Процесс обогащения хромитовой руды

Резюме:Обогащение хромита включает несколько этапов, как правило, включая дробление, измельчение, классификацию, концентрацию и обезвоживание.

Хромитовая руда является важным сырьём для производства хрома, который широко используется в различных отраслях, таких как производство нержавеющей стали, химическая продукция и огнеупорные приложения. Процесс обогащения хромитовой руды направлен на отделение ценных минералов хромита от сопутствующих породообразующих материалов, что повышает содержание хрома и делает его подходящим для дальнейшей переработки. Эта статья всесторонне проанализирует процесс обогащения хромитовой руды на основе предоставленной блок-схемы, охватывая каждый этап, начиная с обработки сырой руды и заканчивая производством хромитового концентрата.

Цели обогащения хромита

Хромитовые рудызначительно отличаются по составу, текстуре и размеру зерен в зависимости от их геологического происхождения. Обычно хромит встречается в ультрамафических и мафических магматических породах, часто в ассоциации с серпентином, оливином, магнетитом и силикатными пустыми минералами.

Основные цели обогащения хромита заключаются в следующем:

• Увеличение содержания Cr₂O₃ для соответствия рыночным требованиям (обычно >40% для металлургического сорта).
• Удаление примесей, таких как диоксид кремния, оксид алюминия, оксид магния и оксиды железа.
• Достигните оптимального распределения размеров частиц для последующей переработки.
• Максимизируйте восстановление хромитовых минералов.

Процесс обогащения хромитовой руды

Обогащение хромитовой руды включает множество этапов, обычно включая Дробление, Мелкое измельчение, Классификацию, Концентрацию и Обессоливание. Выбор технологий зависит от характеристик руды и желаемых спецификаций продукта.

1. Обработка сырой руды

Процесс обогащения хромитовой руды начинается с обработки сырой руды. Сырая руда, которая обычно добывается в открытых или подземных шахтах, сначала подается в питатель. Роль питателя заключается в регулировании потока сырой руды, обеспечивая стабильное и контролируемое поступление к следующему этапу дробления. Это критически важный начальный шаг, так как он закладывает основу для всего процесса обогащения, предотвращая пере - или недодачу в дробильное оборудование.

2. Стадия дробления

2.1 Первичное дробление

Сырье из загрузочного устройства затем направляется в щековую дробилку PE для первичного дробления. Щековая дробилка PE - это надежное оборудование, использующее сжимающую силу для разрушения крупных кусков сырья на более мелкие части. У неё широкий входной проем, и она может обрабатывать относительно крупные частицы. Процесс дробления в щековой дробилке происходит, когда подвижная челюсть сжимает руду против неподвижной челюсти, уменьшая её размер. Выход первичной дробилки обычно составляет несколько десятков миллиметров, что затем готово для дальнейшей переработки на этапе вторичного дробления.

2.2 Вторичное дробление

После первичного дробления руда подается в конусную дробилку для вторичного дробления. Конусная дробилка дополнительно уменьшает размер частиц руды, применяя комбинацию сил сжатия и сдвига. Она имеет коническую дробильную камеру с подвижным мантией и фиксированной вогнутой частью. Руда дробится по мере прохождения через зазор между мантией и вогнутой частью, что приводит к более равномерному распределению размеров частиц. Продукт из конусной дробилки затем просеивается с помощью вибрационного экрана. Вибрационный экран разделяет дробленую руду на разные фракции по размеру, причем частицы размером более 20 мм возвращаются в конусную дробилку для повторного дробления, а частицы в желаемом диапазоне размеров (менее 3 мм в этом случае) отправляются на следующий этап процесса.

3. Дробление

Просеянная руда размером менее 3 мм подается в шаровую мельницу для измельчения. Шаровая мельница — это цилиндрическое устройство, заполненное стальными шарами. По мере вращения мельницы стальные шары падают и разбивают частицы руды, уменьшая их до мелкого порошка. Процесс измельчения является необходимым для освобождения хромитовых минералов от пустой породы. Степень измельчения строго контролируется, чтобы гарантировать полное освобождение хромитовых минералов без перенапряжения, что может привести к увеличению потребления энергии и образованию тонких частиц, которые трудно отделить.

4. Классификация

После измельчения пульпа руды из шаровой мельницы подается в спиральный классификатор. Спиральный классификатор использует разницу в скорости осаждения частиц различных размеров в液ком среде для их разделения. Более крупные и тяжелые частицы оседают быстрее и уносятся спиральным конвейером внизу классификатора, в то время как более мелкие частицы остаются в жидкой суспензии и сбрасываются как перелив. Уровень подсыпки из спирального классификатора, который содержит более крупные частицы, обычно возвращается в шаровую мельницу для дальнейшего измельчения, в то время как перелив, содержащий мелкоизмельченные частицы, переходит на этап концентрации.

5. Стадия Концентрации

5.1 Джигование

Мелко измельчённая руда из перелива спирального классификатора сначала подаётся в джигу. Джига - это устройство для гравитационного разделения, которое работает на основе различия в удельном весе минералов хромита и пустой породы. Хромит имеет относительно высокий удельный вес по сравнению с большинством минералов пустой породы. В джиге применяется пульсирующий поток воды, который заставляет более тяжёлые частицы хромита оседать на дно, в то время как более лёгкие частицы пустой породы остаются в верхних слоях. Нижний продукт из джиги - это концентрат, богатый хромитом, который отправляется в силос для концентрата, в то время как средняя руда и хвосты продолжают обрабатываться.

5.2 Спиральная чаша для разделения

Средняя руда из джиггера подается в спиральную чашу. Спиральная чаша — это еще одно устройство для гравитационного разделения, которое использует комбинированные эффекты силы тяжести, центробежной силы и трения для разделения частиц. По мере того как рудный шлам течет вниз по спиральной чаше, более тяжелые частицы хромита перемещаются к внутренней стороне чаши и собираются как концентрат, в то время как более легкие частицы пустой породы движутся к внешней стороне и сбрасываются как хвосты. Концентрат из спиральной чаши также отправляется в силос с концентратом, и среднюю руду можно дополнительно переработать.

5.3 Разделение на колебательных столах

Средний руда из спирального чана и другие промежуточные продукты подаются на колебательные столы для дальнейшего разделения. Колебательные столы очень эффективны для разделения мелкозернистых частиц на основе их удельного веса, формы и размера. Колебательный стол имеет наклонную поверхность, которая вибрирует, заставляя частицы двигаться зигзагообразно. Более тяжелые частицы хромита движутся медленнее и концентрируются на нижнем конце стола, в то время как более легкие частицы пустой породы движутся быстрее и сбрасываются на верхнем конце. В серии могут использоваться несколько колебательных столов для достижения более высокой степени разделения и получения высококачественного концентрата хромита.

6. Стадия отводнения

6.1 Уплотнение

Хромитовый концентрат с этапа концентрации содержит значительное количество воды. Чтобы уменьшить содержание воды, концентрат сначала подается в уплотнитель. Уплотнитель - это большая цилиндрическая ёмкость, где суспензия концентрата осаждается под влиянием силы тяжести. По мере оседания частиц, чистая вода сверху сливается, а уплотнённый концентрат на дне выгружается. Уплотнитель помогает увеличить содержание твердых частиц в концентрате с обычно около 20 - 30% до 40 - 60%.

6.2 Вакуумная фильтрация

После сгущения сгущенный концентрат подается в вакуумный фильтр. Вакуумный фильтр использует вакуумное давление для того, чтобы пропустить воду через фильтрующий материал, оставляя за собой фильтровальный коктейль из хромитового концентрата. Процесс вакуумной фильтрации дополнительно уменьшает содержание воды в концентрате до уровня, подходящего для хранения и транспортировки, обычно около 8 - 12%. Полученный хромитовый концентрат затем отправляется в силос для концентрата для окончательного хранения.

7. Утилизация хвостов

Отходы от различных этапов разделения, которые в основном состоят из пустых пород, собираются и утилизируются с учетом экологических норм. Остатки могут храниться в хвостохранилищах или подвергаться дальнейшей обработке для извлечения оставшихся ценных минералов или для снижения их воздействия на окружающую среду. В некоторых случаях хвосты могут быть повторно переработаны с использованием дополнительных методов разделения для увеличения общего выхода хромита из сырья.

Оптимизация процессов и вызовы

Оптимизация процессов

Для улучшения эффективности и экономической жизнеспособности процесса обогащения хромитовой руды можно предпринять несколько мер оптимизации. К ним относится оптимизация параметров дробления и измельчения для достижения наилучшего освобождения хромитовых минералов при минимальном потреблении энергии. Выбор и настройка параметров оборудования для разделения, таких как скорость потока воды в жиггере и амплитуда вибрации на колеблющейся таблице, также могут существенно повлиять на эффективность разделения. Кроме того, использование современных систем управления процессами может помочь контролировать и корректировать процесс в реальном времени, обеспечивая стабильную работу и высококачественный выход продукта.

Вызовы

Процесс обогащения хромитов сталкивается с несколькими вызовами. Один из основных вызовов - это работа с изменчивостью качества сырья. Запасы хромитового руды могут иметь значительные вариации в минералогии, качестве и распределении размеров частиц, что может повлиять на эффективность процесса обогащения. Еще одним вызовом является охрана окружающей среды. Процесс обогащения генерирует большие объемы хвостов, которые необходимо правильно управлять, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды. Кроме того, использование воды в процессе может вызывать беспокойство в регионах с дефицитом воды, и необходимы усилия для разработки технологий водосбережения и систем рециклинга.

Процесс обогащения хромитовой руды является сложной и многоступенчатой операцией, которая включает в себя ряд физических методов разделения для извлечения ценных хромитовых минералов из сырой руды. Каждая стадия, начиная с обработки сырой руды и заканчивая производством хромитового концентрата и утилизацией хвостов, играет решающую роль в обеспечении общей эффективности и результативности процесса. Понимая принципы и операции каждой стадии, а также решая проблемы и возможности для оптимизации, индустрия обогащения хромитовой руды может продолжать улучшать свою производительность и способствовать устойчивому обеспечению хромом для различных промышленных приложений.