Патент на изобретение №2187388

(54) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ БАРИТОВОЙ РУДЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу обогащения баритовой руды, в частности тонкозернистой кальцито-баритовой руды, с целью получения баритового концентрата. Технический результат – получение готового баритового концентрата из тонкозернистых кальцито-баритовых руд. Сущность изобретения: баритовую руду дробят, измельчают, грохочение ведут в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетном продукте грохота. Перед измельчением баритовую руду нагревают при температуре 200-300^oС в течение 20-60 мин, а измельчают в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 47-52 м/с. Кроме того, надрешетные продукты грохота измельчают в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 50-52 м/с. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к способу обогащения баритовой руды, в частности тонкозернистой кальцито-баритовой, с целью получения баритового концентрата.

Барит – минерал класса сульфатов (BaSО₄) с высокой плотностью (4,3-4,5 г/см³), мягкий, неабразивный (твердость 3,0-3,5 по шкале Мооса), нерастворим в воде, химически инертен, термостоек [1].

Баритовые концентраты применяются в качестве утяжелителей буровых растворов в нефтегазодобывающей промышленности, а также наполнителей композиционных материалов в химической и других отраслях промышленности.

Известен способ обогащения баритовой руды, включающий операции дробления, измельчения, фракционирования с получением баритового концентрата [2].

Способ осуществляется следующим образом. Баритовую руду дробят, измельчают, а операцию фракционирования – отделение полезного компонента барита от сопутствующих материалов – ведут методом флотации с использованием реагентов-ксантогенатов, жирных кислот и других.

Данный способ применяется для обогащения тонковкрапленной сульфидно-баритовой руды. Для тонкозернистых кальцито-баритовых руд данный способ не эффективен из-за небольшой разницы во флотируемости кальцита и барита.

Наиболее близким способом обогащения баритовой руды, принятым за прототип, является способ обогащения баритовой руды, включающий дробление, измельчение, грохочение в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетном продукте грохота [3].

Способ осуществляется следующим образом: баритовую руду дробят до крупности 25 мм, а затем измельчают методом декрепитации. Эффект декрепитации – растрескивание барита в тонкий порошок, происходит при нагревании руды до температуры 400-500^oС. Сопутствующие компоненты остаются при этом в виде крупных зерен. Далее измельченную руду подают на грохочение. Грохочение ведут в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота. При этом тонкие тяжелые частицы барита концентрируются в нижнем слое обрабатываемого материала и просеиваются через сито грохота. Подрешетный продукт грохота является готовым баритовым концентратом.

Общими признаками заявляемого изобретения с прототипом являются операции дробления, измельчения, грохочения в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетном продукте грохота.

Данный известный способ обогащения баритовой руды предназначен для явно кристаллических баритовых руд, измельчение которых можно вести в режиме декрепитации.

Однако этот способ не пригоден для тонкозернистых кальцито-баритовых руд, так как измельчение в режиме декрепитации для данного типа руд не эффективно из-за мелкозернистой структуры руды.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением и достигаемым техническим результатом, является получение баритового концентрата из тонкозернистых кальцито-баритовых руд.

Названный технический результат достигается тем, что в заявленном способе в отличие от известного, включающего операции дробления, измельчения, грохочения в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетном продукте грохота, перед измельчением баритовую руду нагревают при температуре 200-300^oС в течение 20-60 минут, а измельчение ведут в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 47-52 м/с. Кроме того, надрешетные продукты грохота измельчают в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 50-52 м/с.

Совокупность названных существенных признаков позволяет решить поставленную задачу за счет достижения технического результата – получение готового баритового концентрата из тонкозернистых кальцито-баритовых руд.

В заявляемом способе благодаря тому, что перед измельчением баритовую руду нагревают при температуре 200-300^oС в течение 20-60 минут, происходит ослабление связей между баритом и сопутствующими минералами. В результате этого при измельчении в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 47-52 м/с баритовая руда измельчается избирательно. Барит, как более мягкий компонент, измельчается до дисперсного состояния, а сопутствующие минералы измельчаются незначительно. Если нагревание ведется при температуре менее 200^oС, куски руды недостаточно прогреваются и не происходит ослабление связей между баритом и сопутствующими минералами в степени, необходимой для избирательного измельчения в роторных дробилках ударного типа. Нагревание при температуре более 300^oС приводит к повышению хрупкости сопутствующих минералов и при последующем измельчении не достигается эффект избирательного дробления в дробилках ударного действия.

Время нагрева определено экспериментально в зависимости от крупности баритовой руды, поступающей на нагревание. В таблице приводятся режимы нагрева при различной крупности руды.

Режим измельчения в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 47-52 м/с определен исходя из следующего: измельчение при скорости дробящих тел менее 47 м/с приводит к недоизмельчению полезного компонента барита, что снижает степень извлечения барита из руды, а при скорости дробящих тел более 52 м/с происходит переизмельчение сопутствующих минералов и загрязнение баритового концентрата.

Исследования показали, что измельчение при заявленных режимах позволяет перевести барит в дисперсное состояние – крупность менее 0,1-0,2 мм, при этом сопутствующие минералы имеют крупность 5-10 мм. Благодаря этому при грохочении в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота барит, как наиболее тяжелый компонент, концентрируется на поверхности сита и просеивается через его отверстия. Таким образом в подрешетном продукте грохота получается баритовый концентрат.

Если по результатам анализа на содержание барита будет установлено, что из надрешетных продуктов грохота целесообразно доизвлечение барита, надрешетные продукты доизмельчают в роторных дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 50-52 м/с. Измельчение надрешетных продуктов при скорости дробящих тел менее 47 м/с ведет к недоизмельчению барита, что снижает степень его извлечения из руды, а измельчение при скорости дробящих тел более 52 м/с ведет в переизмельчению сопутствующих минералов, попаданию их в подрешетный продукт грохота и разубоживанию ими баритового концентрата.

Измельченный материал подают на грохот, работающий в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота. Отделение барита от сопутствующих минералов происходит в данной операции так же, как описано выше. В подрешетном продукте грохота получают баритовый концентрат, а надрешетные продукты являются отходами.

Способ включает следующие операции:
– дробление исходной баритовой руды до крупности 50-100 мм;
– нагревание при температуре 200-300^oС в течение 20-60 мин;
– охлаждение до температуры, соответствующей техническим характеристикам аппаратов, в которых осуществляются последующие операции;
– измельчение в роторных дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 47-52 м/с;
– грохочение в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетный продукт грохота;
– при целесообразности доизвлечения барита из сходовых фракций их измельчают в роторных дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 50-52 м/с;
– грохочение измельченного материала ведут в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетном продукте грохота.

Существо способа поясняет фиг. 1, где изображена предлагаемая схема обогащения баритовой руды.

Способ осуществляется с помощью следующего оборудования: щековая дробилка (1), тоннельная электропечь или газовая печь (2), роторная дробилка (3), односитовый грохот линейно-кругового движения (4), двухситовый грохот линейно-кругового движения (5), роторная дробилка (6), двухситовый грохот линейно-кругового движения (7), двухситовый грохот линейно-кругового движения (8).

Пример осуществления способа.

Исходную баритовую руду подают на дробление в щековую дробилку (1), где руду дробят до крупности, например, 50 мм. Раздробленную руду подают в тоннельную электропечь или газовую печь (2), где баритовую руду нагревают при температуре 250^oС в течение 30-40 мин.

При нагревании до температуры 250^oС происходит ослабление связей между баритом и сопутствующими минералами, но полного разрушения кусков руды не происходит.

После нагревания баритовую руду охлаждают до температуры, соответствующей техническим характеристикам аппаратов, в которых осуществляются последующие операции, преимущественно до температуры окружающей среды. Затем баритовую руду подают на измельчение в роторную дробилку ударного типа (3) при скорости дробящих тел 49 м/с, где баритовая руда избирательно измельчается благодаря тому, что перед измельчением в роторной дробилке ударного типа руда нагревалась при температуре 250^oС в течение 30-40 мин. Измельченную руду подают на односитовый грохот линейно-кругового движения (4) с размером отверстий сита 5,0 мм. Грохочение ведется в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота. Тонкие, тяжелые частицы барита концентрируются в нижнем слое обрабатываемого материала и просеиваются через сито грохота. Материал разделяется на фракции: надрешетную +5,0 и подрешетную -5,0 мм. Фракцию +5,0 мм в зависимости от содержания барита направляют в отходы или на дальнейшую переработку. Фракцию -5,0 мм подают на двухситовый грохот линейно-кругового движения (5) с размером отверстий сит: 1,0 мм – первое сито, 0,112 мм – второе сито. Грохочение ведется в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота. Барит, как наиболее тяжелый компонент, концентрируется на поверхности сита и просеивается через него. Материал разделяется на фракции: подрешетную первого сита +1,0 мм; надрешетную второго сита -1,0+0,112 мм; подрешетную 0,112 мм.

Таким образом в подрешетном продукте грохота получается баритовый концентрат, содержащий 81-86% барита (BaSО₄).

Если по результатам анализов будет установлено, что из надрешетных фракций грохота целесообразно доизвлечение барита, надрешетные фракции грохота (4;5) +5,0 мм, +1,0 мм и -1,0+0,112 мм подают на измельчение в роторную дробилку ударного типа (6). Скорость дробящих тел 52 м/с.

Измельченный материал подают на двухситовый грохот линейно-круговою движения (7) с размерами отверстий сит: 1,0 мм – первое сито; 0,112 мм – второе сито. Грохочение ведется в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота. Тонкие, тяжелые частицы барита концентрируются на ситовой поверхности грохота и просеиваются через нее. Материал разделяется на фракции: надрешетную первого сита +1,0 мм, надрешетную второго сита -1,0+0,112 мм и подрешетную -0,112 мм. Таким образом в подрешетном продукте грохота получают готовый баритовый концентрат. Надрешетную фракцию второго сита грохота (7) 1,0+0,112 мм подают на двухситовый грохот линейно-кругового движения (8) с размерами отверстий сит: 0,63 мм – первое сито; 0,112 мм – второе сито. Грохочение ведется в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота. Материал разделяется на фракции: надрешетнуго первого сита +0,63 мм, надрешетную второго сита -0,63+0,112 мм, подрешетную -0,112 мм. Отделение барита от сопутствующих минералов на грохоте (8) происходит так же, как описано выше. В подрешетном продукте грохота получают готовый баритовый концентрат, а сходовые фракции грохотов (7;8) +1,0 мм; +0,63 мм; -0,63+0,112 мм являются отходами.

Предлагаемый способ обогащения руды обеспечивает получение кондиционного баритового концентрата из тонкозернистой кальцито-баритовой руды. Извлечение барита в готовые концентраты составляет 70-80%.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Горная энциклопедия. – Т. 1.- М.- 1984.- С. 202-203.

2. Фишман М. А. Технология полезных ископаемых. – М.: Металлургиздат, 1955.- С. 615.- Абз. 1. – (аналог).

3. Фишман М. А. Технология полезных ископаемых. – М.: Металлургиздат, 1955.- С. 615.- Абз. 4. – (прототип).

Формула изобретения

1. Способ обогащения баритовой руды, в частности тонкозернистой кальцито-баритовой, включающий операции дробления, измельчения, грохочения в режиме сегрегации материала на ситовой поверхности грохота с получением готового баритового концентрата в подрешетный продукт грохота, отличающийся тем, что перед измельчением баритовую руду нагревают при температуре 200-300^oС в течение 20-60 мин, а измельчение ведут в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 47-52 м/с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что надрешетные фракции грохота измельчают в дробилках ударного типа при скорости дробящих тел 50-52 м/с.

РИСУНКИ