Магнетитовые руды

Наиболее широко распространенную группу магнетитовых руд осадочно-метаморфического происхождения состав­ляют магнетитовые кварциты и сопутствующие им богатые руды Криворожского и Кременчугского железорудных бас­сейнов, Курской магнитной аномалии (КМА), Кольского по­луострова (Оленегорское, Кривогорское и другие месторож­дения), Ангаро-Питского района (Восточная Сибирь), Даль­него Востока (Малый Хинган, Кимканское, Гаринское и др.).[7]

Для железистых кварцитов, содержащих 31—35 % железа, характерны слоистая текстура, повышенное содержание руд­ных (магнетит, гематит) минералов, пониженное содержание основных оксидов (СаО + MgO до 10 %), повышенное содер­жание кремнезема (SiO₂ > 35 %), незначительное содержание серы и фосфора.

Главные рудные минералы железистых кварцитов — магнетит и в гораздо меньшей мере гематит. Нерудные мине­ралы представлены преимущественно кварцем, силикатами, карбонатами (сидероплезитами, сидеритами, доломитом, ан­керитом). Из минералов, содержащих вредные примеси Р и S, преимущественное значение имеют апатит, пирит и пирротин. Содержание их в неокисленных кварцитах обычно незначи­тельно (0,02—0,11 %).

Железистые кварциты по прочностным свойствам отно­сятся к крепким и весьма крепким. Для них характерны труд­ная дробимость, измельчаемость и высокая абразивность при дроблении и измельчении.

Грубослоистые, бедные по содержанию магнетита неокисленные кварциты требуют применения сухой магнитной сепарации (например, кварциты месторождения Большая Глееватка ЦГОКа). Тонкая и мелкая вкрапленности магнети­та определяют необходимость применения большого числа (II—IV) стадий измельчения и магнитной сепарации для уда­ления породы из процесса по мере ее раскрытия и получения оптимального содержания железа в концентрате (рис.1). В каждой стадии руда подвергается измельчению до определен­ной крупности, классификации в спиральных классификато­рах или гидроциклонах, пески которых возвращаются на доизмельчение, а слив направляется на магнитную сепарацию с предварительным обесшламливанием питания сепараторов или без него.

В первой стадии обогащения применяются обычно сепа­раторы с прямоточными ваннами типа 209-СЭ и ПБМ- 120/300 и во второй — с противоточными, в третьей, четвер­той и пятой — с полупротивоточными. Напряженность маг­нитного поля во всех стадиях одинакова и находится в преде­лах 63,7—87,6 кА/м на поверхности барабана. [3]

Концентраты, получаемые из железистых кварцитов, ха­рактеризуются низкой основностью (0,07—0,09) и высоким кремниевым модулем.

Рис. 1.Схема обогащения магнетитовых кварцитов Днепроского ГОКа

Основные запасы магнетитовых контактово-метасоматических (скарновых) руд сосредоточены на месторождениях Урала (Магнитогорское, Гороблагодатское и др.), Казахстана (Качарское, Сарбайское, Соколовское и др.), Восточной Си­бири (Коршуновское, Абаканское и др.), Кольского полуост­рова (Ковдорское). Содержание железа в рудах колеблется от 28 до 58 %.

Основным рудным минералом является магнетит, в мень­шем количестве встречается гематит. Нерудные минералы разнообразны. Весьма различна также сульфидная минерали­зация — пирит, пирротин, халькопирит, пентландит, сфале­рит, галенит. Фосфор в рудах представлен обычно апатитом. По содержанию фосфора, цветных и редких металлов отдель­ные месторождения могут иметь промышленное значение. Размер зерен рудных минералов колеблется от сотых долей до нескольких миллиметров; содержание серы обычно составля­ет от 0,2 до 3,5 %, фосфора — от 0,02 до 0,42 %. По прочност­ным свойствам руды относятся к крепким, но хрупким с низ­кой абразивностью.

Вследствие особенностей вещественного состава и значи­тельной пространственной изменчивости текстурно-структур­ных признаков руды этого типа обогащают с применением для извлечения железа сухой и мокрой магнитной или только мокрой магнитной сепарации после тщательного их усредне­ния перед подачей на обогатительную фабрику. В СНГ ши­рокое применение получили многостадиальные комбиниро­ванные схемы сухой и мокрой магнитной сепарации.

Одностадиальные схемы мокрого магнитного обогащения применяются только при переработке крупно- и мелковкраплен­ных руд. Развитие одностадиальной схемы обогащения промпродуктов сухой сепарации идет обычно по пути включения в замкнутые циклы измельчения мокрой магнитной сепарации (например, на Гороблагодатской и Абагурской обогатительных фабриках), что дает повышение содержания железа в концентра­те на 1—2 %. Двухстадиальные схемы мокрого магнитного обо­гащения промпродуктов сухой магнитной сепарации применяют при обогащении мелко- и тонковкрапленных руд.

Трехстадиальная схема мокрого магнитного обогащения промпродуктов сухой магнитной сепарации используется на Соколовско-Сарбайском ГОКе при переработке тонко- и весьма тонковкрапленных руд. Развитием этой схемы являет­ся четырехстадиальная схема обогащения с тремя стадиями измельчения. Магнитная сепарация осуществляется на бара­банных сепараторах 168-СЭА и 209-СЭ. При одно- и двухстадиальных схемах обогащения сепарация осуществляется в прямоточных сепараторах, а при трех- и четырехстадиальных схемах сливы гидроциклонов поступают в полупрямоточные, а сливы мельниц — в противоточные сепараторы. Железные концентраты, получаемые из этих руд, имеют высокую ос­новность и повышенное содержание фосфора (0,06—0,13 %).[3]

Комплексный характер руд и необходимость извлечения всех ценных компонентов предопределяют использование помимо магнитной сепарации гравитационные и флотацион­ные методы обогащения (рис. 2). Примером комплексного использования сырья является технология обогащения, при­меняемая при переработке скарновых руд Ковдорского ме­сторождения (рис. 3) и обеспечивающая получение железно­го, апатитового и бадделеитового концентратов методами магнитной сепарации, флотации и концентрации на столах.

Рис. 2. Принципиальные схемы обогащения железных руд комплексного состава: