У дисертації вирішена науково-практична задача, яка полягає у встановленні закономірностей розкриття гематитових кварцитів з різною вкрапленістю мінералів і визначенні механізму підвищення селективності розділення мінералів при флотаційному збагаченні сумішшю гетерополярного і аполярного реагентів-збирачів, що дозволило розробити раціональну топологію схем збагачення для підвищення його ефективності. Найважливіші наукові і практичні результати, висновки і рекомендації полягають в наступному: 1. Як показав аналіз досліджень і практики збагачення гематитових руд, в розроблених раніше схемах не повною мірою враховувалися параметри розкриття мінеральних фаз, що зумовлювало великі втрати заліза. Автором показано, що для гематитових кварцитів найбільш раціональним є застосування схем збагачення на основі провідної ролі прямої флотації, яка є найбільш селективним методом збагачення і дозволяє одержувати якісний концентрат у відповідності до оптимального ступеня розкриття мінералів. З метою підвищення селективності флотаційного розділення раціонально застосовувати поєднання гетерополярних і аполярних реагентів-збирачів. 2. На основі дослідження кінетики помелу гематитових кварцитів та визначення параметрів їх розкриття встановлені закономірності процесу розкриття мінералів при помелі гематитових кварцитів, що дозволяють розробити раціональну топологію схем збагачення: - для тонковкраплених гематитових кварцитів (руда НКГЗК і ПівдГЗК) характерне інтенсивне розкриття мінеральних фаз при подрібненні до 70-75% класу мінус 0,074 мм, що зумовлює можливість і доцільність виведення частини концентрату після першої стадії збагачення; ступінь розкриття рудної фази 80-90% досягається при величині питомої поверхні 70-80 м2 /кг; у першій стадії подрібнення руйнування кварцитів відбувається переважно по контактах зерен; при подальшому подрібненні приріст розкриття незначний і утворення нової поверхні обумовлене, значною мірою, руйнуванням розкритих рудних і нерудних мінералів; - для вельми тонковкраплених гематитових кварцитів (руда ІнГЗК) кінетика розкриття мінералів має монотонний характер, ступінь розкриття рудної фази в першій стадії подрібнення не перевищує 34-45%, що зумовлює необхідність тонкого помелу руди (до 98% класу мінус 0,044 мм); ступінь розкриття рудної фази 80-90% досягається при величині питомої поверхні більше 130-140 м2 /кг; утворення нової поверхні при цьому обумовлене, головним чином, руйнуванням по площинах зростання мінералів. 3. На основі аналізу фізико-хімічних властивостей різних аполярних збирачів показано, що для підвищення селективності флотаційного збагачення гематитових кварцитів в якості аполярного реагенту доцільно використовувати солярове масло. Теоретично обґрунтована і практично доведена вища (у 2,65 рази) стійкість емульсії солярового масла в розчині МДТМ, ніж у воді і, відповідно, доцільність її застосування. Експериментально встановлено підвищення адсорбції МДТМ на мінеральній поверхні (на 0,5-4%) у присутності СМ. Встановлено, що добавка СМ до розчину МДТМ в 1,4 рази підсилює флокулюючі властивості МДТМ і інтенсифікує флокуляцію твердої фази при її контактуванні з реагентами. При цьому найбільша селективність флокуляції визначається при співвідношенні МДТМ:СМ, рівному 2:1. Виявлено, що найсприятливіші для флотації властивості мають піни, утворені при використанні суміші збирачів МДТМ:СМ з співвідношенням 2:1. Вони характеризуються середньою стійкістю і монотонним характером руйнування. 4. Встановлено підвищення селективності флотаційного збагачення гематитових кварцитів при використанні суміші збирачів МДТМ:СМ=2:1 в 1,3-2,8 рази за рахунок селективної флокуляції залізовмісних частинок, збільшення адсорбції гетерополярного реагенту на поверхні залізовмісної фракції та регулювання піноутворення. З використанням суміші збирачів при флотації руди без попереднього знешламлення вилучення заліза в концентрат зростає на 6,3-17,4% з одночасним підвищенням масової частки заліза в концентраті на 1,2—3,5%. При цьому витрата основного гетерополярного реагенту знижується, в середньому, на 30-40%. Показано, що при флотації руди НКГЗК і ПівдГЗК, подрібненої до 70-75% класу мінус 0,074 мм (перша стадія помелу), без попереднього знешламлення можна виділити 24,7-28,3% концентрату з масовою часткою заліза 64,5-65,9% при вилученні його 43,8-51,2%. 5. На основі встановлених закономірностей розкриття мінералів і підвищення селективності їх флотаційного розділення розроблено раціональну топологію схем збагачення гематитових кварцитів, які забезпечують підвищення його ефективності: - для збагачення тонковкраплених гематитових кварцитів НКГЗК і ПівдГЗК розроблена і випробувана в напівпромислових умовах схема з використанням міжциклової пінної сепарації подрібненої до 70% класу мінус 0,074 мм руди і магнітним збагаченням промпродуктів. Пінною сепарацією отримано по виходу 30,8% концентрату з масовою часткою заліза 64,4% і його вилученням 52,5%. Сумарний концентрат містить 62,3-64,0% заліза при вилученні його в концентрат 71,3-79,5%. Ефективність збагачення за схемою із стадіальним виведенням концентрату склала 65-71 %, що на 5 % вище за ефективність раніше розроблених для КГЗКОР технологій; - розроблена і перевірена в укрупнених лабораторних умовах схема глибокого флотаційного збагачення. З вельми тонковкраплених гематитових кварцитів ІнГЗК отримані концентрати з масовою часткою заліза 63,3-65,5% при вилученні заліза, відповідно, 88,2-71,4%, з гематитових кварцитів НКГЗК і ПівдГЗК – 64,5-67,3% при вилученні заліза в концентрат 89-70,6%, у тому числі і без попереднього знешламлення. Ефективність збагачення при цьому дорівнює 69-83 %. 6. Для тонковкраплених гематитових кварцитів Кривбасу рекомендована схема збагачення із стадіальним виводом концентрату, що забезпечує отримання концентратів з масовою часткою кремнезему менше 6%. Схема впроваджена в проект КГЗКОР згідно акту напівпромислових випробувань. Очікуваний економічний ефект від впровадження розробленої технології на одній секції КГЗКОР досягне близько 14-37 млн. грн. в порівнянні з проектною схемою магнітно-флотаційного збагачення із зворотною аніонною флотацією. Для отримання концентратів з масовою часткою кремнезему на рівні 3% з тонковкраплених гематитових кварцитів НКГЗК і ПівдГЗК і для збагачення вельми тонковкраплених гематитових кварцитів ІнГЗК з отриманням концентратів, що містять не більше 6% кремнезему, рекомендується схема глибокого флотаційного збагачення тонкоподрібненої руди. |