1.2.2 Обогащение
Под обогащением руд понимают такой процесс обработки полезных ископаемых, целью которого является повышение содержания полезного компонента и снижения содержания вредных примесей путем отделения рудного минерала от пустой породы. Обогащение позволяет существенно повысить содержание железа в шихте доменных печей, улучшить условия восстановления железа, уменьшить выход шлака, улучшая тем самым ход печи и снижая расход кокса при возрастающей производительности. Установлено, что в средних условиях плавки повышение содержания железа в шихте на 1% позволяет увеличить производительность печи на 2—2,5% при снижении удельного расхода кокса на 2—2,5%.
В результате обогащения получают готовый продукт- концентрат, более богатый по содержанию определенного металла, чем исходная руда, и остаточный продукт -хвосты, более бедный, чем исходная руда, а также промежуточный продукт, в котором содержание металла больше, чем в хвостах и меньше, чем в концентрате. Промежуточный продукт требует повторного обогащения.
Применяемые на практике разнообразные способы обогащения основаны на общем принципе разделения зерен полезного минерала и пустой породы. При хорошей размываемости минерала водой применяют промывку, при различной плотности - гравитационное обогащение, при магнитной восприимчивости – магнитное обогащение, на использовании различных физико-химических поверхтностных свойств основана флотация.
Технология обогащения определяется совокупностью свойств руды: её механическим составом, характером распределения рудных и нерудных минералов, их физическими свойствами, а также требованиями к качеству готовой продукции и условиями производства. Однако, в конечном счёте, выбор оптимальной технологической схемы обогащения руд определяют из экономического анализа возможных вариантов подготовки и использования полезных ископаемых в народном хозяйстве.
Показателями процесса обогащения являются:
Содержание железа в исходной руде, % масс.:
=
55,782%
Содержание железа в концентрате, % масс.:
β = 68%
Содержание железа в хвостах, % масс.:
φ = 14%
Выход концентрата, доли единицы:
= (
-
φ )/( β – φ ) = (55,782-14)/(68-14) = 0,774
Выход хвостов, доли единицы:
= 1-
=
1-0,774 = 0,226
Степень извлечения железа в концентрат, доли единицы:
= (0,774 · 68)/55,782= 0,944
Степень извлечения железа в хвосты, доли единицы:
= (0,226 · 14)/55,782 = 0,057
Из этого следует, что из одной тонны руды мы получим 774 кг концентрата и 226 кг хвостов; 94% железа, содержащегося в руде, перешло в концентрат, а 6% железа, содержащегося в руде, перешло в хвосты и утеряно безвозвратно.
Коэффициент обогащения, показывающий во сколько раз содержание железа в концентрате больше, чем в исходной руде, доли единицы:
= 68/55,782 = 1,22
Коэффициент сокращения, показывающий во сколько раз масса концентрата меньше массы исходной руды, доли единицы:
= 1/0,774 = 1,29
Определение массы железа в концентрате и содержание FeO в концентрате в %:
FeKFeO = εk · FePFeO =10,422 · 0,944 = 9,838%
Определение массы железа в концентрате
и содержание
в концентрате в %:
FeKFe2O3 = εk · FeKFe2O3 =45,36 · 0,944 = 42,82%
Содержание фосфора: РК= (0,5±0,3) · РР
РК = 0,8 · РР
РР = 0,1 · 62/142 = 0,044%
РК = 0,8 · 0,044 = 0,035%
=
(0,035 · 142)/(62 · 0,774) = 0,104%
Содержание марганца: MnK= (0,9±0,5) · MnP
MnK = 1,1 · MnP
MnP = 55/71 · 0,13 = 0,101%
MnK = 0,101 · 1,1 = 0,111%
=
(71 · 0,111)/(55 · 0,774) = 0,185%
Содержание серы: SK= (0,7±0,5) · SP
SK = 0,8 · SP
SP = 0,07 · 32/80 = 0,028%
SK = 0,8 · SP = 0,8 · 0,028 = 0,022%
= (80 · 0,022)/(32 ·
0,774) = 0,071%
Пустая порода:
=100 – (13,4+64,8+0,13+0,1+0,07) =
= 21,5%
= 100 +(16,344 +79,032 + +0,185+0,104+0,071) = 4,265%
=
/
= 4,265/21,5 = 0,198
= 0,198 · 1,6 = 0,317%
= 0,198 · 11,1 = 2,202%
= 0,198 · 2,9 = 0,575%
= 0,198 · 1,4 = 0,278%
= 0,198 · 4,5 = 0,893%
Содержание компонентов железорудного концентрата, % масс. |
|||||||||
FeO |
Fe2O3 |
MnO |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
P2O5 |
ППП |
16,343 |
79,032 |
0,185 |
2,202 |
0,575 |
0,317 |
0,278 |
0,071 |
0,104 |
0,895 |
100