Технология обогащения маложелезистых апатитсодержащих руд Ковдорского месторождения

Практически во всех месторождениях апатитсодержащих руд присутствуют в большей или меньшей степени железосодержащие минералы. К данному типу месторождений относится и ковдорское месторождение маложелезистых руд (МЖАР), представленное апатит-карбонатной (АК) и апатит-силикатной (АС) разновидностями. Первая разновидность развита в центральной части месторождения, апатит-силикатная находится в виде контактных зон с северо-запада и юго-востока залежи (рис. 1).

Практика обогащения МЖАР месторождения Сиилинярви, Финляндия (содержание апатита 8-10 %), Сокли, Финляндия (5-10 % апатита), Белая Зима, Иркутская область (10 % апатита), месторождение апатитоносных карбонатитов (4-10 % апатита), апатит-штаффелитовых руд (10-20 % апатита) основана на использовании флотационных и магнитных методов.

Доля МЖАР в процессе обогащения на ОАО "Ковдорский ГОК" составляет до 20 %, вовлечение в переработку всего объема МЖАР позволит увеличить выпуск концентратов.

Рис. 1. Геологическая карта Ковдорского месторождения

• 1    – франколитовые руды,

• 2    – карбонатиты,

• 3    – апатит-форстерит-магнетитовые руды,

• 4    – апатит-кальцит-форстерит-магнетитовые руды,

• 5    – апатит-форстеритовые руды,

• 6    – мелилитовые породы,

• 7    – кальцит-флогопит-тремолитовые породы,

• 8    – пироксениты,

• 9    – ийолиты,

• 10    – оливиниты,

• 11    – фениты,

• 12    – контур карьера.

• 2.    Разработка технологии обогащения

Вестник МГТУ, том 12, №4, 2009 г.   стр.690-693

Исследования по обогащению смеси бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР (20 %) выполнены на пробе руды, химический состав которой представлен в табл. 1.

Получение железорудного концентрата по технологии действующего производства осуществлялось по следующей схеме: дробленая руда проходила I стадию мокрой магнитной сепарации с получением магнитной фракции, которую измельчали в шаровой мельнице до крупности (класс +0,2 мм – 2-5 %, -0,071 мм – 50 %) и направляли на II, III и IV стадию мокрой магнитной сепарации с получением магнетитового концентрата (рис. 2).

Полученный железорудный концентрат соответствует качеству концентрата, выпускаемого в настоящее время на ОАО "Ковдорский ГОК" (табл. 2).

Немагнитная фракция пробы руды (питание апатитовой флотации) при содержании 10,07 % Р 2 О 5 и MgO 22,0 % имеет модуль карбонатности СО ₂ / Р ₂ О ₅ = 1,0.

Измельчение руды осуществляли в шаровой мельнице до необходимой флотационной крупности (класс +0,2мм 10-12 %, -0,071 мм 37-40 %). В качестве реагентов использовали соду, жидкое стекло, жирные кислоты талловых масел и модификатор. При оптимальном расходе и соотношении флотационных реагентов получен апатитовый концентрат с содержанием Р ₂ О ₅ 38,75 %. Технологическая схема получения апатитового концентрата представлена на рис. 3.

Анализ ситовой характеристики концентрата показал, что в классе крупностью -0,05 мм содержание Р 2 О 5 ниже, чем в верхних классах – 33,94 % (табл. 3). Снижение содержания Р 2 О 5 связано с недостаточной селекцией апатита и форстерита в тонких классах. Содержание MgO повышается от 0,85 % в верхних классах до 2,25 % в классе -0,05 мм.

В качестве собирателя при флотации апатита проводились исследования по использованию также МСТМ (мыло сырого таллового масла), МДТМ (мыло дистиллированного таллового масла) – смесь жирных и смоляных кислот, в сравнении с ЖКТМ (жирные кислоты талловых масел). На основании выполненных исследований по изучению влияния собирателей МСТМ, МДТМ и ЖКТМ при флотации

Таблица 1. Химический состав пробы руды
e общ	CаО	MgO	P 2 O 5	ZrO 2	CO 2	SiO 2
21,75	17,79	17,32	7,03	0,123	6,84	14,55

Таблица 2. Химический состав магнетитового концентрата

Рис. 2. Технологическая схема получения магнетитового концентрата апатита, магний- и карбонатсодержащих минералов в основной операции можно сделать вывод, что наиболее селективен по отношению к апатиту собиратель ЖКТМ, менее МДТМ и МСТМ (рис. 4-7). При использовании реагентов МДТМ и МСТМ получены качественные апатитовые концентраты с содержанием 38,14-38,73 % Р2О5, но извлечение Р2О5 ниже на 10-15 %, чем при флотации с собирателем ЖКТМ.

Р?2°5 ер2о5

Немагнитная фракция

100,0	10,03
	100,0

Измельчение

38,4

23.64

90.5

Основная флотация апатита

22.5

35,26

79,1

I Перечистка

Контрольная флотация

II Перечистка

16,2

38,75

62,6

Апатитовый концентрат

Камерный . II перечистки

Пенный ▼ контрольной

6.3

15,9

7,19

11,4

19,9

2,46

4,9

Камерный

II перечистки

26.26

16,5

Хвосты

Рис. 4. Кинетика извлечения Р ₂ О ₅ , MgO, СО ₂ в пенный продукт основной флотации собирателем ЖКТМ

Рис. 3. Технологическая схема получения апатитового концентрата

в пенный продукт основной флотации собирателем МДТМ

Рис. 6. Кинетика извлечения Р 2 О 5 , MgO, СО 2 в пенный продукт основной флотации собирателем МСТМ

Рис. 7. Зависимость содержания Р 2 О 5 в пенном продукте основной флотации от времени флотации при использовании различных собирателей

Вестник МГТУ, том 12, №4, 2009 г.   стр.690-693

Рис. 8. Качественно-количественная схема обогащения смеси бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР

Таблица 3. Гранулометрический и химический состав апатитового концентрата

Класс крупности, мм	Выход, %	Содержание, %		Извлечение, %
		Р 2 О 5	MgO	Р 2 О 5	MgO
+0,2	8,0	40,0	0,85	8,3	4,9
-0,2+0,16	15,6	40,19	0,86	16,2	9,8
-0,16+0,10	26,9	39,87	0,99	27,7	19,4
-0,10+0,071	11,4	39,64	1,62	11,7	13,4
-0,071+0,05	14,2	38,79	1,30	14,3	13,4
-0,05	23,9	35,64	2,25	21,8	39,1
Итого	100,0	38,70	1,38	100,0	100,0

• 3.    Выводы

В результате лабораторных исследований разработана технологическая схема и реагентный режим переработки смеси бадделеит-апатит-магнетитовой руды и МЖАР в соотношении 4:1 (рис. 8). Получен железорудный концентрат с содержанием Fe общ 64,08 %, при извлечении 87,3 % от руды и апатитовый концентрат с содержанием Р 2 О 5 38,02 % при извлечении Р 2 О 5 от исходной руды 66,9 %.