RU2606900C1 - Method for complex enrichment of rare-earth metal ores - Google Patents
Method for complex enrichment of rare-earth metal ores Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606900C1 RU2606900C1 RU2015136148A RU2015136148A RU2606900C1 RU 2606900 C1 RU2606900 C1 RU 2606900C1 RU 2015136148 A RU2015136148 A RU 2015136148A RU 2015136148 A RU2015136148 A RU 2015136148A RU 2606900 C1 RU2606900 C1 RU 2606900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- separation
- concentrate
- concentration
- fractions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/20—Obtaining niobium, tantalum or vanadium
- C22B34/24—Obtaining niobium or tantalum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B7/00—Combinations of wet processes or apparatus with other processes or apparatus, e.g. for dressing ores or garbage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области комплексного обогащения редкометалльных руд, преимущественно тантал-ниобиевых, и может быть использовано при переработке и других видов минерального сырья, содержащих как редкие, так и редкоземельные элементы, а также благородные металлы.The invention relates to the field of complex processing of rare-metal ores, mainly tantalum-niobium, and can be used in the processing of other types of mineral raw materials containing both rare and rare-earth elements, as well as noble metals.
Редкометалльные руды - природные минеральные образования, содержащие редкие элементы в виде самостоятельных минералов или изоморфных примесей, рассеянных в рудных и жильных минералах. Подобные руды, как правило, имеют комплексный характер, поскольку содержат в своем составе несколько ценных компонентов в концентрациях, при которых их промышленное использование технологически возможно и экономически оправдано. К примеру, колумбит часто залегает совместно с такими минералами, как циркон, альбит, кварц, монацит, касситерит и турмалин, поэтому тантал-ниобиевые месторождения, по существу, являются одновременно месторождениями и этих минералов. Нередки ситуации, когда экономическая рентабельность переработки подобных руд достигается лишь в случае их комплексной переработки с выделением нескольких полезных компонентов или минералов. Разработка технологий комплексного обогащения руд - важная задача не только с экономической точки зрения, но и с точки зрения уменьшения техногенного воздействия на природу, а также более эффективного использования ее ограниченных ресурсов.Rare metal ores - natural mineral formations containing rare elements in the form of independent minerals or isomorphic impurities dispersed in ore and gangue minerals. Such ores, as a rule, are complex in nature, because they contain several valuable components in concentrations at which their industrial use is technologically possible and economically justified. For example, columbite often lies in conjunction with minerals such as zircon, albite, quartz, monazite, cassiterite and tourmaline, so tantalum-niobium deposits are essentially both mineral deposits. There are often situations when the economic profitability of processing such ores is achieved only in the case of their complex processing with the release of several useful components or minerals. The development of integrated ore beneficiation technologies is an important task not only from an economic point of view, but also from the point of view of reducing the technological impact on nature, as well as more efficient use of its limited resources.
В мире наблюдается устойчивый рост спроса на тантал-ниобиевую продукцию, которая широко используется во многих развитых отраслях промышленности. Так, легирующая добавка в форме феррониобия повышает прочность и коррозиестойкость сталей; чистые оксиды ниобия улучшают характеристики оптического стекла и линз экранов современной электроники, а соединения тантала - основа в процессе производства высокоемких конденсаторов и тугоплавких коррозионно-стойких и сверхтвердых сплавов. Это позволяет говорить о том, что вовлечение в производство новых месторождений тантал-ниобиевого сырья и разработка эффективных технологий извлечения из него тантала и ниобия являются актуальной задачей.The world has seen a steady increase in demand for tantalum-niobium products, which are widely used in many developed industries. So, an alloying additive in the form of ferroniobium increases the strength and corrosion resistance of steels; pure niobium oxides improve the performance of optical glass and screen lenses of modern electronics, and tantalum compounds are the basis in the production of high-capacity capacitors and refractory corrosion-resistant and superhard alloys. This suggests that the involvement of tantalum-niobium raw materials in the production of new deposits and the development of effective technologies for the extraction of tantalum and niobium from it are an urgent task.
Главными минералами руд, содержащих тантал и ниобий, являются колумбит, танталит, пирохлор, лопарит, манганотанталит, воджинит, иксиолит, микролит, плюмбомикролит. Руды тантала также известны в пегматитах гранитных и щелочных пород, карбонатитах, в гидротермальных жилах. Среднее содержание Ta2O5 в этих рудах составляет 0.012-0.03%. Основными минералами, используемыми в промышленности для получения чистого ниобия и его соединений, являются пирохлор и колумбит, причем последний, наравне с танталитом, служит также одним из главных источников тантала.The main minerals of ores containing tantalum and niobium are columbite, tantalite, pyrochlore, loparite, manganotantalite, vodzhinit, ixiolite, microlite, plumbomicrolite. Tantalum ores are also known in pegmatites of granite and alkaline rocks, carbonatites, and in hydrothermal veins. The average Ta 2 O 5 content in these ores is 0.012-0.03%. The main minerals used in industry to obtain pure niobium and its compounds are pyrochlore and columbite, the latter, along with tantalite, also serves as one of the main sources of tantalum.
Проблемы переработки тантал-ниобиевых руд обусловлены, во-первых, комплексом неблагоприятных факторов, связанных с их природой, близостью физико-механических свойств входящих в их состав минералов, и, во-вторых, недостаточными возможностями или уровнем развития существующих методов обогащения. К факторам первого рода относятся, прежде всего, высокое содержание во многих рудах полезных минералов с тонкой вкрапленностью зерен, обладающих повышенной хрупкостью, что необходимо учитывать как при выборе способа измельчения руд, так и при создании технологии их обогащения. Обе эти особенности препятствуют получению высоких технологических показателей из-за повышенных потерь ценных компонентов с тонкими фракциями различных продуктов обогащения в основных процессах переработки руды. Потери тантала и ниобия за счет тонких классов иногда достигают 30% и более. В ряде случаев положение усугубляется большим содержанием в рудах первичных шламов.The problems of processing tantalum-niobium ores are caused, firstly, by a set of adverse factors associated with their nature, the proximity of the physicomechanical properties of the minerals included in their composition, and, secondly, the insufficient capabilities or level of development of existing enrichment methods. Factors of the first kind include, first of all, the high content of useful minerals in many ores with a fine impregnation of grains with increased brittleness, which must be taken into account both when choosing a method of grinding ores and when creating a technology for their enrichment. Both of these features prevent the achievement of high technological performance due to increased losses of valuable components with fine fractions of various enrichment products in the main ore processing processes. Losses of tantalum and niobium due to thin classes sometimes reach 30% or more. In some cases, the situation is aggravated by the high content of primary sludge in ores.
Основными методами в практике обогащения руд, содержащих колумбит, являются гравитационные, среди которых основное место принадлежит отсадке, винтовой сепарации и концентрации на столах. В результате получают коллективный концентрат, содержащий, кроме колумбита, касситерит, циркон и некоторые другие минералы. Последующую доводку черновых концентратов до требуемого содержания осуществляют, применяя флотацию и/или электромагнитную сепарацию, которые не всегда удовлетворяют требованиям экономики и экологической безопасности.The main methods in the practice of beneficiation of ores containing columbite are gravity, among which the main place belongs to depositing, screw separation and concentration on tables. The result is a collective concentrate containing, in addition to columbite, cassiterite, zircon and some other minerals. Subsequent refinement of draft concentrates to the required content is carried out using flotation and / or electromagnetic separation, which do not always satisfy the requirements of the economy and environmental safety.
Известен способ переработки ниобийсодержащих руд, включающий дробление, грохочение дробленого материала с выделением надрешетного и подрешетного продуктов, магнитную сепарацию с получением продуктов различного качества и последующую переработку хвостов по любой известной технологии. Отличительной особенностью способа является то, что после магнитной сепарации ее немагнитную фракцию крупностью -20+5 мм дополнительно обогащают радиометрической сепарацией с выделением хвостов и ниобиевого концентрата. Радиометрическая сепарация данного класса позволяет с минимальными энергетическими затратами и трудоемкостью получать высокообогащенный продукт перед последующим обогащением этого продукта по любой известной технологии. В материале руды крупностью более 20 мм содержатся нераскрытые от сростков зерна рудных минералов, что снижает эффективность рентгенорадиометрической сепарации при ее реализации, а наличие частиц крупностью менее 5 мм резко снижает производительность процесса разделения (Патент РФ №2200062, опубл. 10.03.2003 г.).A known method of processing niobium-containing ores, including crushing, screening of crushed material with the allocation of over-sieve and under-sieve products, magnetic separation to obtain products of various quality and the subsequent processing of tailings by any known technology. A distinctive feature of the method is that after magnetic separation, its non-magnetic fraction with a particle size of -20 + 5 mm is additionally enriched with radiometric separation with the release of tails and niobium concentrate. Radiometric separation of this class makes it possible to obtain a highly enriched product with the minimum energy costs and laboriousness before the subsequent enrichment of this product by any known technology. Ore material with a grain size of more than 20 mm contains undisclosed grains of ore minerals, which reduces the effectiveness of x-ray radiometric separation during its implementation, and the presence of particles with a particle size of less than 5 mm sharply reduces the performance of the separation process (RF Patent No. 2200062, published March 10, 2003) .
Основным недостатком способа является низкое извлечение полезного компонента в получаемый концентрат с содержанием в нем до 60-62% оксида ниобия, поскольку радиометрической сепарации подвергается материал только узкого диапазона крупности, а фракции крупностью +20 мм и -5 мм не вовлекаются в переработку и отдельно складируются для возможного дальнейшего обогащения известными способами, что приводит к потерям Nb2O5 с этими классами.The main disadvantage of this method is the low recovery of the useful component in the resulting concentrate with up to 60-62% niobium oxide in it, since only a narrow range of particle size is subjected to radiometric separation, and fractions with a particle size of +20 mm and -5 mm are not involved in processing and are separately stored for possible further enrichment by known methods, which leads to losses of Nb 2 O 5 with these classes.
Известен также «Способ обогащения эвдиалитовых руд» (патент РФ №2515196, опубл. 27.02.2014 г.), включающий в себя применение основной и перечистных стадий магнитной сепарации в сильном поле с выделением в немагнитную фракцию нефелин-полевошпатового концентрата, электрическую сепарацию магнитных фракций с получением эгиринового и эвдиалитового концентратов, содержащих оксиды редких (ZrO2, Nb2O5, Та2О5) и редкоземельных металлов. В голове процесса осуществляют рентгенорадиометрическую сепарацию (РРМС) руды с суммарным вторичным характеристическим излучением Κα1-серии элементов стронция, иттрия, циркония и ниобия в энергетическом диапазоне 13.0-17.5 кэВ.Also known is the “Method of enrichment of eudialyte ores” (RF patent No. 2515196, publ. 02.27.2014), which includes the use of the main and cleanup stages of magnetic separation in a strong field with the release of nepheline-feldspar concentrate into the nonmagnetic fraction, electrical separation of magnetic fractions to obtain aegirine and eudialyte concentrates containing rare oxides (ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 ) and rare earth metals. X-ray radiometric separation (RRMS) of the ore is carried out in the head of the process with the total secondary characteristic radiation of the Κα1 series of elements of strontium, yttrium, zirconium and niobium in the energy range 13.0-17.5 keV.
Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности извлечения полезных компонентов эвдиалитового концентрата (с 73% без РРМС до 75-76% с РРМС), снижение затрат на дробление и измельчение руды, а также сокращение количества перечистных операций.The technical result of this invention is to increase the efficiency of extraction of useful components of eudialyte concentrate (from 73% without PPMS to 75-76% with PPMS), reducing the cost of crushing and grinding ore, as well as reducing the number of cleaning operations.
К недостаткам способа относится его высокая энерго- и металлоемкость с учетом использования в голове процесса магнитных сепараторов для всей исходной руды, а также применение процесса сушки для магнитной фракции перед электрической сепарацией, что приводит к повышению капитальных и эксплуатационных затрат. Более того, предварительная рентгенорадиометрическая сепарация не является эффективной для тех видов редкометалльных руд, которые не имеют значимых различий по рентгенорадиометрическим свойствам.The disadvantages of the method include its high energy and metal consumption, taking into account the use of magnetic separators in the process head for the entire source ore, as well as the use of a drying process for the magnetic fraction before electrical separation, which leads to an increase in capital and operating costs. Moreover, preliminary x-ray radiometric separation is not effective for those types of rare-metal ores that do not have significant differences in x-ray radiometric properties.
Известен также способ обогащения полезных ископаемых, включающий дробление руды, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал. Выделение минералов повышенной плотности из дробленой руды после ее предварительного додрабливания и измельчения осуществляют посредством процесса виброконцентрации с последующей рентгеноспектральной сортировкой хвостов виброконцентрации и выводом их в отвал. Обогащенный продукт процесса виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, одностадиальной перечистной операции виброконцентрации с получением концентрата и промпродукта, который вместе с обогащенным продуктом рентгеноспектральной сортировки возвращают в процесс додрабливания и измельчения по замкнутому циклу, концентрат перечистной операции виброконцентрации направляют на доводку, додрабливание и измельчение руды и продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения, перед операцией додрабливания и измельчения руду и продукты обогащения подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара, которое осуществляют совместно с магнитно-импульсной обработкой, действующей на поток материала либо одновременно с высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней, доводку концентратов виброконцентрации осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций (Патент РФ №2329870, опубл.27.07.2008 г.).There is also known a method of mineral processing, including crushing ore, the allocation of crushed ore minerals of high density, removal of waste rock and light minerals in the dump. High-density minerals are separated from crushed ore after its preliminary refinement and grinding by means of a vibroconcentration process with subsequent x-ray spectral sorting of the vibroconcentration tailings and their discharge to the dump. The enriched product of the vibroconcentration process is subjected to at least a single-stage cleanup operation of vibroconcentration to obtain a concentrate and intermediate product, which, together with the enriched product of X-ray spectral sorting, is returned to the process of refinement and grinding in a closed cycle, the concentrate of the cleanup operation of vibroconcentration is sent for refinement, refinement and refinement enrichment products are carried out in the mode of centrifugal impact destruction, before the operation of completion and from The ore and beneficiation products are pre-destructed by means of high-contrast and high-temperature heat treatment by a stream of hot gases or superheated steam, which is carried out together with magnetic-pulse treatment acting on the material flow or simultaneously with high-contrast and high-temperature heat treatment, or immediately after it, finishing concentrates vibroconcentrations are carried out by deep grinding of the material and subsequent removal of associated m of inerals to the dump in the form of fine fractions (RF Patent No. 2329870, publ. July 27, 2008).
Недостатком известного способа является то, что рентгеноспектральная сортировка применима только для разделения крупных фракций руды, в которых значимо варьируется содержание полезных минералов. Для других руд с низкой степенью контрастности свойств разделение выбранных классов крупности с использованием данного метода является недостаточно эффективным, что отражается на присутствии в отвальных хвостах повышенного количества полезных компонентов, приводящее к снижению их общего извлечения в готовый концентрат. Более того, применение предварительной сушки руды перед проведением рентгеноспектральной сортировки приведет к удорожанию себестоимости продукции из-за возрастающих затрат при использовании различных источников энергоресурсов.The disadvantage of this method is that x-ray sorting is applicable only for the separation of large fractions of ore, in which the content of useful minerals varies significantly. For other ores with a low degree of contrasting properties, the separation of the selected size classes using this method is not effective enough, which affects the presence in the dump tailings of an increased amount of useful components, leading to a decrease in their total extraction into the finished concentrate. Moreover, the use of preliminary drying of ore before X-ray spectral sorting will increase the cost of production due to increasing costs when using various sources of energy.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является «Технология высокоэффективного извлечения тантала и ниобия из рудного материала» (патент Китая №101658816, опубликован 22.08.2012 г.). По данной технологии исходная руда после дробления и удаления из нее материала крупностью -0.2 мм направляется в первый контур обогащения, где подвергается измельчению в замкнутом цикле с классификацией по размеру граничного зерна 0.5 мм.The closest in technical essence and the achieved result to the declared one is “Technology of highly efficient extraction of tantalum and niobium from ore material” (Chinese patent No. 101658816, published on August 22, 2012). According to this technology, the initial ore after crushing and removal of material with a particle size of -0.2 mm is sent to the first beneficiation loop, where it is subjected to grinding in a closed cycle with classification by the size of the boundary grain of 0.5 mm.
Недоизмельченный надрешетный продукт в виде циркулирующей нагрузки возвращается на доизмельчение, тогда как подрешетный продукт направляется в стадию низкоинтенсивной магнитной сепарации для удаления из него в магнитную фракцию железосодержащих примесей, после чего немагнитный продукт сепарации классифицируется по размеру граничного зерна 0.2 мм с отделением класса -0.2 мм в слив. Получаемый промежуточный продукт крупностью -0.5+0.2 мм подвергается гравитационному разделению с получением концентрата и хвостов. Концентрат является готовым тантал-ниобиевым концентратом, а хвосты направляются во второй контур обогащения, где подвергаются тонкому измельчению в замкнутом цикле с классификацией по размеру граничного зерна 0.2 мм. Недоизмельченный надрешетный продукт в виде циркулирующей нагрузки возвращается на доизмельчение, тогда как подрешетный продукт направляется в стадию низкоинтенсивной магнитной сепарации для удаления железосодержащих примесей, после чего немагнитный продукт сепарации классифицируется по размеру граничного зерна 0.038 мм с отделением класса -0.038 мм в слив. Получаемый промежуточный продукт крупностью -0.2+0.038 мм подвергается гравитационному разделению с получением тантал-ниобиевого концентрата и отвальных хвостов. Материал крупностью -0.2 мм, выделяемый из исходной дробленой руды, подвергается обезвоживанию и сгущению, а оставшийся после отделения воды твердый осадок проходит классификацию и концентрацию на столе с получением тантал-ниобиевого концентрата и отвальных хвостов. Слив классификатора первого контура обогащения, содержащий частицы крупностью -0.2 мм, разделяют на фракции по размеру зерна 0.038 мм. Класс +0.038 мм направляют на гравитационное разделение с получением тантал-ниобиевого концентрата и отвальных хвостов. Класс -0.038 мм объединяют со сливом классификатора второго контура обогащения, содержащим частицы той же крупности, после чего объединенные сливы подвергают обезвоживанию и сгущению, а оставшийся после отделения воды твердый осадок проходит классификацию и концентрацию на столе с получением тантал-ниобиевого концентрата и отвальных хвостов.An under-sieved oversize product in the form of a circulating load is returned to regrinding, while the under-sieve product is sent to the low-intensity magnetic separation stage to remove iron-containing impurities from it, after which the non-magnetic separation product is classified by the size of the boundary grain of 0.2 mm with a separation of class -0.2 mm in drain. The resulting intermediate product with a particle size of -0.5 + 0.2 mm is subjected to gravitational separation to obtain concentrate and tailings. The concentrate is a ready-made tantalum-niobium concentrate, and the tailings are sent to the second enrichment circuit, where they are subjected to fine grinding in a closed cycle with classification by the size of the boundary grain of 0.2 mm. An under-sieve oversize product in the form of a circulating load is returned to regrinding, while the under-sieve product is sent to the low-intensity magnetic separation stage to remove iron-containing impurities, after which the non-magnetic separation product is classified by the boundary grain size of 0.038 mm with a separation of the class -0.038 mm into the discharge. The resulting intermediate product with a particle size of -0.2 + 0.038 mm is subjected to gravitational separation to obtain tantalum-niobium concentrate and tailings. Material with a grain size of -0.2 mm, extracted from the initial crushed ore, is subjected to dehydration and thickening, and the solid sediment remaining after water separation is classified and concentrated on the table to obtain tantalum-niobium concentrate and tailings. The discharge of the first enrichment classifier containing particles with a particle size of -0.2 mm is divided into fractions according to a grain size of 0.038 mm. The class +0.038 mm is directed to gravity separation to obtain tantalum-niobium concentrate and tailings. The class -0.038 mm is combined with the discharge of the classifier of the second enrichment circuit containing particles of the same size, after which the combined drains are subjected to dehydration and thickening, and the solid residue remaining after water separation is classified and concentrated on the table to obtain tantalum-niobium concentrate and tailings.
При высокой степени раскрытия зерен тантала и ниобия в рудоподготовительных операциях заявленная технология обеспечивает извлечение тантала и ниобия в готовый концентрат около 50% при теоретически возможном извлечении этих компонентов из тантал-ниобиевых руд на уровне 65-75%. Известный способ является экологически безопасным, поскольку исключает использование вредных химических реагентов.With a high degree of disclosure of tantalum and niobium grains in ore preparation operations, the claimed technology ensures the extraction of tantalum and niobium into a finished concentrate of about 50% with a theoretically possible extraction of these components from tantalum-niobium ores at a level of 65-75%. The known method is environmentally friendly, since it eliminates the use of harmful chemicals.
К основным недостаткам известного способа относятся низкие технологические показатели извлечения ниобия и тантала в готовый редкометалльный концентрат, а также высокая разветвленность схемы, заключающаяся в присутствии значительного количества стадий обогащения, что потребует существенных капитальных затрат при ее осуществлении.The main disadvantages of this method include low technological indicators for the extraction of niobium and tantalum in the finished rare-metal concentrate, as well as the high branching of the scheme, which consists in the presence of a significant number of stages of enrichment, which will require significant capital costs in its implementation.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности и удешевление технологии обогащения руд редких, редкоземельных и благородных металлов, увеличение степени извлечения полезных минералов за счет улучшения условий их раскрытия при измельчении и дальнейшей комбинированной переработке подготовленного материала, а также повышение экологической безопасности при использовании разработанного процесса обогащения этих видов рудного минерального сырья.An object of the invention is to increase the efficiency and reduce the cost of the technology for the processing of ores of rare, rare-earth and noble metals, increase the degree of extraction of useful minerals by improving the conditions for their disclosure during grinding and further combined processing of the prepared material, as well as improving environmental safety when using the developed process for the enrichment of these types ore mineral raw materials.
Техническим результатом изобретения является комплексное выделение редких металлов из сложного по вещественному составу минерального сырья при селективном режиме измельчения исходного материала.The technical result of the invention is the complex selection of rare metals from complex mineral composition of mineral raw materials in a selective mode of grinding the source material.
Технический результат достигается за счет того, что в известный способ комплексного обогащения редкометалльных руд, включающий предварительное дробление исходной руды, ее измельчение в замкнутом цикле с классификацией и возвращением недоизмельченного надрешетного продукта в измельчение, дальнейшее гравитационное разделение подрешетного продукта, включающее винтовую сепарацию с последующей концентрацией ее тяжелой фракции на столе с получением концентрата стола и хвостов стола, последние объединяют с хвостами винтовой сепарации и подвергают тонкому измельчению в замкнутом цикле, затем из концентрата стола и продукта измельчения хвостов посредством низкоинтенсивной магнитной сепарации выделяют скрап и немагнитные фракции, причем скрап направляют в отвал, а немагнитные фракции, полученные в результате низкоинтенсивных магнитных сепараций, подвергают дообогащению, внесены изменения и дополнения, а именно:The technical result is achieved due to the fact that in the known method of complex dressing of rare-metal ores, including preliminary crushing of the initial ore, its grinding in a closed cycle with classification and the return of the under-sieved oversize product to grinding, further gravity separation of the under-sieve product, including screw separation with its subsequent concentration heavy fractions on the table to obtain a concentrate of the table and the tails of the table, the latter are combined with the tailings of the screw separation and They are subjected to fine grinding in a closed cycle, then scrap and non-magnetic fractions are separated from the table concentrate and tail tail product by means of low-intensity magnetic separation, and the scrap is sent to the dump, and non-magnetic fractions obtained as a result of low-intensity magnetic separations are enriched, changes and additions are made, changes and additions are made, namely:
- дообогащение немагнитной фракции очистки хвостов проводят методом мокрой высокоинтенсивной магнитной сепарации 1 с получением магнитной, немагнитной и промежуточной фракций с их последующим гравитационным обогащением, причем хвосты перечисток направляют в отвал;- enrichment of the non-magnetic fraction of the tailings is carried out by the method of wet high-intensity magnetic separation 1 to obtain magnetic, non-magnetic and intermediate fractions with their subsequent gravitational enrichment, and the tailings of the scrapings sent to the dump;
- гравитационные концентраты перечисток немагнитной и промежуточной фракций, после концентрации на столе, объединяют с полученным ранее немагнитным продуктом низкоинтенсивной магнитной сепарации концентрата стола;- gravity concentrates of refining of non-magnetic and intermediate fractions, after concentration on the table, are combined with the previously obtained non-magnetic product of low-intensity magnetic separation of the table concentrate;
- полученный коллективный концентрат подвергают мокрой высокоинтенсивной магнитной сепарации 2, осуществляемой в две стадии, с выделением цирконового и колумбитового концентратов;- the resulting collective concentrate is subjected to wet high-intensity magnetic separation 2, carried out in two stages, with the allocation of zircon and columbite concentrates;
- магнитную фракцию, полученную в результате высокоинтенсивной сепарации 1, после классификации и концентрации на столе, объединяют с колумбитовым концентратом.- the magnetic fraction obtained as a result of high-intensity separation 1, after classification and concentration on the table, is combined with columbite concentrate.
Кроме того, высокоинтенсивную магнитную сепарацию 1 и первую стадию высокоинтенсивной магнитной сепарации 2 осуществляют при индукции магнитного поля 1.3-1.6 Тл, а вторую стадию высокоинтенсивной магнитной сепарации 2 проводят при индукции магнитного поля 0.8-1.0 Тл;In addition, high-intensity magnetic separation 1 and the first stage of high-intensity magnetic separation 2 is carried out by induction of a magnetic field of 1.3-1.6 T, and the second stage of high-intensity magnetic separation 2 is carried out by induction of a magnetic field of 0.8-1.0 T;
- при гравитационной перечистке немагнитной фракции высокоинтенсивной магнитной сепарации 1, до ее концентрации на столе, проводят двухцикловую центробежную сепарацию;- when gravitational cleaning of the non-magnetic fraction of high-intensity magnetic separation 1, to its concentration on the table, carry out a two-cycle centrifugal separation;
- гравитационную перечистку промежуточной фракции высокоинтенсивной магнитной сепарации 1 проводят путем последовательного разделения ее по классам крупности с их направлением в операции концентрации на столах.- gravitational cleaning of the intermediate fraction of high-intensity magnetic separation 1 is carried out by sequentially dividing it into size classes with their direction in the concentration operation on the tables.
Многие минералы тантал-ниобиевой группы (колумбит, пирохлор, магнетит, микролит и др.), входящие в состав большинства руд редких металлов, обладают магнитной восприимчивостью, поэтому для их обогащения после переработки исходной руды гравитационными методами необходимо использование магнитной сепарации как в слабых полях, обеспечивающих извлечение минеральных компонентов с выраженными ферромагнитными (магнетит, примеси железа) свойствами, так и в сильных полях, обеспечивающих извлечение минеральных компонентов с низкими парамагнитными (колумбит, танталит, сидерит) и диамагнитными свойствами (циркон, пирохлор, кварц, полевые шпаты). Существующая разница в магнитных свойствах минералов большинства руд редких металлов позволяет использовать магнитную сепарацию в сильных полях как основной метод в доводочных операциях последующих стадий их обогащения.Many minerals of the tantalum-niobium group (columbite, pyrochlore, magnetite, microlite, etc.), which are part of most rare metal ores, have magnetic susceptibility, therefore, to enrich them after processing the initial ore by gravitational methods, it is necessary to use magnetic separation as in weak fields, providing extraction of mineral components with pronounced ferromagnetic (magnetite, iron impurities) properties, and in strong fields, providing extraction of mineral components with low paramagnetic mi (columbite, tantalite, siderite) and diamagnetic properties (zircon, pyrochlore, quartz, feldspars). The existing difference in the magnetic properties of the minerals of most rare metal ores allows the use of magnetic separation in strong fields as the main method in the finishing operations of the subsequent stages of their enrichment.
Актуальное значение в повышении степени извлечения минералов (ниобия, тантала и циркония) из редкометалльного сырья имеет выявление основных режимных факторов ведения процесса высокоинтенсивной магнитной сепарации, влияющих на технологические показатели дообогащения различных продуктов гравитационного цикла. В первую очередь, это относится к соблюдению условий, которые задаются путем регулировки диапазона значений напряженности магнитного поля. Оптимальные ее значения зависят от свойств обогащаемого материала и требований к извлечению как магнитной, так и немагнитной фракций. Эти параметры устанавливаются по результатам экспериментальных исследований, проведенных при выполнении научно-исследовательских работ (НИР) и представленных ниже.The identification of the main regime factors of the high-intensity magnetic separation process affecting the technological parameters of the enrichment of various products of the gravitational cycle is of current importance in increasing the degree of extraction of minerals (niobium, tantalum and zirconium) from rare metal raw materials. First of all, this refers to compliance with the conditions that are set by adjusting the range of values of the magnetic field strength. Its optimal values depend on the properties of the material being enriched and the requirements for the extraction of both magnetic and non-magnetic fractions. These parameters are set based on the results of experimental studies conducted during the implementation of scientific research (R&D) and presented below.
В Таблице 1 показаны результаты разделения продукта центробежной концентрации, имеющего крупность -0.2 мм и содержащего 0.644% Nb2O5, 0.041% Ta2O5 и 0.58% ZrO2, с использованием мокрой ВМС. В Таблице 2 приводятся аналогичные показатели при доводке данным методом концентрата стола крупностью -0.3 мм при различных значениях индукции магнитного поля.Table 1 shows the results of the separation of a centrifugal concentration product having a fineness of -0.2 mm and containing 0.644% Nb 2 O 5 , 0.041% Ta 2 O 5 and 0.58% ZrO 2 using a wet IUD. Table 2 shows similar indicators when fine-tuning the table concentrate with a grain size of -0.3 mm for various values of the magnetic field induction.
Ниже приводится анализ Таблиц 1 и 2.The following is an analysis of Tables 1 and 2.
Для продукта центробежной концентрации при переходе от индукции магнитного поля в 1.5 Тл к индукции в 1.3 Тл происходит снижение примерно на 20% выхода магнитной фракции с одновременным увеличением в ней приблизительно в 1.5 раза содержания оксидов ниобия и тантала. Однако это не приводит к повышению извлечения Nb2O5 и Ta2O5 в магнитную фракцию: оно становится меньше на 6.4% и 3.1% соответственно. Это связано с недостаточно полным переходом в магнитный продукт относительно крупных, раскрытых зерен колумбита и богатых его сростков, состоящих из рудных зерен и породных минералов, что подтверждается увеличенным содержанием оксидов ниобия и тантала в немагнитной фракции и, как следствие, потерями этих полезных компонентов с данным продуктом разделения.For a centrifugal concentration product, when passing from a magnetic field induction of 1.5 T to an induction of 1.3 T, the yield of the magnetic fraction decreases by approximately 20%, while the content of niobium and tantalum oxides increases by about 1.5 times. However, this does not lead to an increase in the extraction of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 into the magnetic fraction: it decreases by 6.4% and 3.1%, respectively. This is due to the insufficiently complete transition to the magnetic product of relatively large open columbite grains and its rich intergrowths, consisting of ore grains and rock minerals, which is confirmed by the increased content of niobium and tantalum oxides in the nonmagnetic fraction and, as a result, the loss of these useful components with this product of separation.
Противоположная картина наблюдается при возрастании индукции магнитного поля с 1.5 до 1.7 Тл. В этом случае повышение выхода концентрата до 66.9% сопряжено не только со снижением содержания оксидов ниобия и тантала в магнитной фракции до уровня 0.82% и 0.05% соответственно, но приводит также к снижению их извлечения в магнитный продукт. Извлечение становится самым низким по отношению к первым двум режимам разделения и составляет 85.2% и 81.6% соответственно. Поскольку поступающее на высокоинтенсивное магнитное обогащение питание характеризуется присутствием большего количества тонких классов (более 60% представлено материалом крупностью -0.071 мм), то при дальнейшем повышении напряженности поля возникает явление магнитной флокуляции, препятствующее успешному разделению рудных минералов. Особенно это становится заметным при уменьшении крупности колумбита, когда увеличивается коэрцитивная сила. Поэтому в процессе магнитного разделения самые тонкие частицы колумбита будут образовывать устойчивые агрегаты с замкнутым магнитным потоком, внутрь которого обязательно попадут зерна породных минералов, представленных в первую очередь кварцем и полевыми шпатами, что приведет к снижению содержания оксидов ниобия и тантала в магнитной фракции. Кроме того, в тонкоизмельченном питании ВМС при достаточной степени раскрытия минералов магнитная восприимчивость породообразующих минералов возрастает, а у рудных снижается, что ухудшает процесс магнитной сепарации при повышении индукции поля и приводит к появлению в магнитной фракции тонких частиц породообразующих минералов.The opposite picture is observed with increasing magnetic field induction from 1.5 to 1.7 T. In this case, an increase in the concentrate yield to 66.9% is associated not only with a decrease in the content of niobium and tantalum oxides in the magnetic fraction to the levels of 0.82% and 0.05%, respectively, but also leads to a decrease in their extraction into the magnetic product. The recovery becomes the lowest with respect to the first two separation modes and is 85.2% and 81.6%, respectively. Since the power supplied to the high-intensity magnetic enrichment is characterized by the presence of a larger number of thin classes (over 60% is represented by a material with a particle size of -0.071 mm), with a further increase in the field strength, the phenomenon of magnetic flocculation arises, which prevents the successful separation of ore minerals. This becomes especially noticeable with a decrease in the size of the columbite, when the coercive force increases. Therefore, in the process of magnetic separation, the thinnest columbite particles will form stable aggregates with a closed magnetic flux, inside which grains of rock minerals, primarily quartz and feldspars, will necessarily fall, which will lead to a decrease in the content of niobium and tantalum oxides in the magnetic fraction. In addition, in the fine-grained nutrition of the Navy, with a sufficient degree of mineral opening, the magnetic susceptibility of the rock-forming minerals increases, and in ore decreases, which worsens the magnetic separation process with increasing field induction and leads to the appearance of fine particles of rock-forming minerals in the magnetic fraction.
Как видно из Таблицы 2, аналогичные закономерности проявляются и на первой стадии ВМС при разделении концентрата стола.As can be seen from Table 2, similar patterns are manifested in the first stage of the IUD when separating the table concentrate.
В Таблице 3 показано влияние режимов второй стадии ВМС на технологические показатели получения колумбитового и цирконового концентратов дообогащением магнитной фракции первой стадии ВМС концентрата стола.Table 3 shows the influence of the regimes of the second stage of the Navy on the technological indicators of obtaining columbite and zircon concentrates by the enrichment of the magnetic fraction of the first stage of the Navy table concentrate.
Анализ данных Таблицы 3 показывает, что при увеличении индукции магнитного поля с 0.8 до 1.0 Тл увеличивается извлечение оксидов тантала и ниобия, однако при переходе к 1.2 Тл извлечение существенно снижается. Это связано с недостаточно полным переходом в магнитный продукт относительно крупно раскрытых зерен колумбита и его богатых сростков, состоящих из рудных зерен и породных минералов, что подтверждается увеличенным содержанием оксидов ниобия и тантала в немагнитной фракции и, как следствие, потерями этих полезных компонентов с данным продуктом разделения.An analysis of the data in Table 3 shows that with increasing magnetic field induction from 0.8 to 1.0 T, the extraction of tantalum and niobium oxides increases, but with a transition to 1.2 T, the extraction is significantly reduced. This is due to the insufficiently complete transition to the magnetic product of relatively large open columbite grains and its rich intergrowths, consisting of ore grains and rock minerals, which is confirmed by the increased content of niobium and tantalum oxides in the nonmagnetic fraction and, as a result, the loss of these useful components with this product separation.
В результате анализа данных Таблиц 1-3 было установлено, что приемлемый интервал индукции магнитного поля для ВМС 1 и первой стадии ВМС 2 составляет 1.4-1.6 Тл, тогда как для второй стадии ВМС 2 он равен 0.8-1.0 Тл.As a result of the analysis of the data in Tables 1-3, it was found that the acceptable magnetic field induction interval for IUD 1 and the first stage of IUD 2 is 1.4-1.6 T, while for the second stage of IUD 2 it is 0.8-1.0 T.
Двухцикловая центробежная сепарация немагнитной фракции ВМС 1 с последующей концентрацией на столе и гравитационное разделение промежуточной и магнитной фракций продуктов перечистки хвостов путем последовательной концентрации на столах позволяют выделить дополнительное количество полезных компонентов из хвостов предыдущих перечисток.The two-cycle centrifugal separation of the non-magnetic fraction of the IUD 1 with subsequent concentration on the table and the gravitational separation of the intermediate and magnetic fractions of the tailings by sequential concentration on the tables make it possible to isolate an additional amount of useful components from the tailings of the previous tailings.
Проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил источников информации, в которых раскрыто техническое решение, характеризуемое совокупностью признаков или эквивалентных всем существенным признакам заявляемого решения, поэтому можно сделать вывод о соответствии последнего требованиям «новизны» и «изобретательского уровня».The analysis of the prior art by the applicant did not reveal sources of information that disclosed a technical solution characterized by a combination of features or equivalent to all the essential features of the proposed solution, so we can conclude that the latter meets the requirements of “novelty” and “inventive step”.
Заявленное изобретение, способ комплексного обогащения редкометалльных руд, поясняется технологической схемой обогащения, приведенной на Фиг. 1. Технологическая схема представлена в виде совокупности последовательных операций для каждой стадии процесса обогащения (классификация, измельчение, винтовая сепарация и т.д.), поэтому не требует специальных пояснений. Стрелками указано направление дальнейшей переработки продукта и хвостов после каждой операции обогащения. Цифрами 1 и 2 обозначены операции ВМС. Буквами МФ обозначена магнитная фракция, НФ - немагнитная фракция, а ПФ - промежуточная фракция, ПП - промежуточный продукт.The claimed invention, a method for complex enrichment of rare-metal ores, is illustrated by the beneficiation process shown in FIG. 1. The technological scheme is presented in the form of a set of sequential operations for each stage of the enrichment process (classification, grinding, screw separation, etc.), therefore, does not require special explanations. The arrows indicate the direction of further processing of the product and tailings after each enrichment operation. Numbers 1 and 2 denote the operation of the Navy. The letters MF are the magnetic fraction, NF is the nonmagnetic fraction, and PF is the intermediate fraction, PP is the intermediate product.
Для лучшего понимания сущности заявляемого технического решения рассмотрим его реализацию на примере обогащения редкометалльной руды Зашихинского месторождения, основным полезным минералом которой является колумбит (химическая формула (Fe, Mn)(Nb, Та)2О6), а попутным минералом - циркон (химическая формула ZrSiO4) в опытно-промышленных условиях, которые проводились в соответствии с представленной технологической схемой.For a better understanding of the essence of the claimed technical solution, we consider its implementation on the example of the enrichment of rare-metal ore of the Zashikhinsky deposit, the main useful mineral of which is columbite (chemical formula (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 O 6 ), and the associated mineral is zircon (chemical formula ZrSiO 4 ) in experimental industrial conditions, which were carried out in accordance with the presented technological scheme.
Исходную дробленую тантал-ниобиевую руду крупностью менее 10 мм, содержащую 0.3% Nb2O5, 0.026% Ta2O5 и 0.59% ZrO2, подвергают измельчению в шаровой мельнице, обеспечивающей частичное раскрытие рудных минералов и получение материала крупностью -0.315+0 мм. Разгрузку мельницы направляют для разделения по крупности на высокочастотный вибрационный грохот с выделением надрешетного и подрешетного продуктов. Надрешетный продукт крупностью +0.315 мм подают на доизмельчение в шаровую мельницу, образуя тем самым с ее питанием циркулирующую нагрузку.The initial crushed tantalum-niobium ore with a size of less than 10 mm, containing 0.3% Nb 2 O 5 , 0.026% Ta 2 O 5 and 0.59% ZrO 2 , is subjected to grinding in a ball mill, providing partial opening of ore minerals and obtaining material with a particle size of -0.315 + 0 mm The discharge of the mill is directed for separation by size into a high-frequency vibrating screen with the release of over-sieve and under-sieve products. An oversize product with a particle size of +0.315 mm is fed to a ball mill for regrinding, thereby forming a circulating load with its power.
Подрешетный продукт грохота с размером зерна менее 0.315 мм направляют в операцию винтовой сепарации, которая позволяет сосредоточить в тяжелой фракции преимущественно свободные зерна рудных минералов, из-за различия в значениях плотности и крупности разделяемых минералов. Тяжелую фракцию винтового сепаратора, представленную его концентратом и содержащую 0.726% Nb2O5, 0.05% Та2О5 и 1.44% ZrO2, при извлечении 75.2% Nb2O5, 68.3% Та2О5 и 78.0% ZrO2, подвергают дообогащению на концентрационном столе с получением двух продуктов разделения - концентрата и хвостов. Дообогащение тяжелой фракции винтовой сепарации на столе осуществляют в режиме сегрегационного разделения частиц с увеличением в нем более чем в 20 раз степени концентрации всех полезных компонентов по сравнению с его питанием. Это позволяет выделить в концентрат стола продукт с содержанием 16.73% Nb2O5, 1.10% Та2О5 и 32.10% ZrO2, направляемый в дальнейшем подается на магнитную сепарацию в слабом поле, магнитная индукция которого не превышает 0.1 Тл, для отделения ферромагнитного скрапа.The under-sizing product of the screen with a grain size of less than 0.315 mm is sent to the screw separation operation, which allows you to concentrate mainly free grains of ore minerals in the heavy fraction, due to the difference in the density and size of the separated minerals. The heavy fraction of the screw separator, represented by its concentrate and containing 0.726% Nb 2 O 5 , 0.05% Ta 2 O 5 and 1.44% ZrO 2 , when 75.2% Nb 2 O 5 , 68.3% Ta 2 O 5 and 78.0% ZrO 2 are recovered, subjected to enrichment on the concentration table to obtain two separation products - concentrate and tails. The enrichment of the heavy fraction of screw separation on the table is carried out in the mode of segregation separation of particles with an increase in it by more than 20 times the degree of concentration of all useful components compared to its nutrition. This makes it possible to isolate into the table concentrate a product with a content of 16.73% Nb 2 O 5 , 1.10% Ta 2 O 5 and 32.10% ZrO 2 , which is subsequently fed to magnetic separation in a weak field, the magnetic induction of which does not exceed 0.1 T, to separate the ferromagnetic scrap.
Хвосты винтовой сепарации и концентрации на столе объединяют и направляют на тонкую классификацию с использованием высокочастотного грохота, размер ячеек сетки которого составляет 0.2 мм. Надрешетный продукт грохота в виде циркулирующей нагрузки поступает в шаровую мельницу для его доизмельчения и дополнительного раскрытия сростков, а подрешетный продукт крупностью -0.2 мм подают на магнитную сепарацию в слабом поле, напряженность которого не превышает 0.1 Тл. Немагнитная фракция сепарации подвергается перечистке на высокоинтенсивном сепараторе 1 с индукцией магнитного поля порядка 1.5 Тл с получением немагнитной, промежуточной и магнитной фракций, в последнюю из которых, в основном, попадают тонкие частицы колумбита.The tailings of screw separation and concentration on the table are combined and sent to a fine classification using a high-frequency screen, the mesh size of which is 0.2 mm. The over-sieve product of the screen in the form of a circulating load enters the ball mill for its regrinding and additional opening of the splices, and the under-sieve product with a particle size of -0.2 mm is fed to magnetic separation in a weak field, the intensity of which does not exceed 0.1 T. The non-magnetic separation fraction is cleaned using a high-intensity separator 1 with a magnetic field induction of the order of 1.5 T to obtain non-magnetic, intermediate and magnetic fractions, the latter of which mainly contains fine columbite particles.
Последующую доводку по доизвлечению ценных компонентов из немагнитной фракции ВМС 1 осуществляют ее направлением на центробежную концентрацию, обеспечивающую получение концентрата и хвостов. За один прием центробежной концентрации немагнитной фракции с содержанием в ней 0.040% Nb2O5, 0.0051% Ta2O5 и 0.186% ZrO2 получают концентрат с содержанием оксида ниобия 0.11%, оксида тантала 0.020% и оксида циркония 1.10%, операционное извлечение в который составило 9.2, 13.0 и 19.7% соответственно. Хвосты основной центробежной концентрации подаются на контрольную центробежную операцию, что позволяет доизвлечь 5.6% оксида ниобия, 8.9% оксида тантала и 17.9% оксида циркония в концентрат контрольного обогащения. Объединенный концентрат основной и контрольной операций центробежного обогащения с суммарным выходом 4.0% содержит 0.1% Nb2O5, 0.019% Та2О5 и 1.12% ZrO2. Хвосты контрольной центробежной сепарации с бедным содержанием оксидов направляют в отвал. Доводку объединенного концентрата центробежной сепарации производят направлением его в операцию концентрации на столе с выделением гравитационного концентрата немагнитной фракции с содержанием 1.55% оксида ниобия, 0.35% оксида тантала и 29.60% оксида циркония, а также хвостов, которые являются отвальными и выводятся из процесса обогащения.Subsequent fine-tuning to retrieve valuable components from the non-magnetic fraction of the Navy 1 is carried out by its direction to the centrifugal concentration, which provides concentrate and tailings. For one centrifugal concentration of a non-magnetic fraction with a content of 0.040% Nb 2 O 5 , 0.0051% Ta 2 O 5 and 0.186% ZrO 2 , a concentrate is obtained with a content of niobium oxide 0.11%, tantalum oxide 0.020% and zirconium oxide 1.10%, operational recovery which amounted to 9.2, 13.0 and 19.7%, respectively. The tailings of the main centrifugal concentration are fed to the control centrifugal operation, which allows extracting 5.6% of niobium oxide, 8.9% of tantalum oxide and 17.9% of zirconium oxide into the concentrate of the control enrichment. The combined concentrate of the main and control centrifugal enrichment operations with a total yield of 4.0% contains 0.1% Nb 2 O 5 , 0.019% Ta 2 O 5 and 1.12% ZrO 2 . The tailings of the control centrifugal separation with a low content of oxides are sent to the dump. The combined centrifugal separation concentrate is refined by directing it to a concentration operation on a table with the release of a non-magnetic fraction gravity concentrate containing 1.55% niobium oxide, 0.35% tantalum oxide and 29.60% zirconium oxide, as well as tailings that are dumped and removed from the enrichment process.
Промежуточную фракцию ВМС 1 подвергают гравитационному обогащению на концентрационном столе с получением концентрата, промежуточного продукта и отвальных хвостов. При этом концентрат стола содержит около 12% Nb2O5, 1.13% Ta2O5 и 23.4% ZrO2 при операционном извлечении, равном от 35 до 40% каждого из определяемых компонентов. Промежуточный продукт стола проходит дополнительную перечистку с применением этого же гравитационного аппарата с получением новых концентрата, промежуточного продукта и отвальных хвостов. Промежуточный продукт перечистной операции в виде циркулирующей нагрузки объединяют с промежуточным продуктом основной концентрации на столе. Концентрат перечистки объединяют с концентратом основной концентрации на столе с получением гравитационного концентрата промежуточной фракции.The intermediate fraction of the IUD 1 is subjected to gravitational enrichment on a concentration table to obtain a concentrate, an intermediate product and tailings. At the same time, the table concentrate contains about 12% Nb 2 O 5 , 1.13% Ta 2 O 5 and 23.4% ZrO 2 with operational extraction equal to 35 to 40% of each of the determined components. The intermediate product of the table undergoes additional purification using the same gravity apparatus to obtain new concentrate, an intermediate product, and tailings. The intermediate product of the cleaning operation in the form of a circulating load is combined with the intermediate product of the main concentration on the table. The purification concentrate is combined with the concentrate of the main concentration on the table to obtain a gravity concentrate of an intermediate fraction.
Магнитную фракцию ВМС 1 доводят на концентрационном столе с получением концентрата, содержащего Nb2O5, Ta2O5 и ZrO2 в количествах 33.3%, 2.29% и 7.57% соответственно. При этом выход концентрата стола составляет порядка 2.3% от подаваемого на стол материала. Хвосты стола являются отвальными: с ними теряется около 3% Nb2O5 и Ta2O5 и не более 0.56% ZrO2. Промежуточный продукт стола с содержанием оксида ниобия 1.90%, оксида тантала 0.16% и оксида циркония 0.87% перечищают на другом концентрационном столе с получением концентрата, содержащего около 46% Nb2O5, около 3% Та2О5 и более 5% ΖrO2, а также отвальных хвостов, с которыми теряется 1.4, 2.23 и 0.82% этих ценных компонентов соответственно. Концентраты столов (основного и перечистного) представляют собой колумбитовый концентрат, получаемый с общим выходом 0.088% и содержащий 35.81% оксида ниобия, 2.41% оксида тантала и 7.08% оксида циркония с извлечениями 10.23%, 9.2% и 1.06% соответственно. Из-за сопоставимых значений по содержанию оксидов редких металлов в промежуточных продуктах обоих столов их объединяют, создавая тем самым циркулирующую нагрузку.The magnetic fraction of IUD 1 was adjusted on a concentration table to obtain a concentrate containing Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and ZrO 2 in amounts of 33.3%, 2.29% and 7.57%, respectively. Furthermore, the yield of table concentrate is about 2.3% of the material fed to the table. The tails of the table are dump: about 3% Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 and not more than 0.56% ZrO 2 are lost with them. The intermediate product of the table with the content of niobium oxide 1.90%, tantalum oxide 0.16% and zirconium oxide 0.87% is purified on another concentration table to obtain a concentrate containing about 46% Nb 2 O 5 , about 3% Ta 2 O 5 and more than 5% ΖrO 2 , as well as dump tailings, with which 1.4, 2.23 and 0.82% of these valuable components are lost, respectively. Table concentrates (basic and purification) are columbite concentrate obtained with a total yield of 0.088% and containing 35.81% niobium oxide, 2.41% tantalum oxide and 7.08% zirconium oxide with extracts of 10.23%, 9.2% and 1.06%, respectively. Due to the comparable values for the content of rare metal oxides in the intermediate products of both tables, they are combined, thereby creating a circulating load.
Гравитационный концентрат, получаемый из концентрата винтовой сепарации после его дообогащения на столе и удаления из получаемого продукта ферромагнитного скрапа в слабом магнитном поле, объединяют с гравитационными концентратами немагнитной и промежуточной фракций ВМС 1 и направляют получаемый продукт в операцию ВМС 2.The gravity concentrate obtained from the screw separation concentrate after it has been enriched on the table and removed from the resulting product of ferromagnetic scrap in a weak magnetic field, is combined with gravity concentrates of non-magnetic and intermediate fractions of the IUD 1 and the resulting product is sent to the operation of the IUD 2.
ВМС 2 осуществляют в две стадии. На первой стадии, проводимой при индукции магнитного поля 1.5 Тл, выделяется магнитная и немагнитная фракции. Немагнитная фракция является цирконовым концентратом. Магнитную же фракцию подвергают дополнительному разделению на второй стадии ВМС 2, которая проводится при меньшем значении индукции магнитного поля - 1.0 Тл, что обеспечивает получение в магнитной фракции колумбитового концентрата с содержанием в нем 33.63% Nb2O5, 2.14% Ta2O5 и 11.35% ZrО2 и извлечением 64.60%, 54.36% и 11.42% соответственно.IUD 2 is carried out in two stages. At the first stage, carried out during the induction of a magnetic field of 1.5 T, magnetic and non-magnetic fractions are released. The non-magnetic fraction is zircon concentrate. The magnetic fraction is subjected to additional separation in the second stage of IUD 2, which is carried out with a lower magnetic field induction value of 1.0 T, which ensures the production of a columbite concentrate in the magnetic fraction with a content of 33.63% Nb 2 O 5 , 2.14% Ta 2 O 5 and 11.35% ZrO 2 and recovery of 64.60%, 54.36% and 11.42%, respectively.
Суммарный выход тантал-ниобиевого концентрата с учетом добавления колумбитовых концентратов, получаемых при переработке магнитной фракции ВМС 1, составляет 0.68% при содержании в нем 33.91% оксида ниобия, 2.18% оксида тантала и 10.8% оксида циркония. Такие показатели обогащения обеспечивают получение сквозного извлечения полезных компонентов в готовый колумбитовый концентрат на уровне 74.83% по Nb2O5, 63.56% по Ta2O5 и 12.48% по ZrO2.The total yield of tantalum-niobium concentrate, taking into account the addition of columbite concentrates obtained by processing the magnetic fraction of IUD 1, is 0.68% with 33.91% niobium oxide, 2.18% tantalum oxide and 10.8% zirconium oxide in it. Such enrichment indicators provide for the through extraction of useful components into the finished columbite concentrate at the level of 74.83% for Nb 2 O 5 , 63.56% for Ta 2 O 5 and 12.48% for ZrO 2 .
Общий выход цирконового концентрата, состоящего из немагнитных фракций основной (первой) и перечистной (второй) стадий ВМС 2, составляет 0.835% при содержании в нем 46.41% оксида циркония, а также 2.18% и 0.274% оксидов ниобия и тантала соответственно в виде примесей. Сквозное извлечение этих же компонентов в суммарный цирконовый концентрат составляет 65.87%, 5.92% и 9.83% соответственно.The total yield of zircon concentrate, consisting of non-magnetic fractions of the main (first) and purification (second) stages of IUD 2, is 0.835% with 46.41% zirconium oxide, as well as 2.18% and 0.274% niobium and tantalum oxides, respectively, in the form of impurities. The through extraction of the same components into the total zircon concentrate is 65.87%, 5.92% and 9.83%, respectively.
Качественно-количественные показатели обогащения тантал-ниобиевой руды Зашихинского месторождения приведены в таблице №4.Qualitative and quantitative indicators of the enrichment of tantalum-niobium ore of the Zashikhinsky deposit are shown in table No. 4.
Анализ полученных результатов показал, что за счет выбора оптимальных параметров ВМС 1 и 2 достигается более полное извлечение тантала и ниобия в общий концентрат: 64% Ta2O5 и 75% Nb2O5 по сравнению с 50% в прототипе. В отличие от прототипа данный способ предполагает также сокращение количества перечистных операций и уменьшение техногенного воздействия на окружающую среду за счет меньших объемов сбрасываемых отвальных хвостов. Более того, разработанная технологическая схема позволяет получать дополнительную продукцию в виде цирконового концентрата, содержащего порядка 50% ZrO2.Analysis of the results showed that by choosing the optimal parameters of the IUD 1 and 2, a more complete extraction of tantalum and niobium in the total concentrate is achieved: 64% Ta 2 O 5 and 75% Nb 2 O 5 compared to 50% in the prototype. Unlike the prototype, this method also implies a reduction in the number of cleaning operations and a decrease in anthropogenic impact on the environment due to the smaller volumes of dump tailings. Moreover, the developed technological scheme allows to obtain additional products in the form of zircon concentrate containing about 50% ZrO 2 .
В настоящее время закончены НИР и находятся в стадии окончания проектные работы для реализации заявляемого изобретения в промышленном масштабе.Currently completed research and are in the final stages of design work for the implementation of the claimed invention on an industrial scale.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136148A RU2606900C1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Method for complex enrichment of rare-earth metal ores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015136148A RU2606900C1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Method for complex enrichment of rare-earth metal ores |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2606900C1 true RU2606900C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015136148A RU2606900C1 (en) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | Method for complex enrichment of rare-earth metal ores |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2606900C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107029872A (en) * | 2017-06-21 | 2017-08-11 | 北京矿冶研究总院 | Coarse grain tailing discarding beneficiation method for low-grade uranium-containing rare earth polymetallic ore |
| CN109926194A (en) * | 2019-03-14 | 2019-06-25 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 | Method for recovering garnet and green pyroxene in limonite |
| CN110694787A (en) * | 2019-10-15 | 2020-01-17 | 四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心（国土资源部成都矿产资源监督检测中心） | Effective recovery process for associated niobium and tantalum in rare metal ore |
| CN110882830A (en) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | 广东省资源综合利用研究所 | Weathered niobium ore beneficiation method |
| CN111282709A (en) * | 2020-02-18 | 2020-06-16 | 包钢集团矿山研究院（有限责任公司） | Rare earth concentrate quality improvement and calcium reduction process |
| CN112337641A (en) * | 2020-09-01 | 2021-02-09 | 核工业北京化工冶金研究院 | Method for selecting niobium concentrate from polymetallic ore containing rare earth, niobium, zirconium and the like |
| CN114985095A (en) * | 2022-04-20 | 2022-09-02 | 东北大学 | Complex rare earth ore composite physical field tailing discarding method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200062C2 (en) * | 2000-04-12 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Стальмаг" | Niobium-containing ore concentration process |
| CN101658816A (en) * | 2009-09-16 | 2010-03-03 | 中国瑞林工程技术有限公司 | Mineral separating process for electively recovering tantalum-niobium ores |
| CN102921523A (en) * | 2012-12-03 | 2013-02-13 | 云南磷化集团有限公司 | Method for improving grinding efficiency and classification efficiency |
| CN103418488A (en) * | 2013-08-23 | 2013-12-04 | 中国地质科学院矿产综合利用研究所 | Comprehensive recovery process of lithium polymetallic ore associated with fine niobium and tantalum |
| US8739708B2 (en) * | 2011-06-30 | 2014-06-03 | Yuriy Rabiner | Method and plant for processing contaminated waste |
-
2015
- 2015-08-26 RU RU2015136148A patent/RU2606900C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200062C2 (en) * | 2000-04-12 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Стальмаг" | Niobium-containing ore concentration process |
| CN101658816A (en) * | 2009-09-16 | 2010-03-03 | 中国瑞林工程技术有限公司 | Mineral separating process for electively recovering tantalum-niobium ores |
| US8739708B2 (en) * | 2011-06-30 | 2014-06-03 | Yuriy Rabiner | Method and plant for processing contaminated waste |
| CN102921523A (en) * | 2012-12-03 | 2013-02-13 | 云南磷化集团有限公司 | Method for improving grinding efficiency and classification efficiency |
| CN103418488A (en) * | 2013-08-23 | 2013-12-04 | 中国地质科学院矿产综合利用研究所 | Comprehensive recovery process of lithium polymetallic ore associated with fine niobium and tantalum |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107029872A (en) * | 2017-06-21 | 2017-08-11 | 北京矿冶研究总院 | Coarse grain tailing discarding beneficiation method for low-grade uranium-containing rare earth polymetallic ore |
| CN107029872B (en) * | 2017-06-21 | 2019-09-10 | 北京矿冶研究总院 | Coarse grain tailing discarding beneficiation method for low-grade uranium-containing rare earth polymetallic ore |
| CN109926194A (en) * | 2019-03-14 | 2019-06-25 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 | Method for recovering garnet and green pyroxene in limonite |
| CN110694787A (en) * | 2019-10-15 | 2020-01-17 | 四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心（国土资源部成都矿产资源监督检测中心） | Effective recovery process for associated niobium and tantalum in rare metal ore |
| CN110694787B (en) * | 2019-10-15 | 2021-09-21 | 四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心（国土资源部成都矿产资源监督检测中心） | Effective recovery process for associated niobium and tantalum in rare metal ore |
| CN110882830A (en) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | 广东省资源综合利用研究所 | Weathered niobium ore beneficiation method |
| CN111282709A (en) * | 2020-02-18 | 2020-06-16 | 包钢集团矿山研究院（有限责任公司） | Rare earth concentrate quality improvement and calcium reduction process |
| CN112337641A (en) * | 2020-09-01 | 2021-02-09 | 核工业北京化工冶金研究院 | Method for selecting niobium concentrate from polymetallic ore containing rare earth, niobium, zirconium and the like |
| CN112337641B (en) * | 2020-09-01 | 2022-06-28 | 核工业北京化工冶金研究院 | Method for selecting niobium concentrate from polymetallic ore containing rare earth, niobium, zirconium and the like |
| CN114985095A (en) * | 2022-04-20 | 2022-09-02 | 东北大学 | Complex rare earth ore composite physical field tailing discarding method |
| CN114985095B (en) * | 2022-04-20 | 2024-03-22 | 东北大学 | Complex rare earth ore composite physical field tail discarding method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2606900C1 (en) | Method for complex enrichment of rare-earth metal ores | |
| CN102489386B (en) | Method for separating fine cassiterite | |
| CN105312148B (en) | Beneficiation and enrichment method suitable for associated scheelite in molybdenite flotation tailings | |
| CN109604051B (en) | Method for comprehensively recovering ferrocolumbium from niobium-iron-rutile-containing rare earth tailings | |
| RU2533792C2 (en) | Method of obtaining of bulk concentrate from ferruginous quartzites | |
| RU2388544C1 (en) | Procedure for production of collective concentrate out of mixed fine ingrained iron ore | |
| CN105478232B (en) | A kind of beneficiation method from graphite mould navajoite enrichment vanadic anhydride | |
| CN102284359B (en) | Process for roasting, stage grinding, coarse-fine grading and reselection-magnetic separation of hematite | |
| CN108514949B (en) | Recovery method of fine-grain ilmenite | |
| RU2528918C1 (en) | Method for integrated treatment of red mud | |
| CN103230832B (en) | Beneficiation method for recovering fine fraction iron from strong magnetic separation gangues of ferric oxide ores | |
| Malanchuk et al. | The results of magnetic separation use in ore processing of metalliferous raw basalt of Volyn region | |
| CN105233977A (en) | Tailing recovery process adopting magnetic separation-circulating roasting-regrinding and magnetic separation method | |
| RU2457035C1 (en) | Method of dressing iron-bearing ores | |
| RU2629722C1 (en) | Gold-bearing sands enrichment line | |
| RU2436636C1 (en) | Method of iron-bearing ores dressing | |
| CN114918037B (en) | Method for recycling valuable metals from low-grade complex copper-tin-sulfur multi-metal ore in steps | |
| CN103909022A (en) | Weathered-type ilmenite titanium flotation regent and titanium flotation method | |
| RU2751185C1 (en) | Method for increasing quality of magnetite concentrates | |
| CN110694787B (en) | Effective recovery process for associated niobium and tantalum in rare metal ore | |
| US9695491B2 (en) | Beneficiation process for low grade uranium ores | |
| RU2200062C2 (en) | Niobium-containing ore concentration process | |
| CN114985095B (en) | Complex rare earth ore composite physical field tail discarding method | |
| CN106216087B (en) | A kind of method for being enriched with copper-lead zinc using magnetic separator in tailing | |
| CN106540799A (en) | A kind of iron ore beneficiating factory mine tailing high efficiente callback technological process |