Использование электрохимических воздействий в процессе флотационного дообогащения рядового железорудного концентрата

Одной из основных задач при переработке неокисленных железистых кварцитов является получение высококачественных железорудных концентратов, содержащих более 70 % железа общего и менее 1,8 % кремнезема для получения DR-окатышей и горячебрикетированного железа. В настоящее время общепризнано, что наиболее эффективным способом получения высококачественных железорудных концентратов является обратная флотация катионными собирателями аминами в щелочной среде, однако из-за тончайшей вкрапленности магнетита в кварц, недостаточно полного раскрытия магнетита даже при тонком измельчении, а также из-за близости флотационных (поверхностных) свойств разделяемых минералов даже в процессе флотации не всегда возможно выделить высококачественные концентраты. В этой связи остается актуальным поиск способов повышения эффективности флотационного разделения минералов и повышения качества концентрата.

Ранее проведенными исследованиями показано, что с помощью электрохимической обработки можно регулировать свойства реагентов, усиливать их воздействие на определенные минералы и таким образом управлять процессом флотации. Поскольку эффективность флотации кварца и других силикатов аминами в существенной мере зависит от соотношения ионной и молекулярных форм реагента в водных растворах собирателя и во флотационной пульпе, изменение этого соотношения может влиять на результаты обратной катионной флотации железных руд. Изменение соотношения форм амина возможно при электрохимическом окислении или восстановлении раствора реагента. Кроме того, электрохимическая обработка способствует диспергации амина в водной среде и его физической адсорбции на минералах. Соответственно, предварительная электрохимическая обработка аминов может рассматриваться как одно из перспективных направлений интенсификации обратной флотации железных руд.

В статье представлены результаты поисковых исследований по улучшению качества надрешетного продукта тонкого грохочения рядового магнетитового концентрата Михайловского ГОКа им. А.В. Варичева за счет использования в процессе обратной катионной флотации электрохимически обработанных растворов катионных собирателей класса аминов.

Результаты поисковых исследований подтвердили возможность применения предварительной бездиафрагменной электрохимической обработки реагентов Tomamine РА-14 и Lilaflot 811M (эфиров моноамина различного состава) для направленного модифицирования их свойств и повышения эффективности обратной флотации надрешетного продукта: содержание кремнезема в камерном продукте снизилось с 1,66–1,7 % до 1,51–1,56 при содержании железа общего более 70 %.

1. Варичев А.В., Кретов С.И., Кузин В.Ф. Крупномасштабное производство железорудной продукции в Российской Федерации. Под науч. ред. В.Ф. Кузина. М.: Изд-во МГГУ; 2010. 395 с.

2. Исмагилов Р.И., Козуб А.В., Гридасов И.Н., Шелепов Э.В. Современные направления повышения эффективности переработки железистых кварцитов на примере АО «Михайловский ГОК им. А.В. Варичева». Горная промышленность. 2020;(4):98–103. https://doi.org/10.30686/1609–9192-2020-4-98-103

3. Исмагилов Р.И., Чантурия Е.Л., Шехирев Д.В. Прогнозная оценка технологических показателей при обогащении железистых кварцитов. Устойчивое развитие горных территорий. 2022;14(4):529–545. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2022-14-4-529-545

4. Исмагилов Р.И., Чантурия Е.Л., Шелепов Е.В. и др. Инновационная технология переработки магнетитовых концентратов для производства DRI-окатышей на АО «Михайловский ГОК имени А.В. Варичева». В: Материалы международной конференции «Современные проблемы комплексной и глубокой переработки минерального сырья природного и техногенного происхождения» Плаксинские чтения – 2022. Владивосток: Изд-во ДФУ; 2022. C. 5–14.

5. Nikolaeva N.V., Aleksandrova T.N., Afanasova A., Chanturiya E.L. Mineral and technological features of magnetite-hematite ores and their influence on the choice of processing technology. ACS Omega. 2021;6(13):9077–9085. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00129

6. Исмагилов Р.И., Чантурия Е.Л., Шехирев Д.В., Рахимов Х.К. Экспериментальная оценка эффективности катионных собирателей при обратной флотации надрешетного продукта тонкого грохочения рядового магнетитового концентрата Михайловского ГОКа имени А.В. Варичева. В: Современные проблемы комплексной и глубокой переработки природного и нетрадиционного минерального сырья. Материалы Международной конференции (Плаксинские чтения – 2023). М.: Изд-во «Спутник +»; 2023. С. 251–254.

7. Araujo A.C., Vianna P.R.M., Peres A.E.C. Reagents in iron ores flotation. Minerals Engineering. 2005;18(2):219–224. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2004.08.023

8. Papini R.M., Brandão P.R.G., Peres A.E.C. Cationic flotation of iron ores: amine characterisation and performance. Minerals & Metallurgical Processing. 2001;18:5–9. https://doi.org/10.1007/BF03402863

9. Vieira A.M., Peres A.E.C. The effect of amine type, pH, and size range in the flotation of quartz. Minerals Engineering. 2007;20(10):1008–1013. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2007.03.013

10. Ma X., Marques M., Gontijo C. Comparative studies of reverse cationic /anionic flotation of Vale iron ore. International Journal of Mineral Processing. 2011;100(3–4):179–183. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2011.07.001

11. Lima N.P.,Valadão G.E.S., Peres A.E.C. Effect of amine and starch dosages on the reverse cationic flotation of an iron ore. Minerals Engineering. 2013;45:180–184. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.03.001

12. Filippov L.O., Severov V.V., Filippova I.V. An overview of the benefication of iron ores via reverse cationic flotation. International Journal of Mineral Processing. 2014;127:62–69. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2014.01.002

13. Nakhaei F., Irannajad M. Reagent types in flotation of iron oxide minerals: A review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2018;39(2):89–124. https://doi.org/10.1080/08827508.2017.1391245

14. Filippov L.O., Filippova I.V., Severov V.V. The use of collector’s mixture in the reverse cationic flotation of magnetite ore: the role of Fe-bearing silicates. Minerals Engineering. 2010;23(2):91–98. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2009.10.007

15. Filippov L.O., Duverger A., Filippova I.V., Kasaini H., Thiry J. Selective flotation of silicates and Ca-bearing minerals: the role of non-ionic reagent on cationic flotation. Minerals Engineering. 2012;36–38:314–323. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2012.07.013

16. Чантурия В.А., Назарова Г.Н. Электрохимическая технология в обогатительно-гидрометаллургических процессах. М.: Наука; 1977. 160 с.

17. Чантурия В.А., Дмитриева Г.М., Трофимова Э.А. Интенсификация обогащения железных руд сложного вещественного состава. М.: Наука; 1988. 206 с.

18. Рябой В.И. Катионные реагенты. В: Физико-химические основы теории флотации. М.: Наука; 1983. С. 167–181.