Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка комбинированной технологии обогащения полевошпатовых руд Вьетнама

ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ле Ван Тхань

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕВОШПАТОВЫХ РУД.

I. 1. Характеристика минералов полевых шпатов.

I. 2. Обзор литературных источников по практике обогащения полевых шпатов

1.2.1. Удаление минеральных примесей.

1.2.2 Отделение кварца от полевых шпатов.

1.2.3 Разделение полевых шпатов на калиевую и натриевую разновидности.

Выводы к главе I.

ГЛАВА II. ИЗУЧЕНИЕ ПОЛЕВОШПАТОВОГО СЫРЬЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДОЙДАО ТХАЧХОАН ВЬЕТНАМ.

11.1. Цель и задачи работы.

11.2. Сырьевая база полевошпатовой промышленности СРВ II. 3. Характеристика месторождения Дойдао Вьетнам.

II.4. Исследование характеристик минерального состава полевых шпатов месторождения Дойдао Тхачхоан

II. 5. Исследование фракционного состава полевошпатового сырья месторождения Дойдао Тхачхоан Вьетнама.

Выводы к главе II.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ШПАТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДОЙДАО.

III. 1. Оттирка.

III.2. Магнитная сепарация.

III. 3. Электрическая сепарация.

IV. Флотация.

Выводы к главе III.

ГЛАВА IV. РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕВОШПАТОВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДОЙДАО ТХАЧХОАН ВЬЕТНАМА

IV. 1. Основные принципы выбора технологии обогащении полевых шпатов.

IV. 2. Обоснование требований к качеству полевых шпатов 116 IV.3. Обоснование принципиальной технологической схемы 121 обогащения

IV.4. Испытания комбинированной схемы обогащения кварцевого полевошпатового порода.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка комбинированной технологии обогащения полевошпатовых руд Вьетнама"

Актуальность работы. В основных направлениях экономического и социального развития СРВ на периоды до 2010 года предусмотрено всестороннее развитие экономически эффективных отраслей производства, рациональное использование природных, материальных и трудовых ресурсов страны, комплексное освоение месторождений полезных ископаемых. Постоянно возрастающие масштабы и темпы развития народного хозяйства Вьетнама предопределяют рост потребности ряда отраслей промышленности в полевошпатовом сырье, являющемся природным источником кремнезема, глинозема и окислов щелочных металлов. При этом каждая разновидность полевых шпатов имеет свой круг промышленного применения.

В связи с необходимостью улучшения качества изделий в производстве которых используются полевые шпаты: (повышение белизны фарфора, удельного сопротивления изоляторов, качества абразивов), промышленность предъявляет повышенные требования к ассортименту и качеству полевошпатовых материалов. Предусмотрены жесткие требования по содержанию железа, кварца, суммы щелочей и их соотношения, определяющие необходимость создания рациональных технологических схем обогащения с целью получения высококачественных полевошпатовых продуктов, для различных отраслей промышленности.

В настоящее время богатые месторождения полевых шпатов Вьетнама истощены, а оставшиеся запасы представлены труднообогатимыми и крайне неравномерными по вещественному составу рудами, вследствие чего действующие фабрики не имеют надежной сырьевой базы.

Разработка рациональной технологической схемы обогащения полевых шпатов разведанных месторождений Вьетнама, для обеспечения потребителей полевошпатовыми материалами необходимого ассортимента и качества является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в Московском государственном горном университете и центре естественных наук и технологий Вьетнама.

Цель работы - установление закономерностей магнитной, электрической сепарации и флотации с учетом особенностей вещественного состава полевошпатовых руд, для разработки рациональной технологии их обогащения, обеспечивающей получение высококачественных товарных концентратов и комплексность использования минерального сырья. 5

Идея работы - использование контрастности магнитных, электрических и физико-химических свойств минералов полевых шпатов и минеральных примесей для их разделения в процессах магнитной, электрической сепарации и флотации.

Методы исследования - В работе использован комплекс современных методов исследований: гранулометрический, химический, минералогический, рентгенофазовый анализ исходной руды и продуктов обогащения; методы оттирки, магнитной, электрической сепарации и флотация руды; математическое моделирование; методы математической статистики и анализа.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна: установлены характеристики минеральных примесей и закономерности распределения гранулометрического состава дробленых полевошпатовых руд по содержанию ценного компонента; построены кривые обогатимости, позволяющие определять предельно возможные технологические показатели обогащения; установлены новые зависимости и формула определения максимальной крупности извлекаемой в магнитную фракцию частицы от напряженности магнитного поля и удельной магнитной восприимчивости минеральных примесей для их выделения в процессе сухой магнитной сепарации полевошпатовых руд; разработаны модели (линейные функции) процесса электрической сепарации полевошпатовых руд, позволяющие определять параметры процесса и предельно возможные технологические показатели сепарации; установлены зависимости показателей флотации полевых шпатов и кварца от параметров процесса, определен реагентный режим флотации полевошпатовых руд; научно обоснована принципиальная схема комбинированной технологии глубокого обогащения полевошпатового сырья, обеспечивающая получение высококачественных материалов для строительной керамики, стекольной промышленности, изделий из стекла и фарфора и др.

Обоснованность и достоверность результатов проведенных исследований подтверждается соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований обогащения полевошпатового сырья (с отклонением не более 25%), а также положительными результатами укрупненных испытаний рекомендуемой технологии обогащения на полевошпатовом сырье месторождения Дойдао.

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей разделения минеральных комплексов полевошпатовых руд в процессах 6 магнитной, электрической сепарации и флотации и обосновании эффективных методов их обогащения.

Практическое значение работы заключается в разработке комбинированной технологии обогащения полевошпатового сырья Вьетнама, позволяющей производить высококачественные полевошпатовые продукты для ряда отраслей промышленности.

Реализация результатов работы. Основные результаты рекомендованы к использованию при проектировании новой обогатительной фабрики для обогащения полевошпатовых руд месторождения Дойдао Вьетнама.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научных семинарах центра естественных наук и технологий Вьетнама, кафедры обогащения полезных ископаемых МГГУ, на международном научном симпозиуме «Неделя горняка 2002» Москва, МГГУ, 28.0.1-01.02.2002.

Публикация. Основные положения диссертации опубликованы в 5 научных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, списка использованной литературы из 93 наименования, включает 33 рисунков, 29 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Ле Ван Тхань

Основные выводы по работе:

1. Обобщены теория и практика обогащения полевошпатового сырья и отмечено, что технология обогащения полевых шпатов должна обеспечить: удаление минеральных примесей, включая слюду и железосодержащие минералы;

- отделение кварца от полевых шпатов (электрической сепарацией и флотацией;

2. На основе изучения минералогического и химического составов основных минералов и минералов - примесей полевошпатовых руд, приведена классификация их по магнитным свойствам, установлено, что железо содержится практически во всех минералах - спутниках. В некоторых оно входит в состав кристаллической решетки минерала, описывается его формулой, в других оно находится в виде примесей.

3. На основе изучения вещественного состава основных типов полевошпатовых руд месторождений Вьетнама установлены характеристики минеральных примесей и закономерности распределения основных компонентов полевошпатовых руд по классам крупности. Построены кривые распределений основных компонентов по классам крупности, позволяющие определять предельно возможные технологические показатели обогащения.

131

4. Установлены новые зависимости и формула определения максимальной крупности извлекаемой в магнитную фракцию частицы от напряженности магнитного поля и ее удельной магнитной восприимчивости в процессе сухой магнитной сепарации полевошпатовых

РУД

5. Рекомендована технологическая схема с применением магнитной сепарации для извлечения минеральных примесей, имеющих значительную величину удельной магнитной восприимчивости. Магнитную сепарацию предполагается осуществлять в три стадии: первая стадия- предназначена для извлечения сильномагнитных минералов (магнетит и др.) и аппаратного железа в слабом магнитном поле напряженностью Н = 80-100 кА/м; вторая стадия- предусматривается для отделения ильменита, биотита, Маргарита, циннвальдита, роговых обманок, г ематит и частично мусковита при напряженности магнитного поля Н = 1000-1100 кА/м; третья- контрольная операция, для выделения слабомагнитных минералов: эпидота, сфена, мусковита, турмалина, а также ожелезненных полевых шпатов при максимальной напряженности магнитного поля Н до 1300 кА/м. При этом режиме сепарации получена немагнитная фракция (полевошпатовый продукт) с содержанием трехокиси железа 0,24% при извлечении 40,5%.

6. Определены условия электрической сепарации для выделения свободного кварца из полевошпатовой руды месторождения Дойдао, а также осуществлена оптимизация режима этого процесса с применением двух предложенных линейных моделей - выхода и содержания SiC>2 в полевошпатовом концентрате. Разработанные модели (линейные функций) оптимизации процесса электрической сепарации позволяют определять предельно возможные технологические показатели этого процесса. При оптимальном режиме сепарации получен полевошпатовый концентрат с пониженным содержанием окиси кремния до 74,62% (тогда как в исходной

132 руде это значение составляло 79,82%), суммарным содержанием двуокиси натрия и калия 9,61% при их извлечении 94,09%;

7. Установлены закономерности флотации полевошпатовой руды и кварца. Определен реагентный режим флотации полевошпатовых руд месторождения Дойдао: при рН = 2,0-2,5; расходе собирателя (АНП) от 0,2 до 0,25 кт/т; депрессора (HF) - 0,5 кг/т и пенообразователя (соснового масла) - ОД кг/т; обеспечивающие получение коллективного полевошпатового концентрата, содержащего 9,87% суммы двуокиси натрия и калия при извлечении 85,76 %.

8. Разработана комбинированная технология обогащения полевых шпатов с учетом технологических, и экологических факторов, включающая способы сухого обогащения, - магнитную сепарацию и электрическую сепарацию. При этом содержание суммы двуокиси калия и натрия в полевошпатовом концентрате достигает 9,1 %, содержание Fe203 -0,19%; содержание Si02 - 74,56 %, что соответствует требованиям потребителей.

133

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной задачи разработки и применения комбинированной технологии обогащения полевошпатового сырья, основанной на различии магнитных, электрических и флотационных свойств разделяемых минералов, и обеспечивающей получение качественных товарных полевошпатового, кварцевого и слюдяного концентратов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ле Ван Тхань, Москва

1. Абрамов А.А. Закономерности флотации серицита и хлорита в присутствии катионных собирателей. //Обогащение руд", 1963. Т. № 5.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Недра, 1976.

3. Архангенльская И.Н. Разработка и исследование процесса извлечения полевых шпатов из гранитов и порфиров. Дис.канд тех. наук, г. Ленинград 1973.

4. Барский J1.A., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. Недра. Москва 1978.

5. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. Справочник. Недра. Москва 1992.

6. Беллами. Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. Ин. Литерат. М. 1963.

7. Богданов О.С., Максимов В.А., Поднек А.К., Янис Н.А., Теория и технология флотации руд. Недра 1990.

8. Богданов О.С., Янис Н.Я., Михайлова Н.С., Син- Вей- Чжун. Изучение взаимодействие аминов с несульфидными минералами с применением меченых атомов. Отчет Механобра, 1962.

9. Богданов О.С., Поднек Н.К., Хайман В.Я., Янис Н.А. Вопросы теории и технологии Флотации. Л. 1959.

10. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов. М. "Недра", 1976. 197 с.

11. Beaumont A.S. Finish Flotation fendspar "Interceramic" 1967 №1.134

12. Benificating North Carolina Spodumene. Beryl ores. The mining journal v.257.№ 6597,1961.

13. Воронов В. А. Многоуровневая оптимизация процессов обогащения. Недра. М., 1991,153 с.

14. George P. Yutjen, копа Plant Features Flexibility in Feldspar Flotation. ""Engimeering and mining Iournal" 1965 17 № 9.

15. Глембоцкий B.A. Флотация 1972. с.

16. Годен A.M. Принципы флотации. М. Металлургиздат 1958.

17. Данилова Е.В., Флотация полевых шпатов лауриаламинном. Обогащение полезных ископаемых. Механобр, Металлуриздат, 1960.с 94.

18. Данилова Е.В., Флотация полевых шпатов лауриаламинном. Обогащение полезных ископаемых. Сб. научных трудов ин-та Механобр, вып. 1. М., Металлуриздат, 1960- с. 94.

19. Деркач А.Г., Кочан Д.И., Прадед Г.П. Взаимодействие катионного собирателя АНП-14 с НГ. Изв. высш. Учебн. Заведений. Цв. Металлургия, № 5. 1971. С 28-32.

20. Загайнов В.Г. Исследование и разработка оптимальных режимов флотации мусковита и полевых шпатов. Дис.канд тех. наук. г. Москва 1980.

21. Загайнов В.Г. Исследование и разработка оптимальных режимовфлотации мусковита и полевых шпатов. Дис. .канд тех. наук. г. Москва 1980.

22. Задорожный В.К. Выделение полевошпатового, слюдяного и кварцевого концентратов при коплексном обогащения редкометальных пегматитов. Сб. «Обогащение комплексных руд» М., изд-во «Наука», 1964.

23. Задорожный В.К. Рациональная схема комплексного обогащения полевошпатово-кварцевого сырья. // в кн. Освоение месторождения комплексных руд карело-колю региона. Апатиты 1988.135

24. Задорожный В.К. Рациональная схема комплексного обогащения полевошпатово-кварцевого сырья. Освоение месторождения комплексных руд карело-кол регионал. Апатиты 1988.

25. Какорин А. И Исследование процесса коллективной и селективной флотации минералов группы слюд катионным собирателем. Дис.канд тех. наук. г. Ленинград 1968.

26. Карнаухов Н,М. Технология доводки коллективных концентратов с помощью электрической сепарации. М., Недра, 1966.

27. Кармазин В.В., Кармазин В.И., Магнитные и электрические методы обогащения. Недра 1988.

28. Кармазин В.В., Кармазин В.И., Магнитные методы обогащения. Недра, 1984.415 с.

29. Клячин В.В. Диомидов И.А., Габдулхаев P.JI. Разработка технологии обогащения щелочных каолинов Дубровского месторождения, обеспечивающей комплексное использование сырья. 1971.

30. Козин В.З. Экспериментальное моделирование и оптимизация процессов обогащения полезных ископаемых. М., Недра, 1984, 110 с.

31. Козызев В.В. Геолого-экономическая оценка месторождения полевошпатового сырья. Труды Гипронинеметаллоруд. JI. вып 4, Стройиздат 1970.

32. Корызев В.В. Перспективные потребности и требования к полевошпатовым материалам. // В кн. Проблемы производства и использования полевошпатового сырья. Апатиты. 1980 г. с 51-57.136

33. Корызев В.В. Стекольным заводам высококалиевое полевошпатовое сырье. // в кн. Стекло и керамика, 1967 №8- с.32-33.

34. Кондрашина A.M., Бржезанский В.М., Галич В.М., Раскин М.Н. Егоров А.Е, Немировский В.Д., Соколова И.В.Способ обогащения кварц -полевошпатовых алюмосодержащих пород. Патент СССР № 977044 дата. Опуб. 30. 12. 1982.

35. Кузькин С.Ф., Буникова O.K., Петрова З.Д. Изучение флотационных свойств литиевых, бериллиевых и некоторых породообразующих минералов. Отчет Минцветметзолото им. М.И. Калинина, М., 1957.

36. Ле Ван Тхань, Нгуен ван Хань, и др. Исследование оценки качества и экономической сырьевой базы полевых шпатов в СРВ, Ханой 1999.

37. Madel Н. Die Entwicklung der Aufberei tungstechnik imjahre, Freiberg, Bergagakademic 1928.

38. Малинович Г.И Разработка эффективных схем обогащения слюдяных руд, с целью извлечения мелкоразмерных фракций. Дис.канд тех. наук. г. Иркутск, 1981.

39. Месеняшин А.И., Якубовский Я. М. Выделение слюды и обеспылвание при обогащении полевошпатовых руд на электрических сепараторах, руды Гипронинеметаллоруд. Л. вып 7, 1978.

40. Месеняшин А.И. Электрическая сепарация в сильных полях. М. Недра 1978. с.

41. Митрофанов С.И., Барский Л.А., Самыгин В.Д. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. М., Недра, 1974, 351 с.

42. Митрофанов С.И. Селективная флотация. М. Металлургиздат1958.

43. Михаеев В.И. Рентгенографический определитель минералов.

44. Изд. Госгеолтехиздат. М. 1962.137

45. Назарова Г,Н. Переработка труднообогатимых руд.Теория и практика. Наука, 1987г.

46. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М. Мир 1965.

47. Нестеров Г.С. Технологическая оптимизация обогатительных фабрик. Недра. Москва 1976.

48. Обзор по обогащению руд. Экспресс информация горнорудная промышленность, вып 39. ГРП 1959.

49. Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения.М. Недра. 1977.-е.

50. Олофинский Н.Ф., Новикова В.А. Трибоадгезионная сепарация М., Недра, 1974.

51. Остапенко П.Е. Технологическая оценка минерального сырья, нерудное сырьё. JI. 1995 г.

52. Оттирка и перемешивание при флотационном обогащении сподуменовой руды. Эспресс информация, ч.П.№7,1962.

53. Пекки А.С., Рарозенова В,И. Месторождения полевошпатового сырья Карелии. JI. Наука, 1977.

54. Пенная флотация железосодержащих минералов из полевошпатовых руд. Патент США № 2633241.

55. Пенная флотация слюдистых минералов. Патент США № 3214018.

56. Переработка труднообогатимых руд «теория и практика» Москва. Наука 1987г.

57. Песков В.В., Ревнивцев В.И. Влияние аппаратного железа на процессы обогащения полевошпатовых пород и меры борьбы с ним. Труды института Уралмеханобр. Вып 13. Свердловск 1967.138

58. Песков В.В., Ревнивцев В.И. Магнитная сепарация полевошпатового сырья. Труды института Уралмеханобр. Вып 13. Свердловск 1967.

59. Петров В.П. Полевошпатовое сырье. Итоги науки и техники. Неметаллические полезных ископаемых. Т.5. М. Изд. ВИНИТИ, 1977.

60. Плаксин И.Н. Исследование действия регуляторов при флотации редкометальных руд. Избранные труды. Обогащение полезных ископаемых, Изд. Наука. М. 1970.

61. Плаксин И.Н., Назарова Г.Н. Особенности взаимодействия крем нефтористого натрия с ионами в условиях флотации. Изв. АН СССР. -Металлургия и горное дело. № 4. 1964 с167-171.

62. Плаксин И.Н., Глембоцкий В.А., Раухваргер Е.Л., Шевелена А.С. Флотация руды КМА с применением кремнефтористого натрия. Сб. "Вопросы разработки месторождений КМА" М., АН СССР. -1961. с.119-123.

63. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М. Издательство МГУ, 1967, 188.

64. Полькин С.И. Обогащение руд и расыпей редких металлов. М. Недра 1967.

65. Полькин С.И. Флотация руд редких металов и олова. М. Гостгортехиздатю 1960.

66. Порунов В.М. Полевошпатовое сырье. Недра. Москва 1975г.

67. Проблемы производства и использования полевошпатового сырья. Апатиты. 1980 г.

68. Путрин A.M. Исследование закономерностей флотационного разделения полевых шпатов и кварца в кислой среде с собирателями катионного типа. Дис.канд тех. наук. г. Свердловск 1974.

69. Rabone Ph. Flotation Plant Practice. Mining Publication Ltd, 1957.

70. Redeker J.H. Flotation of feldspar, spodumene, Guarts and mica from139pegmatite in North Carolina,USA Erzmetall. Band 30 Helfl2. December, с '556-572.

71. Pematite ore benefication. "Min. End Miner Eng" v. 1. 1965.

72. Ревнивцев В.И. Обогащение полевых шпатов и кварца. Недра. Москва- 1970.

73. Ревнивцев В.И. Разработка способов обогащения кварца и полевых шпатов на основе особенностей структура и дефектов их кристаллической решетки. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Свердловск 1972 г.

74. Розенцвейг С.М., Стронгин Д.М., Рагинская П.И. Применение глиноземистого материала для изготовления опорно-стержневых изоляторов высокой прочности. Стекло и керамика 1970.

75. Рохваргер E.JI. Основные направления развития производства и повышения качества керамических плиток./ В кн. Техническая информанция. Серия керамическая промышленность. Вып. 2. М. Изд. ВНИИЭСМ. -1971.

76. Рубинштейн Ю.Б., Волков JI.A. Математические методы в обогащении полезных ископаемых. Недра. Москва 1987.

77. Concentration of pollucite ores. The april 27, 1962.

78. Сазерленд К. JI., Уорк И.В.Принципы флотации. М. Металлургиздат. 1958.

79. Стрельцин Г.С. Об естественной флотируемости минералов с точки зрения их структурной характеристики. Труды II нучно-практической сессии института Механобр. М. Металлургиздат. 1962.

80. Таггарт А.Ф. Основы обогащения руд. Металлургиздат. 1962.

81. Тихонов О. Н. Введение в динамику массопереноса процессов обогатительной технологии. Недра 1970 г.140

82. Филимонов Н.В. Депрепссия полевых шпатов и след кремнефтористым натрием. Научн. Тр. Иркутск. НИИ редких и цветн. Металлов. 1972, вып. 26,28,37.

83. Feldspar by flotation. Glass ind 1961.

84. Flotasion of beryl. The mining Journal.otk.6, 1961.

85. Цимберов А.И., Штерн A.B. Стеклянные изоляторы. M. Энергия1973.

86. Singhal R.K. Magnetic separatons for mineral processing/ "Mining magazine" November1965.

87. Штейберг Ю.Г. Новое в науке о фарфоре. Стекло и керамика.1976.

88. Шупов Л. П. Моделирование и расчет на ЭВМ схем обогащения. Недра,-М.; Недра 1980.

89. Шупов Л. П. Прикладные математические методы в обогащении полезных ископаемых. Недра. М.-1972.

90. Эйгелес М.А. Некоторые вопросы теории флотации силикатов и окислов. Флотация силикатов и окислов. Госгеотехиздат М. 1961.

91. Энгунд А.Э., Холодок Н.И. Перспективные потребности и требования к полевошпатовому сырью, для фарфоро-фаянсовой промышленности. Проблемы производства и использования полевошпатового сырья. Апатиты. 1980 г.- с. 59-64.

92. Янис Н.А. Исследование взаимодействие катионного реагента с алюмосиликатами.// В сб. Исследование действия флотационных реагентов. Труды Механобра, Вып 135, Л,1965.