ВКР: Полевошпатовая руда месторождения «Кедровое»

РЕФЕРАТ
Отчет 235 с., 99 рис., 80 табл., 36 источн., 4 прил.
ПОЛЕВОЙ ШПАТ, ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ, СХЕМА ОБОГАЩЕНИЯ, МУСКОВИТОВЫЙ КОНЦЕНТРАТ, ИСПЫТАНИЯ, ФЛОТАЦИЯ, МОКРАЯ МАГНИТНАЯ СЕПАРАЦИЯ, ОБЕСШЛАМЛИВАНИЕ, ФИЛЬТРАЦИЯ, СУШКА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Объектом исследования является полевошпатовая руда месторождения «Кедровое» АО «МРУ».
Цель работы - изучение вещественного состава и технологических свойств представительной пробы минерального сырья, обоснование и разра­ботка технологии ее обогащения, разработка технологического регламента на обогащение полевошпатового сырья месторождения «Кедровое» в условиях обогатительной фабрики АО «МРУ».
Для исследований в ОАО «Уралмеханобр» представлена композитная укрупненная технологическая проба полевошпатовой руды месторождения «Кедровое» общей массой 516 кг.
В процессе изучения вещественного состава исходной руды выполнен:
- количественный химический анализ средней пробы.
- полуколичественный анализ классов крупности методом РФА.
- минералогический анализ классов крупности с использованием опти­ческой и электронной микроскопии.
В рамках технологических исследований проведены:
- испытания по кинетике измельчения исходного продукта,
- флотационные испытания исходного продукта при различной тонине помола с определением необходимой крупности измельчения для флотации,
- испытания по обогатимости полевошпатового сырья методами мокрой магнитной сепарации с различными вариантами обесшламливания продукта (перед магнитной сепарацией, с предварительной оттиркой и после магнитной сепарации),

- испытания процесса мокрой магнитной сепарации вместо темноцвет­ной флотации и вместо основной слюдяной флотации,
- испытания по разделению чернового слюдяного концентрата на мо­нослюдяные концентраты магнитным методом,
- исследования по фильтрации и сушке конечных концентратов по схеме,
- лабораторные испытания 3-х технологических схем фабрики с выбо­ром эффективного режима обогащения.
В результате проведенных исследований установлено:
Основными минеральными фазами в пробе являются: полевой шпат - 61 %, в том числе 40 % альбита и 21 % микроклина; кварц - 31 % и мусковит - 5 %. Остальных минералов (гранат, апатит, амфибол, гидроокислы железа и пр.) до 1 %.
Массовая доля основных компонентов в пробе по химическому анализу составляет: SiO₂- 73,3, Al₂O₃-14,4, K₂O- 4,85, Na₂O - 4,85 % и Fe₂O₃ - 0,63 %.
Определены эффективные режимы флотации по рН среды и расходам реагентов (от руды) из применяемых в номенклатуре обогатительной фабрики АО «МРУ».
Подтвердилась возможность обогащения полевошпатовой руды место­рождения «Кедровое» методом высокоградиентной магнитной сепарации вме­сто темноцветной флотации.
Лучшие технологические показатели обогащения получены по флотаци­онной схеме с предварительным обесшламливанием продукта методом грохо­чения по классу 40 мкм.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ................................................................................................ 6
1 Анализ данных практики работы обогатительных фабрик и
исследовательских работ по обогащению полевошпатового сырья............... 7
2 Подготовка укрупненной технологической пробы полевошпатового сырья
Кедрового месторождения к исследованиям.............................................. 31
2.1 Отбор пробы.................................................................................. 31
2.1 Характеристика пробы.................................................................... 31
2.3 Схема подготовки пробы к исследованиям...................................... 32
3 Изучение вещественного состава исходного сырья................................. 36
3.1 Минералогический анализ исходного сырья................................. 36
3.1.1 Общая характеристика пробы. Структура. Текстура................... 36
3.1.2 Характеристика минералов. Минеральный состав..................... 39
3.3 Фазовый анализ исходного сырья................................................... 45
3.4 Изучение вещественного состава исходного сырья по классам крупности 46
4 Методика проведения исследований на обогатимость исходной
полевошпатовой руды месторождения «Кедровое».................................... 57
4.1 Задачи исследований...................................................................... 57
4.2 Методика проведения исследований на......................... обогатимость...... 58
4.2.1 Исследования процесса измельчения и флотации...................... 58
4.2.2 Исследования возможности применения магнитных методов
обогащения.............................................................................................. 61
5 Выводы................................................................................................ 67
6 Определение физико-механических свойств полевошпатового сырья
месторождения «Кедровое»....................................................................... 69
6.1 Определение насыпной плотности руды.......................................... 69
6.2 Определение углов естественного откоса........................................ 69
6.3 Определение истинной плотности................................................... 70
6.4 Определение крепости по Протодьяконову М. М. (младшему)......... 71
6.5 Определение показателей дробления в щековой дробилке............... 73
6.6 Определение индекса шарового измельчения Бонда BWI................. 77
6.6.1 Методика проведения экспериментов........................................ 77
6.6.2 Результаты стандартного теста измельчения в шаровой мельнице с
определением индекса Бонда BWI.............................................................. 79
6.7 Выводы.......................................................................................... 82
7 Оценка применимости рентгенорадиометрической сепарации для
полевошпатового сырья месторождения «Кедровое».................................. 83
7.1 Обзор практики использования рентгенорадиометрической сепарации для кварц-полевошпатового сырья 83
7.2 Подготовка пробы к исследованиям................................................ 85
7.3 Минералогическое исследование руды............................................ 87
7.4 Анализ рентгеновских спектров характерных кусков....................... 92
7.5 Выводы........................................................................................ 103
8 Кинетика измельчения. Определение необходимой крупности измельчения
для флотации.......................................................................................... 104
8.1 Кинетика измельчения.................................................................. 104
8.2 Исследования по флотации в открытых циклах с различной тониной
помола исходного сырья.......................................................................... 108
8.2.1 Технологический процесс флотационного обогащения
полевошпатовой руды месторождения «Кедровое»................................... 108
8.2.2 Флотационные испытания в открытых циклах с различной тониной
помола исходного сырья.......................................................................... 110
9 Отработка режимов темноцветной флотации........................................ 122
9.1 Флотационные исследования при различных значениях рН пульпы.. 122
9.2 Флотационные исследования при различных значениях расхода
таллового масла, рН пульпы 8,2................................................................ 124
10 Отработка режимов слюдяного цикла флотации.................................. 128
10.1 Выбор режимов основной слюдяной флотации............................. 128
10.2 Выбор режимов перечистной слюдяной флотации........................ 136
10.2.1 Проведение перечистной слюдяной флотации при различных рН
пульпы и остаточной концентрации расхода Флона-2................................ 136
10.2.2 Проведение перечистных слюдяных операций флотации при
значении рН пульпы 2,4........................................................................... 139
11 Отработка режимов полевошпатового цикла флотации........................ 141
11.1 Флотационные исследования при различных значениях расхода
фтористоводородной кислоты.................................................................. 141
11.2 Флотационные исследования при различных значениях расхода
собирателя Флона-2................................................................................. 142
11.3 Фракционный съем полевошпатового концентрата....................... 143
12 Предлагаемый реагентный режим флотации при обесшламливании
методом тонкого грохочения.................................................................... 148
13 Исследования процесса мокрой магнитной сепарации на полевошпатовом
сырье месторождения «Кедровое»............................................................ 149
13.1 Оценка возможности использования процесса мокрой магнитной сепарации вместо темноцветной флотации 149
13.1.1 Лабораторные испытания мокрой магнитной сепарации........ 149
13.1.2 Укрупненные испытания на мокром магнитном сепараторе
высокой интенсивности Longi.................................................................. 153
13.1.3 Сравнение технологических показателей мокрой магнитной
сепарации и флотации............................................................................. 159
13.1.4 Выводы................................................................................ 161
13.2 Оценка возможности использования процесса мокрой магнитной
сепарации вместо основной слюдяной флотации...................................... 162
13.3 Оценка возможности выделения биотита из чернового мусковитового
концентрата методом сухой магнитной сепарации.................................... 166
14 Испытания измельченного продукта в гидроциклонах с выбором
эффективного режима классификации по классу 40 мкм........................... 170
15 Варианты технологических схем обогащения полевошпатового сырья
месторождения «Кедровое» и их сравнение.............................................. 177
16 Проверка предлагаемой схемы обогащения с использованием для
обесшламливания гидроциклонов. Реагентный режим.............................. 187
17 Исследование процессов обезвоживания концентратов полевого шпата,
кварца и слюды....................................................................................... 191
17.1 Исходные данные для проведения опытов по фильтрации и сушке . 191
17.2 Результаты исследований............................................................ 191
17.2.1 Физико-химические исследования исходного материала........ 191
17.2.2 Опытная фильтрация концентратов....................................... 193
17.2.3 Лабораторные исследования процесса сушки......................... 196
17.2.4 Определение эффективной теплопроводности зернистого слоя
материалов............................................................................................. 200
17.2.5 Выводы по процессам обезвоживания концентратов.............. 208
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................... 209
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................... 215
ПРИЛОЖЕНИЕ А................................................................................... 219
ПРИЛОЖЕНИЕ Б................................................................................... 223
ПРИЛОЖЕНИЕ В................................................................................... 233
ПРИЛОЖЕНИЕ Г................................................................................... 234

ВВЕДЕНИЕ
Научно-исследовательская работа по теме «Разработка технологичес­кого регламента на обогащение полевошпатового сырья месторождения «Кедровое» выполняется в рамках договора № 2192/19 от 20 мая 2019 года.
В рамках выполнения работы проведено:
- анализ априорной информации по обогащению полевошпатового сырья на аналогичных производствах;
- подготовка композитной пробы к различным видам исследований;
- изучение вещественного состава пробы по классам крупности методами химического и минералогического анализов. Определение минеральных форм железа в исходной пробе.
По результатам изучения вещественного состава исходной руды разработана методика исследований на обогатимость, поставлены основные цели и задачи исследований.
В процессе технологических испытаний установлено, что для получения высококачественного полевошпатового концентрата методом флотации тре­буется:
измельчение исходного продукта