Использование электрохимических воздействий в процессе флотационного дообогащения рядового железорудного концентрата
Автор: Рахимов Х. К., Чантурия Е. Л., Шехирев Д. В.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Обогащение и переработка минерального и техногенного сырья
Статья в выпуске: 1 т.9, 2024 года.
Бесплатный доступ
Одной из основных задач при переработке неокисленных железистых кварцитов является получение высококачественных железорудных концентратов, содержащих более 70 % железа общего и менее 1,8 % кремнезема для получения DR-окатышей и горячебрикетированного железа. В настоящее время общепризнано, что наиболее эффективным способом получения высококачественных железорудных концентратов является обратная флотация катионными собирателями аминами в щелочной среде, однако из-за тончайшей вкрапленности магнетита в кварц, недостаточно полного раскрытия магнетита даже при тонком измельчении, а также из-за близости флотационных (поверхностных) свойств разделяемых минералов даже в процессе флотации не всегда возможно выделить высококачественные концентраты. В этой связи остается актуальным поиск способов повышения эффективности флотационного разделения минералов и повышения качества концентрата. Ранее проведенными исследованиями показано, что с помощью электрохимической обработки можно регулировать свойства реагентов, усиливать их воздействие на определенные минералы и таким образом управлять процессом флотации. Поскольку эффективность флотации кварца и других силикатов аминами в существенной мере зависит от соотношения ионной и молекулярных форм реагента в водных растворах собирателя и во флотационной пульпе, изменение этого соотношения может влиять на результаты обратной катионной флотации железных руд. Изменение соотношения форм амина возможно при электрохимическом окислении или восстановлении раствора реагента. Кроме того, электрохимическая обработка способствует диспергации амина в водной среде и его физической адсорбции на минералах. Соответственно, предварительная электрохимическая обработка аминов может рассматриваться как одно из перспективных направлений интенсификации обратной флотации железных руд. В статье представлены результаты поисковых исследований по улучшению качества надрешетного продукта тонкого грохочения рядового магнетитового концентрата Михайловского ГОКа им. А. В. Варичева за счет использования в процессе обратной катионной флотации электрохимически обработанных растворов катионных собирателей класса аминов. Результаты поисковых исследований подтвердили возможность применения предварительной бездиафрагменной электрохимической обработки реагентов Tomamine РА-14 и Lilaflot 811M (эфиров моноамина различного состава) для направленного модифицирования их свойств и повышения эффективности обратной флотации надрешетного продукта: содержание кремнезема в камерном продукте снизилось с 1,66-1,7 % до 1,51-1,56 при содержании железа общего более 70 %.
Неокисленные железистые кварциты, магнетитовый концентрат, обратная катионная флотация, амины, электрохимическая обработка
Короткий адрес: https://sciup.org/140304427
IDR: 140304427 | УДК: 622.765.4 | DOI: 10.17073/2500-0632-2023-12-196
Electrochemical action on the flotation beneficiation of ordinary iron ore concentrate
One of the main challenges in processing fresh ferruginous quartzites is to obtain high-quality iron ore concentrates containing more than 70% total iron and less than 1.8% silica to produce DR pellets and hot Briquetted Iron (HBI). Currently, it is widely recognized that the most effective methods to achieve highquality iron ore concentrates is through reverse flotation using cationic amine collectors in an alkaline medium. However, due to the very fine impregnation of magnetite in quartz, the insufficiently complete release of magnetite even with fine grinding, and the proximity of the flotation (surface) behavior of the separated minerals, high-quality concentrates are not always achievable in the flotation process. Consequently, exploring methods to enhance the efficiency of flotation separation of minerals and improve concentrate quality remains a pertinent issue. Historical studies have shown that electrochemical treatment can adjust the properties of reagents, enhance their effect on specific minerals, and thus control the flotation process. The efficiency of quartz and other silicates flotation by amines significantly depends on the ratio of ionic and molecular forms of the reagent in aqueous solutions of the collector and in the flotation pulp. Altering this ratio can impact the outcomes of reverse cationic flotation of iron ores. It is feasible to change the ratio of the amine forms through electrochemical oxidation or reduction of the reagent solution. Moreover, the electrochemical treatment facilitates the dispersion of the amine in the aqueous medium and its physical adsorption on minerals. Therefore, electrochemical pretreatment of amines can be considered a promising method for intensifying the reverse flotation of iron ore. This paper presents research results aimed at improving the quality of the oversize of the fine screening of ordinary magnetite concentrate from Mikhailovsky GOK, named after A. V. Varichev, through the use of electrochemically treated solutions of cationic amine class collectors in the process of reverse cationic flotation. The research findings confirmed the feasibility of using preliminary diaphragmless electrochemical treatment of reagents Tomamine RA-14 and Lilaflot 811M (esters of monoamine of different composition) for the targeted modification of their properties and for increasing the efficiency of reverse flotation. Consequently, the silica content in the flotation cell product decreased from 1.66-1.7% to 1.51-1.56, with the grade of total iron exceeding 70%.
Список литературы Использование электрохимических воздействий в процессе флотационного дообогащения рядового железорудного концентрата
- Варичев А.В., Кретов С.И., Кузин В.Ф. Крупномасштабное производство железорудной продукции в Российской Федерации. Под науч. ред. В.Ф. Кузина. М.: Изд-во МГГУ; 2010. 395 с.
- Исмагилов Р.И., Козуб А.В., Гридасов И.Н., Шелепов Э.В. Современные направления повышения эффективности переработки железистых кварцитов на примере АО «Михайловский ГОК им. А.В. Варичева». Горная промышленность. 2020;(4):98-103. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2020-4-98-103
- Исмагилов Р.И., Чантурия Е.Л., Шехирев Д.В. Прогнозная оценка технологических показателей при обогащении железистых кварцитов. Устойчивое развитие горных территорий. 2022;14(4):529-545. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2022-14-4-529-545
- Исмагилов Р.И., Чантурия Е.Л., Шелепов Е.В. и др. Инновационная технология переработки магнетитовых концентратов для производства DRI-окатышей на АО «Михайловский ГОК имени А.В. Варичева». В: Материалы международной конференции «Современные проблемы комплексной и глубокой переработки минерального сырья природного и техногенного происхождения» Плаксинские чтения - 2022. Владивосток: Изд-во ДФУ; 2022. C. 5-14.
- Nikolaeva N.V., Aleksandrova T.N., Afanasova A., Chanturiya E.L. Mineral and technological features of magnetite-hematite ores and their influence on the choice of processing technology. ACS Omega. 2021;6(13):9077-9085. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00129
- Исмагилов Р.И., Чантурия Е.Л., Шехирев Д.В., Рахимов Х.К. Экспериментальная оценка эффективности катионных собирателей при обратной флотации надрешетного продукта тонкого грохочения рядового магнетитового концентрата Михайловского ГОКа имени А.В. Варичева. В: Современные проблемы комплексной и глубокой переработки природного и нетрадиционного минерального сырья. Материалы Международной конференции (Плаксинские чтения - 2023). М.: Изд-во «Спутник +»; 2023. С. 251-254.
- Araujo A.C., Vianna P.R.M., Peres A.E.C. Reagents in iron ores flotation. Minerals Engineering. 2005;18(2):219-224. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2004.08.023
- Papini R.M., Brandão P.R.G., Peres A.E.C. Cationic flotation of iron ores: amine characterisation and performance. Minerals & Metallurgical Processing. 2001;18:5-9. https://doi.org/10.1007/BF03402863
- Vieira A.M., Peres A.E.C. The effect of amine type, pH, and size range in the flotation of quartz. Minerals Engineering. 2007;20(10):1008-1013. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2007.03.013
- Ma X., Marques M., Gontijo C. Comparative studies of reverse cationic /anionic flotation of Vale iron ore. International Journal of Mineral Processing. 2011;100(3-4):179-183. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2011.07.001
- Lima N.P.,Valadão G.E.S., Peres A.E.C. Effect of amine and starch dosages on the reverse cationic flotation of an iron ore. Minerals Engineering. 2013;45:180-184. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.03.001
- Filippov L.O., Severov V.V., Filippova I.V. An overview of the benefication of iron ores via reverse cationic flotation. International Journal of Mineral Processing. 2014;127:62-69. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2014.01.002
- Nakhaei F., Irannajad M. Reagent types in flotation of iron oxide minerals: A review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2018;39(2):89-124. https://doi.org/10.1080/08827508.2017.1391245
- Filippov L.O., Filippova I.V., Severov V.V. The use of collector’s mixture in the reverse cationic flotation of magnetite ore: the role of Fe-bearing silicates. Minerals Engineering. 2010;23(2):91-98. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2009.10.007
- Filippov L.O., Duverger A., Filippova I.V., Kasaini H., Thiry J. Selective flotation of silicates and Ca-bearing minerals: the role of non-ionic reagent on cationic flotation. Minerals Engineering. 2012;36-38:314-323. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2012.07.013
- Чантурия В.А., Назарова Г.Н. Электрохимическая технология в обогатительно-гидрометаллургических процессах. М.: Наука; 1977. 160 с.
- Чантурия В.А., Дмитриева Г.М., Трофимова Э.А. Интенсификация обогащения железных руд сложного вещественного состава. М.: Наука; 1988. 206 с.
- Рябой В.И. Катионные реагенты. В: Физико-химические основы теории флотации. М.: Наука; 1983. С. 167-181.
