Подготовка руд к плавке

Перед загрузкой в доменную печь руду необходимо измельчить, усреднить, частично удалить пустую породу. Для этого руду подвергают той или иной подготовке.

В наиболее сложных случаях руда подвергается полному комплексу операций, который включает в себя:

1. Дробление, измельчение и классификация

2. Обогащение.

3. Усреднение.

4. Окускование.

Дробление, измельчение и классификация

Дробление проводят в несколько этапов:

- крупное дробление 1500-250 мм

- среднее дробление 250-50 мм

- мелкое дробление 50-5 мм

- измельчение до 02,-0,4 мм.

Для дробления используют щековые (рис.1) (для крупного и среднего дробления), конусные (рис.2) (для крупного, среднего и мелкого дробления), валковые (рис.3) (для среднего и мелкого дробления), молотковые (для среднего и мелкого дробления) дробилки.

Рис.1. Схема щековой дробилки: 1-подвижная щека; 2 – неподвижная щека; З - разгрузочное отверстие; 4 - привод дробилки; 5-распорные плиты; 6-регулировочнне пластины.

Измельчение проводят в шаровых или стержневых мельницах.

Грохочение – это разделение материала на классы крупности при помощи решеток или механических сит для частиц диаметром более 1 мм.

Классификация – разделение материалов по классам крупности на основе разности скоростей падения, для частиц меньше 1 мм (бывает водная и воздушная).

Обогащение

Обогащение – это процесс, который обеспечивает повышение содержания полезного компонента и уменьшение содержания вредных примесей путем отделения рудного минерала от пустой породы.

Рис. 2 . Схема конусной дробилки: 1 – неподвижнй конус; 2-подвижный конус; З - вращающийся верткальный стакан.

Рис.3 . Валковая дробилка: I - рама; 2 - дробяшие валки; З - подшипники; 4 - салазки; 5-тяга с пружиной; 6-регулировочкие прокладки.

В результате обогащения получают концентрат и хвосты. Для обогащения руд используют целый ряд методов.

Водная промывка.

Для водной промывки используют бутары (рис. 4) или корытные мойки (рис.5).

Данный способ обогащения используют для руд с плотными минералами и рыхлой пустой породой. При использовании бутар руда подается внутрь сетчатого вращающегося барабана, орошаемого сверху водой. В результате рыхлая пустая порода вымывается из барабана, а плотный минерал выгружается из барабана. Метод отличается низкой эффективностью, так как в хвостах остается до 25 % железа. Расход воды составляет 3-5 м³/т руды.

Рис. 4. Схема работы бутары.

Рис. 5 . Схема работы корытной мойки

Отсадка.

При использовании этого метода зерна различного удельного веса расслаиваются под действием струи воды, пульсирующей в вертикальном направлении. Отсадочные машины бывают с подвижным и неподвижным решетом, чаще с неподвижным (рис. 5). Руда в тонкоизмельченном состоянии загружается в отсадочную машину. За счет вращения шкива диафрагма колеблется, в результате чего обеспечивается пульсация столба жидкости. Что приводит к тому, что более легкие частицы пустой породы поднимаются вверх, а более тяжелые частицы рудного минерала опускаются вниз.

Рис. 6. Схема работы отсадочной машины

с неподвижным решетом

Гравитационное обогащение проводится в тяжелых средах, то есть плотность жидкости должна быть больше плотности пустой породы. В качестве среды используются тяжелые органические жидкости и концентрированные растворы солей. Руду подают в тонкоизмельченном виде. После перемешивания со средой смесь отстаивают: пустая порода поднимается кверху и скапливается на поверхности, а рудный минерал оседает на дно.

Магнитная сепарация – это наиболее распространенный способ обогащения железных руд. Может использоваться только для сильномагнитных руд. В частности для магнитного железняка. Бурый и красный железняк можно подвергнуть восстановительному обжигу, в результате которого Fe₂O₃ перейдет в Fe₃O₄, и тогда эти руды тоже можно будет подвергать магнитной сепарации.

Рис. 7 Схема магнитной сепарации

Магнитная сепарация бывает сухая (при размере частиц больше 3 мм) и мокрая (при размере частиц меньше 0,1 мм). При размере частиц 0,1-3 мм может использоваться как сухая, так и мокрая магнитная сепарация. Схема магнитной сепарации представлена на рис. 6.

Флотация.

Для железных руд флотация используется редко, обычно используется для сульфидных минералов, в частности для обогащения руд цветных металлов. Флотация основана на различии гидрофильности и гидрофобности свойств рудного минерала и пустой породы.

Флотация бывает прямая и обратная. При прямой флотации рудный материал поднимается вверх, а пустая порода оседает вниз, а при обратной – наоборот.