Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состоянии теории и технологий обогащения титаномагнетитових руд 10
1.1. Типы титаномагнетитових руд 10
1.2. Способы переработки титаномагнетитових руд 14
1.3. Практика переработки титаномагнетитовых руд за рубежом 22
1.4. Анализ практики переработки железосодержащих руд и исследовательских работ по совершенствованию технологий их обогащения 26
1.5. Постановка задач исследований 37
Глава 2. Характеристика объектов исследования и методик проведения экспериментов 41
2.1. Характеристика объектов исследования 41
2.2. Методики экспериментальных и теоретических исследований..,. 42
2.3. Характеристика используемых реагентов 56
Глава 3. Исследование состава, свойств и обогатимости титаномагнетитовой руды 60
3.1. Изучение вещественного состава руды 60
3.2. Определение магнитных свойств мономинеральных фракций титаномагнетитовой руды 64
3.3. Исследование дробимости титаномагнетитовой руды 66
3.4. Исследование измельчаемости титаномагнетитовой руды 68
3.5. Исследование титаномагнетитовой руды на обогатимость 70
3.6. Выводы 76
Глава 4. Исследование закономерностей разделения минералов титаномагнетитовой руды 79
4.1. Изучение процесса рудоподготовки титаномагнетитовой руды 79
4.1.1. Влияние крупности титаномагнетитовой руды на показатели рудоподготовки 80
4.1.2. Изучение процесса сухой магнитной сепарации во взвешенном состоянии титаномагнетитовой руды 82
4.2. Интенсификация процесса измельчения титаномагнетитовой руды 87
4.3. Изучение магнитной флокуляции сильномагнитных тонкоиз-мельченных материалов 95
4.4. Влияние процесса размагничивания на свойства магнитных частиц 99
4.5. Влияние реагентов на процесс магнитной сепарации 101
4.6. Выводы 106
Глава 5. Разработка и испытания комбинированной технологии обогащения титаномагнетитовой руды Копанского месторождения... 108
5.1. Изучение закономерностей процесса магнитной сепарации на полиградиентном сепараторе 108
5.2. Исследование и оптимизация параметров работы гравитационных аппаратов 113
5.3. Оптимизация реагентного режима флотации ильменитового промпродукта 121
5.4. Обогащение титаномагнетитовой руды по магнитно-гравитационной технологии 124
5.5. Обогащение титаномагнетитовой руды по магнитно-флотационной технологии 125
5.6. Обогащение титаномагнетитовой руды по усовершенствованной магнитно-гравитационной технологии 127
5.7. Испытания разработанной технологии на непрерывно действующей установке 129
5.8. Выводы 131
Заключение 134
Библиографический список 137
- Анализ практики переработки железосодержащих руд и исследовательских работ по совершенствованию технологий их обогащения
- Определение магнитных свойств мономинеральных фракций титаномагнетитовой руды
- Изучение магнитной флокуляции сильномагнитных тонкоиз-мельченных материалов
- Исследование и оптимизация параметров работы гравитационных аппаратов
Введение к работе
Актуальность работы. Доля собственного железосодержащего сырья в ОАО «ММК» не превышает 11-13 %. Разведанные на Южном Урале месторождения магнетитовых руд малочисленны и запасы в них незначительны. Так, Теченское месторождение имеет запасы 83 млн т, а Круглогорское -57,9 млн т. Запасы действующего рудника Малый Куйбас составляют около 65,1 млн т. Бакальское рудоуправление выдает около полумиллиона тонн в год сидеритовой руды, но сидериты имеют низкую массовую долю железа, достигающую всего лишь 27-30 %, и массовую долю диоксида магния 9,0-17 %, что неприемлемо для доменного процесса. Большая часть разведанных запасов железных руд Южного Урала (более 80%) представлена титаномагне-титовыми рудами, которые являются, в основном, среднетитанистыми с массовой долей диоксида титана 3 - 14%. К таким рудам относятся и руды Ко-панского месторождения с массовой долей железа 22-24%) и диоксида титана 8-11%). Разведанные запасы месторождения составляют 2,6 млрд т, а прогнозные - около 6 млрд т. Переработка этих руд с использованием известных технологий позволяет получать железованадиевый концентрат с массовой долей железа 59-60%, а диоксида титана до 13-14%), который не пригоден для доменного процесса. Сложность обогащения руд определяется тонким взаимопрорастанием минералов и в первую очередь ильменита с магнетитом и титаномагнетитом. Эффективная переработка титаномагнетитовой руды обеспечит получение высококачественных железованадиевого и ильменитового концентратов. Поэтому разработка технологии комплексной переработки ти-таномагнетитовых руд приобретает особую актуальность в настоящее время.
Целью диссертационной работы является разработка комбинированной технологии обогащения титаномагнетитовой руды Копанского месторождения для расширения сырьевой базы предприятий черной металлургии Южного Урала.
Идея работы заключается в использование установленных закономерностей процессов рудоподготовки, магнитной сепарации, гравитационного и
флотационного методов обогащения для обеспечения избирательного разделения минералов титаномагнетитовой руды Копанского месторождения. Основные задачи исследования:
Исследование состава и свойств титаномагнетитовой руды.
Исследование процессов рудоподготовки титаномагнетитовой руды.
Исследование закономерностей разделения минералов титаномагнетитовой руды с использованием различных методов обогащения.
Разработка высокоэффективной технологии обогащения тонковкрап-ленной титаномагнетитовой руды.
Объект и методы исследования
Исследования проводились на мономинеральных железованадиевой, магнетитовой и ильменитовой фракциях и рудах Копанского, Медведевского месторождений и месторождения Малый Куйбас.
Для решения поставленных задач использован комплекс физических, химических и физико-химических методов исследования: спектральный, микроскопический, магнитный, химический и гранулометрический; .седи-ментационный и фракционный анализы и методы определения дробимости и измельчаемости руды; пондеромоторныи метод определения магнитных свойств; метод воздухопроницаемости для определения удельной поверхности минералов; весовое определение количества жидкого стекла; определение смачиваемости порошков методом пропитки; метод истечения жидкости через капилляр для определения вязкости; флотационные, гравитационные и магнитные опыты на лабораторных аппаратах и непрерывной установке.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
Эффективность измельчения железованадиевого продукта повышается при использовании жидкого стекла и кальцинированной соды не только за счет диспергации тонких частиц, но и в результате снижения удельной свободной поверхностной энергии на поверхности раздела Т-Ж.
Измельченный железованадиевый продукт крупностью менее 0,04 мм имеет в своем составе чрезвычайно устойчивые флокулы из магнитных час-
7 тиц и захваченных немагнитных, которые даже в отсутствие поля образуют агрегаты с нижним «критическим» пределом крупности 0,008 мм, размагничивание которых становится невозможным.
3. Снижение значения коэрцитивной силы близдоменных частиц магнетита и титаномагнетита при добавлении жидкого стекла происходит за счет ионов SiCb ', HSiCV, которые закрепляясь на катионах железа, экранируют близдоменные частицы магнетита и титаномагнетита от взаимодействия с ильменитом и увеличивают электрическую и молекулярную компоненты расклинивающего давления, в результате чего магнитное сцепление между частицами уменьшается.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Применение жидкого стекла и кальцинированной соды усиливает действие расклинивающего давления тонких слоев жидкости, что приводит к увеличению количества образующего класса 0,071 мм в измельченном желе-зованадиевом продукте.
Уменьшение крупности железованадиевого продукта менее 0,04 мм приводит к резкому повышению коэрцитивной силы, что вызывает образование стабильных флокул, размагничивание которых известными способами невозможно.
Жидкое стекло снижает величину коэрцитивной силы и в значительной степени гасит магнитные свойства минералов, что обеспечивает повышение качества железованадиевого концентрата при последующей перечистке.
Теоретически обоснована и экспериментально апробирована комбинированная технология переработки титаномагнетитовых руд, обеспечиваю-щая высокую эффективность их обогащения (пат. 035212 РФ, МПК ВОЗС 1/00. Способ обогащения титаномагнетитовых руд / В.Ф. Рашников, Р.С. Та-хаутдинов, А.И. Стариков, Б.А. Никифоров, В.Б. Чижевский, О.П. Шавакуле-ва, Б.Р. Гельчинский (РФ)).
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается сходимостью результатов теоретического анализа и аналитического исследования с результатами экспериментальных исследований, а также положительными результатами испытаний на непрерывной установке.
Практическая значимость работы
На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана комбинированная магнитно-гравитационная технология обогащения труднообогатимой титаномагнетитовой руды, включающая сухую и мокрую магнитную сепарацию, центробежную концентрацию, концентрацию на столах и полиградиентную магнитную сепарацию. Разработанная технология позволяет получать высокачественный железованадиевый концентрат с массовой долей железа 63-65% и диоксида титана 5-7%, который может быть использован в доменном процессе, и ильменитовый концентрат с массовой долей диоксида титана 49-52%.
Реализация рекомендаций
Разработанная технология обогащения титаномагнетитовой руды рекомендуется для переработки руд Копанского месторождения. При производительности ГОКа по руде 10 млн тонн в год экономический эффект составит 4,17 млрд руб.
Вклад автора состоял в формировании основной идеи, постановке задач, организации и непосредственном участии в выполнении исследований, анализе полученных данных и разработке рекомендаций.
Разработан осциллографический способ определения магнитных свойств порошкообразных материалов.
Апробация работы и публикации
Основные результаты и научные положения работы докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (МГГУ, Москва, 2005 г.); на V Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, 2005 г.); на международной научно-технической конференции «Плаксинские чтения» (Санкт-Петербург, 2005 г.); на международных научно-практических конфе-
9 ренциях «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья» (Екатеринбург, 2004-2006 гг.); а также на ежегодных научно-технических конференциях МГТУ им. Г.И. Носова по итогам научно-исследовательских работ.
По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка использованной литературы из 133 наименований и содержит 149 страниц машинописного текста, 37 рисунков, 28 таблиц.
Анализ практики переработки железосодержащих руд и исследовательских работ по совершенствованию технологий их обогащения
При непрерывно растущих темпах производства и потребления металлов и их соединений запасы балансового рудного сырья быстро истощаются, а технология его переработки отстает от требований экологии, нанося значительный ущерб окружающей среде [27, 28]. В соответствии с «Концепцией устойчивого развития», принятой под покровительством ООН и утвержденной Указом Президента РФ, должна быть создана новая модель развития производства, которая заключается в необходимости вовлечения в переработку комплексных руд и получения большого разнообразия продуктов при максимальном их извлечении [29].
Наиболее полно данной концепции отвечает использование титаномагнетитовых руд, из которых можно получить железо, титан, ванадий, хром, марганец, благородные и рассеянные металлы, а также магний, алюминий, кремний и щелочные металлы. Титаномагнетитовая руда рассматривается не только как наиболее распространенное в природе сложное рудное вещество, запасы которого исчисляются десятками миллиардов тонн, но и как экологически наиболее приемлемое сырье для технологии, отвечающей приоритетам экологии, использованию которого принадлежит большое будущее [30].
Анализ состояния и основные направления переработки титаномагне-титовых руд даны в работах [1, 10], в которых указаны предприятия, перерабатывающие титаномагнетиты, приведены технологии и показатели обогащения. Кроме этого в указанных работах представлен анализ практики переработки полученных концентратов и хвостов обогащения, рассмотрено оборудование, применяемое при обогащении, отмечены наиболее перспективные способы переработки и основные направления использования продукции в различных отраслях промышленности.
Обогащению бедной титаномагнетитоильменитовой руды посвящена работа [31]. В результате исследований рекомендована схема, включающая измельчение до 0,4 мм, магнитную сепарацию, измельчение до 0,1 мм и магнитную сепарацию магнитного продукта с получением титаномагнетитового концентрата. Схема включает также концентрацию на столах немагнитной фракции, измельчение до 0,1 мм, обесшламливание и последующие основную и контрольную флотации немагнитного продукта с получением ильме-нитового концентрата. Из руды с массовой долей железа 37,77 % и диоксида титана 19,01% получены титаномагнетитовый концентрат с массовой долей железа 63,0 % и диоксида титана 6,2 % при извлечении 61,8 и 12,6 % соответственно и ильменитовый концентрат с массовой долей железа 30,5 % и диоксида титана 44,0 % при извлечении 27,4 и 77,8 % соответственно. Отмечается, что высокая массовая доля диоксида титана в титаномагнетитовом концентрате возможно связана с присутствием ульвешпинели и отдельных зерен тонких вкрапленников ильменита. Флотация проводилась в кислой среде при рН=6,4-5,3. В качестве собирателя применяли МДТМ (1000 г/т) и соляровое масло (1000 г/т). Модификатором и регулятором среды являлись кремнефтористый натрий (300 г/т) и серная кислота (100 г/т).
При обогащении титаномагнетитовой руды крупностью 0,15 мм по схеме, включающей классификацию, электрическую и магнитную сепарации, получены высококачественные железный (до 70% железа) и кондиционный ильменитовый концентраты [32]. При этом исходный материал после электрообеспыливания на камерных сепараторах обрабатывался на коронных барабанных сепараторах. В результате получены отвальные хвосты и коллективный концентрат, который с помощью сухой центробежной сепарации разделялся на железный и титановый концентраты.
На Качканарском горно-обогатительном комбинате проводились работы по совершенствованию технологии переработки титаномагнетитовых руд [33-36] с целью получения высококачественного доменного сырья. Для этого были изучены магнитные свойства продуктов обогащения и исходной руды некоторых проб Качканарского месторождения. Проведенные исследования показали, что магнитные свойства титаномагнетитов зависят от вещественного состава и низкие магнитные свойства характерны для оливиновых пи-роксенитов, что предопределяет использование магнитной подготовки пульпы перед их обогащением. Высокое значение коэрцитивной силы тонкоиз-мельченных титаномагнетитов влияет на показатели классификации и фильтрации. Для повышения эффективности этих операций пульпу необходимо сначала размагничивать в высокочастотном поле.
Для получения ильменитового концентрата из бедных титаномагнетитовых руд на Качканарском ГОКе разработана гравитационно-магнитная технология для замены магнитофлотационной, использованной для богатых руд Кусинского типа и требующей больших расходов дорогостоящих реагентов. В результате применения гравитационно-магнитной технологии был получен кондиционный ильменитовый концентрат с массовой долей ТіОг 42%.
Проведенные сравнительные испытания различных схем измельчения и магнитной сепарации качканарских титаномагнетитовых руд позволяют рекомендовать для промышленной проверки схему с тремя стадиями измельчения и выделением хвостов из продукта разгрузки стержневой мельницы. По предварительным подсчетам схема позволяет снизить затраты на измельчение на 7%. В связи со значительной крепостью и плохой самоизмельчаемо-стью руду не рекомендуется измельчать бесшаровым способом. Учитывая опыт фабрики Эмпайр (США) рекомендована небольшая добавка стальных шаров, что позволило увеличить производительность бесшаровой мельницы с 74 до 93 т/ч. Для доводки чернового магнетитового концентрата разработана схема обратной катионной и анионной флотации [37]. Расход реагентов при этом составлял: для катионной флотации - АНП - 300 г/т, кальцинированной соды - 100 г/т; для анионной флотации - мыла сырого таллового масла - 180 г/т, барды сульфитных щелоков - 2000 г/т. В результате получен высококачественный концентрат с массовой долей железа 69,7-70,0 %. Ввиду недостаточно высокого извлечения железа в магнетитовый концентрат на Качканарском ГОКе для промышленной проверки предложена флотационная схема обогащения хвостов сепарации, включающая руднога-лечное измельчение и флотацию материала с большим содержанием шламов, что позволяет повысить извлечение железа в концентрат на 6%.
Определение магнитных свойств мономинеральных фракций титаномагнетитовой руды
Магнитные свойства минералов характеризуются магнитной восприимчивостью, коэрцитивной силой и удельной намагниченностью.
Изучение магнитных свойств проводились по вышеизложенной методике. Для сравнения магнитных свойств железованадиевой фракции использовались магнитная фракция руды месторождения Малый Куйбас и ильмени-товая фракция руды Медведевского месторождения. Результаты представлены в табл. 4 и на рис. 12.
Анализ приведенных в табл. 4 данных показывает, что железованадие-вая фракция имеет почти в два раза меньшую магнитную восприимчивость и удельную намагниченность, чем магнетитовая фракция и в пятьдесят раз большую, чем ильменитовая фракция. Следовательно, установлено, что титаномагнетитовая руда Копанского месторождения обладает сильномагнитными свойствами и для выделения железованадиевого концентрата можно использовать магнитную сепарацию со слабым магнитным полем.
Проведенные исследования показывают (см. рис. 12), что при уменьшении крупности железованадиевой и магнетитовой фракции коэрцитивная сила возрастает, что обусловливает изменение магнитных свойств тонкоиз-мельченных частиц. Так, при уменьшении крупности железованадиевой фракции с 0,1 до 0,01 мм происходит повышение коэрцитивной силы с 7478 до 10432 А/м. На величину коэрцитивной силы влияет также вещественный состав [5]. Как видно из рис. 12, наличие диоксида титана в железованадиевой фракции обеспечивает более высокую коэрцитивную силу, чем в магнетитовой, что будет затруднять селективное разделение магнетита, титаномаг-нетита и ильменита при обогащении титаномагнетитовой руды. Увеличение коэрцитивной силы приводит к образованию прочных флокул и засорению магнитного продукта немагнитными частицами, а также титаномагнетитом и ильменитом.
Важность процессов дробления и измельчения определяется тем, что они обеспечивают раскрытие сростков извлекаемых минералов с остальными и создают, таким образом, возможность получения более высоких технологических показателей.
При исследовании дробимости титаномагнетитовой руды Копанского месторождения для сравнения ее физикомеханических свойств и определения производительности дробилки изучалась дробимость ильменитовой руды Медведевского месторождения и магнетитовой руды месторождения Малый Куйбас. Исследования выполнялись по вышеизложенной методике. Результаты ситового анализа исходных и дробленых продуктов приведены в табл.5.
По полученным данным построены графики ситовых характеристик, по которым определены F80 и Р80 - размеры квадратных отверстий сит, через которые соответственно проходит 80% питания и дробленого продукта. Значения F80, Pgo приведены в табл. 6. В таблице представлены также экспериментальные значения производительности дробилки при дроблении различных продуктов. Исследования показывают, что индекс чистой работы дробления для титаномагнетитовои и ильменитовои руды ниже индекса чистой работы дробления магнетитовой руды. Это означает, что производительность дробилки, работающей на руде с месторождения Малый Куйбас, может быть увеличена в соответствии с формулой (3) на 3-4% в случае работы ее на рудах Копанского и Медведевского месторождений. Повышение производительности является следствием того, что руды не имеют монолитного строения, а являются более слоистым материалом, что обусловливает уменьшение потребляемой мощности дробилки при разрушении титаномагнетитовои и ильменитовои руды.
Изучение магнитной флокуляции сильномагнитных тонкоиз-мельченных материалов
Для получения высококачественного железованадиевого концентрата при мокрой магнитной сепарации необходимо расширить область применения этого метода за счет уменьшения крупности обогащаемого материала до значений, соответствующих раскрытию сростков минералов, которое необходимо для получения высококачественных концентратов. Из данных гл. 3, видно, что для титаномагнетитовой руды Копанского месторождения необходимо проводить измельчение железованадиевого промпродукта до 0,04-0 мм. Степень трудности разделения минералов при магнитной сепарации определяется в большей степени не крупностью питания, а коэрцитивной силой и остаточной индукцией материала. От этих параметров зависит образование флокул, что отрицательно сказывается на качестве концентрата. Исследованиям по изучению явлений магнитной флокуляции посвящен ряд работ [90, 94, 118,119]. В практике магнитного обогащения большое значение имеет магнитная флокуляция, которая представляет собой процесс образования прядей и агрегатов из частиц сильно- и слабомагнитных материалов под действием внешнего магнитного поля или за счет остаточной магнитной индукции этих частиц. Магнитная флокуляция препятствует успешному разделению минералов и снижает эффективность процесса сепарации. Магнитную флокуляцию можно рассмотривать как взаимодействие магнитных масс частиц (собственных или наведенных внешним полем) на основе закона Кулона. В случае наведенных масс силу этого взаимодействия можно выразить формулой [90]: где % - магнитная восприимчивость материала флокулы; Н - напряженность магнитного поля в области флокулы, кА/м; а, V, S - длина, объем, площадь поперечного сечения флокулы, м; \/ - коэффициент заполнения объема флокулы; S - эффективное сечение флокулы, S =\/-S, мм. «Собственная» магнитная масса намагниченной частицы или флокулы где Jr - удельная остаточная намагниченность частицы или флокулы, Тл/м. Из формул (38), (44) видно, что при увеличении остаточной намагниченности частиц Jr и уменьшении ее сечения S сила взаимодействия F будет увеличиваться, что влечет к образованию устойчивых магнитных флокул. При уменьшении размера магнитных частиц до доменного размера изменяются магнитные свойства частиц. У титаномагнетитовой фракции размером менее 0,04 мм резко возрастает величина коэрцитивной силы (см. рис. 12). При этом коэрцитивная сила зависит от крупности частиц и представляет собой [119] где Ка - константа анизотропии; Is - намагниченность насыщения, Тл/м.
В свою очередь, анизотропия предопределяет величину коэрцитивной силы. Константу анизотропии Ка можно выразить для трех основных случаев. 1. Анизотропия, обусловленная величиной и распределением внутрен них напряжений вещества: где а; - интенсивность внутренних напряжений; X - магнитострикция насыщения. 2. Кристаллографическая анизотропия: где Ка.к- константа кристаллографической анизотропии. 3. Анизотропия формы: K=I(M-N)-I2, тогда Н =(M-N)-I , (48) где М, N - коэффициенты размагничивания по поперечной и продольной осям частицы. Все названные виды анизотропии могут одновременно влиять на коэрцитивную силу материала. Кроме описанных видов анизотропии на величину коэрцитивной силы железованадиевой фракции влияют механическая и магнитная анизотропии. Механическая анизотропия зависит от механических свойств - прочности, твердости, вязкости, упругости, которые определяются пластическими деформациями кристаллов. Магнитная анизотропия проявляется в поликристаллах при наличии в них текстуры магнитной или текстуры кристаллографической. Причина магнитной анизотропии заключается в анизотропном характере магнитного взаимодействия между атомными носителями магнитного момента в веществах. Рис. 19.
Структура агрегатов из монодоменных магнетитовых и титаномагнетитовых частиц: а - тородоидальная; б, в - сферическая Близдоменные частицы имеют высокую намагниченность (см. рис. 12), а однодоменная частица даже в отсутствие поля намагничена до насыщения, поэтому в смеси такие частицы образуют устойчивые тородоидальные (рис. 19, а) и сферические агрегаты (рис. 19, б и в) с замкнутым магнитным потоком [120]. Эти агрегаты (полидоменные флокулы) чрезвычайно устойчивы, даже в отсутствие поля образуют нижний «критический» предел крупности размером в 0,007 - 0,008 мм. Гранулометрические характеристики измельченных железованадиевых фракций представлены на рис. 20.
Исследование и оптимизация параметров работы гравитационных аппаратов
Как отмечалось выше, ильменитовый промпродукт представлен рудными минералами с плотностью 4500-5000 кг/м3 и нерудными с плотностью 2700-3200 кг/м3, что дает возможность применять для их разделения гравитационный метод обогащения. Одним из наиболее эффективных гравитационных аппаратов, обеспечивающих высокую степень разделения, является концентрационный стол. Применение данного аппарата требует больших производственных площадей и значительных капитальных затрат. Поэтому наиболее целесообразно предварительно использовать высокопроизводительный аппарат, позволяющий получать черновой концентрат. Для разделения ильменитового промпродукта крупностью 0,1-0 мм изучено влияние основных параметров работы центробежного концентратора и винтового сепаратора на технологические показатели обогащения. Основными факторами, определяющими показатели работы центробежных концентраторов, являются давление воды и содержание твердого в исходном продукте. Исследования проводились на лабораторной установке при содержании твердого в исходной пульпе 30%. Результаты исследования влияния давления воды на показатели обогащения представлены на рис. 29. Полученные данные показывают, что оптимальное давление воды составляет 36 кПа. При этом получен черновой ильменитовый концентрат с массовой долей диоксида титана 35,6% при извлечении 89,3%. При снижении давления воды с 36 до 14 кПа происходит снижение в тяжелой фракции массовой доли диоксида титана с 35,6 до 21,1% при одновременном снижении извлечения с 89,3 до 51,4% за счет неполного разделения легких и тяжелых частиц, так как легкие частицы вместе с тяжелыми задерживаются в канавках ротора.
При увеличении давления с 36 до 43 кПа массовая доля диоксида титана в тяжелой фракции уменьшается с 35,6 до 22,0%) при одновременном снижении извлечения с 89,3 до 73,5%. Таким образом, увеличение давления воды приводит к выносу рудных и нерудных частицы из зоны ротора. Влияние содержания твердого при давлении воды 36 кПа на показатели обогащения представлено на рис. 30. Полученные результаты показали, что оптимальное содержание твердого в пульпе составляет 30%. При снижении содержания твердого с 30 до 10% уменьшаются и массовая доля диоксида титана с 35,6 до 21,4%, и извлечение диоксида титана с 89,3 до 55,9%. Увеличение содержания твердого с 30 до 50% вызывает также снижение массовой доли диоксида титана до 19,6% и извлечения до 68,8%. Таким образом, избыток воды сносит ценные минералы в легкую фракцию, а недостаток приводит к загрязнению тяжелой фракции, что вызывает снижение эффективности разделения. Анализ результатов работы центробежного концентратора Knelson позволяет сделать вывод о возможности получения чернового ильменитового концентрата с массовой долей диоксида титана 35,6% при извлечении 89,3%.
Полученный концентрат не является кондиционным и требует дальнейших перечисток на других гравитационных аппаратах. Для оценки возможности применения винтового сепаратора использовался критерий разделения, предложенный А. Мейстером [132]: где Рисх и рл - плотность исходной руды и легкого минерала. Если М 1, разделение минералов происходит эффективно, при М=0,75-1 оно ухудшается, но еще возможно, а при М 0,75 становится невозможным. Однако возможно разделение минералов на винтовых аппаратах и при М=0,3 (кварца и флюорита), и М=0,18 (кварца и турмалина) [132]. Для ильменитового промпродукта Копанского месторождения критерий разделения составил М=0,53, что дает возможность обогащения данного продукта на винтовом аппарате. Важнейшими параметрами работы винтового сепаратора являются расход смывной воды и разжиженность пульпы. Влияние расхода смывной.воды на показатели обогащения на винтовом сепараторе при содержании твердого в исходном продукте 20% представлено на рис. 31.
