Патент на изобретение №2311232
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КОБАЛЬТОНОСНЫХ ЖЕЛЕЗО-МАРГАНЦЕВЫХ ОКЕАНИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ (ЕГО ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований (корок и конкреций), добываемых со дна мирового океана и содержащих помимо марганца, кобальта и железа также никель, медь, благородные и редкие металлы. Способ переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований включает дробление, измельчение, классификацию и последующие выделения марганца и цветных металлов. По первому варианту способа после классификации из фракции -0,5+0,074 мм осуществляют выделение марганца и цветных металлов гравитационным обогащением на концентрационном столе, с последующей трехстадийной магнитной сепарацией легкой фракции концентрационного стола. При этом напряженность магнитного поля сепаратора на первой стадии составляет от 3500 до 4000 эрстед, на второй от 6500 до 7200 эрстед и на третьей от 8000 до 8200 эрстед, причем марганец и цветные металлы извлекают в магнитную фракцию третьей стадии. По второму варианту способа классификацию осуществляют на фракции -12+0,5 и -0,5+0,074 мм, а выделение марганца и цветных металлов осуществляют из полученных фракций гравитационным обогащением на отсадочных машинах из фракции -12+0,5 мм и на концентрационных столах из фракции -0,5+0,074 мм. При этом марганец и цветные металлы извлекают в легкие фракции гравитационного обогащения, которые направляют на химико-металлургическую доводку. Процесс переработки по обоим вариантам способа осуществляют в модуле на дне океана. Технический результат – повышение извлечения в коллективный концентрат марганца, кобальта, никеля и меди, снижение экологической напряженности дна Мирового океана, сокращение объема материала, поднимаемого со дна океана. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
(56) (продолжение): CLASS=”b560m”Справочник по обогащению руд черных металлов/Под ред. ШИНКОРЕНКО С.Ф, Москва, “Недра”, 1980, с.338-340.
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований, добываемых со дна мирового океана и содержащих помимо марганца, кобальта и железа также никель, медь, благородные и редкие металлы. Среди полезных ископаемых океана кобальтоносные железо-марганцевые корковые образования (КЖМК) представляют собой самостоятельный промышленный рудный тип, имеющий огромное экономическое и политическое значение. Известен способ переработки образований (КЖМК), включающий измельчение, восстановительный обжиг и гидрометаллургическую переработку сырья с получением марганца, кобальта и никеля (см. «Геология и минеральные ресурсы мирового океана, Интерморгео, Варшава, 1990, стр.646-648»). Недостатком этого способа являются значительные энергетические затраты на обжиг и сушку исходного измельченного материала, а также необходимость переработки 100% массы материала по химико-металлургической технологии. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемым изобретениям является способ переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований, включающий дробление, измельчение, классификацию и последующие выделения марганца и цветных металлов (см. Патент России №2261923, кл. С22В 3/08 от 31.05.2004 г.). К недостаткам известного способа следует отнести невысокие технологические показатели процесса и необходимость вовлечения в переработку всей массы исходного материала. Технической задачей изобретений является создание технологии переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований на основе предварительного глубокого обогащения с получением коллективного концентрата для последующего химико-технологического процесса при снижении его массы в 2,5-3 раза. Поставленная техническая задача решается таким образом, что в способе переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований по I варианту, включающем дробление, измельчение, классификацию и последующие выделения марганца и цветных металлов, последнее осуществляют предварительным гравитационным обогащением на концентрационном столе из фракции -0,5+0,074 мм с последующей трехстадийной магнитной сепарацией легкой фракции концентрационного стола, при этом напряженность магнитного поля сепаратора на первой стадии составляет от 3500 до 4000 эрстед, на второй – от 6500 до 7200 эрстед и на третьей – от 8000 до 8200 эрстед, а марганец и цветные металлы извлекают в магнитную фракцию третьей стадии. В способе переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований по II варианту, включающем дробление, измельчение, классификацию и последующее выделение марганца и цветных металлов, последнее осуществляют предварительным гравитационным обогащением на отсадочных машинах из фракции -12+0,5 мм и на концентрационных столах из фракции -0,5+0,074 мм, при этом марганец и цветные металлы извлекают в легкие фракции гравитационного обогащения, которые направляют на химико-металлургическую доводку. Процесс переработки по I и II вариантам проводят в модуле на дне океана. Сущность изобретения заключается в следующем: После операции дробления, измельчения и классификации каждый класс крупности исходного материала поступает на гравитационное обогащение с использованием процесса концентрации на столе КЦ-30 с перечисткой концентратов и контрольным обогащением хвостов. При этом в тяжелую фракцию переходят минералы субстрата, а в легкую (хвосты стола) фракцию минералы с повышенным содержанием марганца и цветных металлов. Результаты гравитационного обогащения классифицированного материала на концентрационном столе позволяют сделать следующие выводы: – извлечение марганца (и соответственно цветных металлов) в легкую фракцию концентрационного стола, направляемую на магнитную сепарацию, при обогащении всех трех классов высокое (78-81%), однако с понижением тонины помола степень концентрации ценных компонентов снижается с 20 до 11%; – при обогащении крупных классов (0,5+0,3 мм.) и (-0,3+0,15 мм) обогащенный марганцем (и соответственно кобальтом и др. цветными металлами) продукт (конечные хвосты концентрационного стола) практически в два раза богаче исходного при содержании железа на уровне исходного; – при обогащении мелкого класса (-0,15+0,044 мм) наблюдается лишь незначительное повышение содержания марганца в легкой фракции концентрационного стола на 3-4% по сравнению с исходным материалом; – при разработке принципиальной схемы обогащения исходного материала рекомендуется на концентрационный стол направлять более широкий по крупности класс -0,5+0,074 мм. Последующий процесс магнитной сепарации осуществляется в пределах напряженности магнитного поля от 3500 до 8200 эрстед в три стадии. При проведении исследований на каждом классе крупности было уставлено, что в немагнитную фракцию выделяются легкие минералы фазы субстрата, а сильно магнитную фракцию (от 3500 до 5000 эрстед) – железистые образования с пониженным содержанием марганца и цветных металлов, в слабомагнитную фракцию (от 7200 до 8200 эрстед) – более богатый марганцем и цветными металлами продукт. Анализ результатов трехстадийной магнитной сепарации обогащенных продуктов концентрационного стола (по классам крупности) позволяет установить следующее: – в диапазоне напряженности магнитного поля сепаратора от 3500 до 5500 эрстед из всех трех классов крупности удалось выделить отвальные по марганцу и цветным металлом хвосты, содержащие от 3,2 до 5,4% марганца (магнитная фракция) с низкими потерями в них ценных компонентов (0,7-2,0% от руды); – немагнитные фракции от всех классов крупности представляют собой отвальные хвосты с содержанием марганца от 1,5 до 3,0%, с потерями в них ценных компонентов (0,1 до 0,5% от руды); – в диапазоне напряженности магнитного сепаратора от 5500 до 7200 эрстед из класса -0,5+0,3 мм выделен промежуточный марганцевый продукт с содержанием 10,6% марганца и цветным металлам 1,5% (от руды); – в диапазоне напряженности магнитного сепаратора от 7200 до 8200 эрстед выделен наиболее богатый по марганцу и цветным металлампродукт (слабомагнитная фракция) с содержанием марганца в среднем 20% и кобальта 0,53% при извлечении 65-70% от руды, соответственно направляемой на химико-металлургическую переработку. В результате проведенных исследований было установлено, при определенном минеральном составе океанических корковых образований (отсутствие слабомагнитных марганцевых минералов) выделение марганца и цветных металлов осуществляют из фракции -12+0,5 мм гравитационным обогащением на отсадочных машинах, а из фракции -0,5+0,074 мм – на концентрационных столах, при этом марганец и цветные металлы извлекают в легкие фракции гравитационного обогащения (II вариант). С целью сокращения в 3,5-4,0 раза объема поднимаемого со дна океана и обогащенного материала, содержащего марганец и цветные металлы для последующего химико-металлургического процесса, а также снижения экологической напряженности дна Мирового океана переработку исходного материала по обоим вариантам осуществляют в модуле на дне океана. Пример конкретной реализации изобретения поясняется со ссылкой на графический материал, где на фиг.1 изображена схема и основные параметры процессов переработки кобальтоносных железомарганцевых океанических образований (вариант I). Исследования производились на представительной пробе содержащей 10,5% марганца, 0,27% кобальта, 0,24% никеля и 0,08% меди. После операций дробления, измельчения и классификации фракция -0,5+0,074 мм поступала на предварительное гравитационное обогащение с использованием концентрационного стола. Легкая фракция концентрационного стола поступала на трехстадиальную магнитную сепарацию, при этом напряженность магнитного поля на первой стадии составляла 3500-4000 эрстед, на второй – 6500-7200 эрстед и на третьей – 8000-8200 эрстед. В результате трехстадиальной магнитной сепарации марганец и цветные металлы извлекают в магнитную фракцию на третьей стадии. В табл.1 приведены данные, подтверждающие обоснованность описываемого изобретения – способа переработки кобальтоносных железомарганцевых океанических образований (по первому варианту) в сравнении с аналогом и прототипом (опыты 1 и 2). Анализ полученных результатов показывает, что только при оптимальных условиях описываемого способа (опыты 3, 4, 5) достигается высокое извлечение в коллективный концентрат марганца (63-67%), кобальта (63-69%), никеля (77-90%) и меди (56-61%) при минимальном его выходе 30-35% (по массе), поступающем на химико-металлургическую доводку до товарных продуктов. При выходе за нижние пределы оптимальных значений (опыт 6 и 9) технологические показатели значительно снижаются, а при выходе за верхние пределы (опыты 7 и 8 ) практически не изменяются. По второму варианту пример конкретной реализации изобретения поясняется со ссылкой на чертежи, где на фиг.2 изображена схема переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований (на той же пробе, что и по первому варианту). После операций дробления, измельчения и классификации фракция -12+0,5 мм направлялись на гравитационное обогащения методом отсадки, а фракция -0,5+0,074 мм на концентрационный стол. В результате проведения процесса обогащения марганец и цветные металлы извлекают в легкие фракции гравитационных методов. В табл.2 приведены данные, подтверждающие обоснованность описываемого изобретения – способа переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований (по второму варианту) в сравнении с аналогом и прототипом (опыты 1 и 2). Анализ полученных результатов показывает, что только при оптимальных условиях описываемого способа (опыты 3) достигается высокое извлечение в коллективный концентрат марганца (63,8%), кобальта (66,0%),никеля (86,6%) и меди (57,7%) при минимальном его выходе 33% (по массе), поступающем на химико-металлургическую доводку до товарных продуктов. Таким образом, использование описываемого изобретения решает проблему комплексной переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований за счет высокого извлечения марганца, кобальта, никеля и меди в коллективный концентрат, поступающий на химико-металлургическую переработку до товарных продуктов, при одновременном снижении его выхода (по массе) до 30-35%
Формула изобретения
1. Способ переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований, включающие дробление, измельчение, классификацию и последующие выделения марганца и цветных металлов, отличающийся тем, что после классификации из фракции -0,5+0,074 мм осуществляют выделение марганца и цветных металлов гравитационным обогащением на концентрационном столе с последующей трехстадийной магнитной сепарацией легкой фракции концентрационного стола, при этом напряженность магнитного поля сепаратора на первой стадии составляет от 3500 до 4000 Э, на второй от 6500 до 7200 Э и на третьей от 8000 до 8200 Э, причем марганец и цветные металлы извлекают в магнитную фракцию третьей стадии. 2. Способ переработки кобальтоносных железо-марганцевых океанических образований, включающий дробление, измельчение, классификацию и последующее выделения марганца и цветных металлов, отличающийся тем, что классификацию осуществляют на фракции -12+0,5 и -0,5+0,074 мм, а выделение марганца и цветных металлов осуществляют из полученных фракций гравитационным обогащением на отсадочных машинах из фракции -12+0,5 мм и на концентрационных столах из фракции -0,5+0,074 мм, при этом марганец и цветные металлы извлекают в легкие фракции гравитационного обогащения, которые направляют на химико-металлургическую доводку. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что процесс переработки осуществляют в модуле на дне океана.
РИСУНКИ
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
