ИРН AP08855664 Разработка безотходной технологии переработки железорудного сырья с финальной гетерофазной металлизацией

ИРН AP08855664

Конкурс: ГФ по ННТП на 2020-2022 годы со сроком реализации 27 (МОН РК)

Тема: «Разработка безотходной технологии переработки железорудного сырья с финальной гетерофазной металлизацией»

Цель работы заключается в теоретическом и экспериментальном исследовании метода воздушной классификации для выделения мелких классов из хвостов магнитной сепарации, в частности, провести математическое моделирования движения частиц в воздушном жалюзийном классификаторе с обратным прососом воздуха. Достижение цели позволило теоретически оценивать характеристики классификатора, которые ранее определялись только экспериментально.

Актуальность и новизна заключается в том, что для выделения железосодержащих хвостов обогащения применяются методы воздушной классификации.

Руководитель: Чокин Канат Шафикович – главный научный сотрудник ФТИ, доктор физико-математических наук, академик КазНАЕН, Scopus ID 6506333030, WoS AAD-3748-2020, orcid https://orcid.org/0000-0002-9516-5400, гугл скулар https://scholar.google.com/citations?hl=en&authuser=1&user=YMY5-iMAAAAJ, Publons https://publons.com/researcher/3371648/kanat-chokin/

Исполнители:

  1. Базарбаев Сергазы Сафаргалиевич – инженер ФТИ

  2. Медведев Александр Дмитриевич – техник ФТИ

  3. Тараканов Юрий Артемьевич – техник ФТИ

Краткий отчет и достигнутые результаты

Обогащение руд начинается с проведения подготовительных операций дробления, измельчения и классификации, предназначенных для раскрытия зёрен полезных минералов, входящих в состав руд. Остановимся на операции классификации.

Основным методом классификации является грохочение и служит для разделения материала по крупности. Однако, мелкодисперсные порошки и пыли с частицами размером менее 1 мм трудно выделять на грохотах и их рациональнее разделять в воздушных или пневматических классификаторах, в которых при определенных условиях более крупные частицы выпадают из потока воздуха под действием сил тяжести или центробежных сил, а мелкие выносятся потоком воздуха в осадительные устройства. Регулированием скорости и траектории движения воздушного потока частицы можно разделяться по размеру, удельному весу или по форме. Среди пневматических аппаратов сепарации сыпучих материалов практический интерес представляют жалюзийные воздушные классификаторы с обратным прососом воздуха.

Извлекаемая из недр земли железная руда проходит ряд последовательных операций, в результате которых содержание в ней железа повышается. Первые этапы представляют собой операции дробления и сухого магнитного обогащения. Крупность руды последовательно снижается, а концентрация железа существенно возрастает. Высокие показатели магнитного извлечения достигаются лишь на однородном по размеру материалах. По этой причине потери железа на первых стадиях сухого обогащения происходит в мелких классах.

Для повышения общего выхода железа необходимо выделить мелочь из отходов первых стадий и обогатить. Настоящий проект направлен на разработку технологии извлечения железа из этих отходов рудопроизводства. Достижение цели позволило теоретически оценивать характеристики классификатора, которые ранее определялись только экспериментально.

В 2021г была построена лабораторная установка по воздушной классификации дробленных материалов и провести исследование влияния геометрических различий на их характеристики. Сравнение эксперимента с теоретическими расчетами показало хорошее их соответствие. Разработан и изготовлен прибора полуколичественного экспресс-метод определения концентрации железа в магнитных рудах. Построена система воздушной классификации хвостов и сухой магнитной сепарации железосодержащих руд полупромышленной производительности и классификация отходов производства железорудных концентратов. Изготовлен сухой магнитный сепаратор для доизвлечения железосодержащего концентрата из хвостов сухого обогащения железорудного сырья. Разработан и исследован газификатор для производства восстановительных газов из твердых топлив. Изготовлена система нейтрализации вредных газов, образующихся в процессе производства металлизированного железа.

Рисунок 1 - Фотография построенной лабораторной установки воздушной классификации (А) дробленного материала и ее схема (В) : 1-воздушный классификатор; 2 – питатель; 3 – приемник крупного класса руды; 4 – насос; 5 –рукавный фильтр; 6 – циклонный фильтр; 7- датчик потока воздуха; 8 – блок измерения расхода воздуха

Рисунок 2 - Система воздушной классификации хвостов и сухой магнитной сепарации железосодержащих руд полупромышленной производительности и классификация отходов производства железорудных концентратов

Рисунок 3 - Схема барабанного магнитного сепаратора фотография изготовленного устройства: 1-барабан сепаратора: 2 - экран, сбора пустой породы; 3 – делитель, разделяющий магнитный концентрат и пустую породу; 4 – электродвигатель; 5 – питатель