гравитационной сепарации // Обогащение руд. 2020. № 6. С. 3–7.
13. 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
14. Zhang X., Gu X., Han Y., Parra-Álvarez N. et al. Flotation of iron ores: A review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2019. Vol. 42. DOI: 10.1080/08827508.2019.1689494
15. Гриненко В. И., Опалев А. С., Маевский П. В., Карпов И. В. Повышение качества железорудного концентрата на АО «ССГПО» методом магнитно-гравитационной сепарации // Горный журнал. 2021. № 10. С. 81–86.
16. Фоминых В. Г., Краева Ю. П., Ларина Н. В. Петрология и рудогенезис Качканарского массива. — Свердловск : Изд-во РИСО УНЦ АН СССР, 1987. — 180 с.
17. Кантемиров В. Д., Титов Р. С., Яковлев А. М. Оценка влияния минерального состава титаномагнетитовой руды на результаты магнитного обогащения // Обогащение руд. 2017. № 4. С. 36–41.
18. 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
19. Пелевин А. Е. Технологии обогащения железных руд России и пути повышения их эффективности // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 579–592. DOI: 10.31897/PMI.2022.61
20. Селиванов Д. А., Быстров И. Г. Результаты комплексной геолого-экономической оценки месторождений Качканарской группы // Разведка и охрана недр. 2015. № 3. С. 46–52.
21. 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
22. Пелевин А. Е. Снижение числа стадий измельчения железных руд путем применения в замкнутом цикле тонкого грохочения // Черные металлы. 2022. № 12. С. 4–9.
23. Пелевин А. Е. Повышение качества концентрата путем применения тонкого грохочения в стадиях измельчения железных руд // Черные металлы. 2023. № 10. С. 4–9.
24. Рыбкин B. C., Леонтьев Л. И., Леушин В. Н., Евстюгин С. Н. и др. Разработка технологических схем металлизации качканарских окатышей // Сталь. 2008. № 7. С. 16–20.

25. Рыбкин В. С., Подковыркин Е. Г., Коршунова Н. Г., Баков А. В. и др. Экспериментальное исследование металлизации железорудных окатышей во вращающейся печи // Сталь. 2008. № 12. С. 40–43.
26. Campos T. M., Bueno G., Barrios G. K. P., Tavares L. M. 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
27. Campos T. M., Bueno G., Barrios G. K. P., Tavares L. M. 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
28. Campos T. M., Bueno G., Rodriguez V. A., Böttcher A. Ch. 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
29. Маляров П. В., Степурин В. Ф., Солдатов Г. М., Конник Н. Д. Перераспределение энергии измельчения между стадиями в условиях Урупского ГОКа // Обогащение руд. 2006. № 3. С. 18–20.
30. Маляров П. В., Степурин В. Ф., Солдатов Г. М., Конник Н. Д. К вопросу об оценке эффективности процесса измельчения руд и распределения потребляемой энергии между стадиями // Обогащение руд. 2006. № 2. С. 3–6.
31. Osipova N. V. Investigation of the possibility of obtaining concentrate production targets based on a mathematical model of an ferrum ore processing site // CIS Iron and Steel Review. 2023. Vol. 25. P. 4–9.
32. Пелевин А. Е. Влияние магнитной флокуляции на результаты обогащения железосодержащих руд // Обогащение руд. 2021. № 4. С. 15–20.
33. Ломовцев Л. А., Нестерова Н. А., Дробченко Л. А. Магнитное обогащение сильномагнитных руд. — М. : Недра, 1979. — 235 с.
34. Markauskas D., Kruggel-Emden H. Coupled DEM-SPH simulations of wet continuous screening // Advanced Powder Technology. 2019. Vol. 30, Iss. 12. P. 2997–3009. DOI: 10.1016/j.apt.2019.09.007
35. Moraes M. N., Galery R., Mazzinghy D. B. A review of process models for wet fine classification with high frequency screens // Powder Technology. 2021. Vol. 394. P. 525–532. DOI: 10.1016/j.powtec.2021.08.078