Процес збагачення хромітової руди

Резюме：Збагачення хроміту включає кілька етапів, зазвичай, до яких входять дроблення, помел, класифікація, концентрування та зневоднення.

Хромітна руда є важливою сировиною для виробництва хрому, який широко використовується в різних галузях, таких як виробництво нержавіючої сталі, хімічна промисловість та вогнетривкі застосування. Процес збагачення хромітної руди має на меті відокремити цінні хромітні мінерали від супутніх баластних матеріалів, підвищуючи вміст хрому та роблячи його придатним для подальшої переробки. Ця стаття всебічно проаналізує процес збагачення хромітної руди на основі наданої блок-схеми, охоплюючи кожен етап, починаючи з обробки сировини до виробництва хромітного концентрату.

Objectives of Chromite Beneficiation

Хромітові рудизначно відрізняються за складом, текстурою та розміром частинок в залежності від їх геологічного походження. Як правило, хроміт міститься в ультраосновних і основних магматичних породах, часто асоційованих з серпентином, олівіном, магнетитом та силікатними пустотами.

Основні цілі збагачення хроміту такі:

• Збільшити вміст Cr₂O₃ для відповідності ринковим специфікаціям (зазвичай >40% для металапорошкового класу).
• Видалити домішки, такі як силіка, алюміній, оксид магнію та оксиди заліза.
• Досягніть оптимального розподілу розмірів часток для подальшої обробки.
• Максимізуйте відновлення хромітових мінералів.

Процес байпасу хромітових руд

Байпас хромітових руд включає кілька етапів, зазвичай включаючи дроблення, подрібнення, класифікацію, концентрацію та осушення. Вибір методів залежить від характеристик руди та бажаних специфікацій продукту.

1. Обробка сировини

Процес байпасу хромітових руд починається з обробки сировини. Сировина, яка зазвичай видобувається з кар'єрів або підземних шахт, спочатку подається в завантажувач. Роль завантажувача полягає в регулюванні потоку сировини, забезпечуючи постійне та контрольоване постачання до наступного етапу дроблення. Це критично важливий початковий крок, оскільки він закладає основу для всього процесу байпасу, запобігаючи перевантаженню або недовантаженню дробильного обладнання.

2. Стадія дроблення

2.1 Первинне дроблення

Сира руда з подачі потім направляється до PE щелепного подрібнювача для первинного подрібнення. PE щелепний подрібнювач є міцним обладнанням, яке використовує стиснюючу силу для розподілу великих шматків сирої руди на менші частини. Він має широкий завантажувальний отвір і може обробляти відносно великі частинки. Подрібнююча дія в щелепному подрібнювачі відбувається, коли рухома щелепа стискає руду проти нерухомої щелепи, зменшуючи її розмір. Вихід первинного подрібнювача зазвичай становить кілька десятків міліметрів у розмірі, що потім готовий до подальшої обробки на етапі вторинного подрібнення.

2.2 Вторинне дроблення

Після первинного дроблення руда подається в конусну дробарку для вторинного дроблення. Конусна дробарка додатково зменшує розмір частинок руди, застосовуючи поєднання стиснення та зрізувальних сил. Вона має конічну дробильну камеру з рухомою мантією та фіксованою конкавою. Руда дробиться, проходячи через просвіт між мантією та конкавою, в результаті чого досягається більш рівномірний розподіл розміру частинок. Продукт конусної дробарки потім просіюється за допомогою вібраційного екрану. Вібраційний екран розділяє подрібнену руду на різні фракції за розміром, причому частинки більше 20 мм повертаються назад у конусну дробарку для повторного дроблення, а частинки в бажаному діапазоні розмірів (менше 3 мм у цьому випадку) надсилаються на наступну стадію процесу.

3. Дроблення

Просіяна руда розміром менше 3 мм подається в кульову млин для дроблення. Кульовий млин - це циліндричний пристрій, заповнений сталевими кулями. Під час обертання млина сталеві кулі падають і роздрібнюють частинки руди, зменшуючи їх до тонкого порошку. Процес дроблення є важливим для звільнення хромитових мінералів від пустих порід. Ступінь дроблення ретельно контролюється, щоб забезпечити повне звільнення хромитових мінералів без надмірного дроблення, що може призвести до збільшення споживання енергії та утворення дрібних частинок, які важко відокремити.

4. Класифікація

Після подрібнення, рудний суспензія з кульової млини подається в спіральний класер. Спіральний класер використовує різницю у швидкості осадження частинок різних розмірів у рідкому середовищі для їх розділення. Великі та важчі частинки осідають швидше і виводяться спіральним конвеєром у нижній частині класера, тоді як дрібніші частинки залишаються в рідкісному суспензії і виводяться як перелив. Твердий осад з спірального класера, який містить більш грубі частинки, зазвичай повертається до кульової млини для подальшого подрібнення, тоді як перелив, що містить дрібно подрібнені частинки, переходить до етапу концентрації.

5. Стадія концентрації

5.1 Дзигування

Дрібно подрібнений рудний матеріал з переливу спірального класифікатора спочатку подається у дзигун. Дзигун є пристроєм для гравітаційного розділення, який працює на основі різниці у відносній щільності хромтових мінералів і зазнавших ураження матеріалів. Хроміт має відносно високу питому вагу у порівнянні з більшістю матеріалів-забруднювачів. У дзигуні застосовується пульсуючий водяний потік, що змушує важчі частинки хроміту осідати на дно, тоді як легші частинки зазнавших ураження залишаються у верхніх шарах. Нижній продукт з дзигуна - це концентрат, багатий на хроміт, який відправляється до силосу для концентрату, тоді як середній рудний матеріал і хвости підлягають подальшій переробці.

5.2 Спіральний жолоб для сепарації

Середня руда з джигера подається в спіральний жолоб. Спіральний жолоб - це ще один пристрій для гравітаційної сепарації, який використовує комбіновані ефекти гравітації, центробіжної сили та тертя для розділення часток. Коли рудний сліпок спускається вниз по спіральному жолобу, важчі частки хроміту переміщаються до внутрішньої сторони жолоба і збираються як концентрат, тоді як легші частки пустої породи рухаються до зовнішньої сторони і вивантажуються як хвости. Концентрат з спірального жолоба також надсилається в силос для концентрату, і середня руда може бути подальшого оброблена.

5.3 Розділення на хвильових столах

Середня руда з спірального жолоба та інші проміжні продукти подаються на хвильові столи для подальшого розділення. Хвильові столи є надзвичайно ефективними в розділенні тонкозернистих часток на основі їхньої специфічної ваги, форми та розміру. Хвильовий стіл має похилу поверхню, яка вібрує, змушуючи частки рухатися зигзагоподібно. Важчі частки хроміту рухаються повільніше і зосереджуються на нижньому кінці столу, тоді як легші частки породи рухаються швидше і скидаються на верхньому кінці. Можна використовувати кілька хвильових столів послідовно, щоб досягти вищого ступеня розділення та отримати високоякісний концентрат хроміту.

6. Етап осушення

6.1 Загущення

Хромітовий концентрат з етапу концентрації містить значну кількість води. Щоб зменшити вміст води, концентрат спочатку подається в загущувач. Загущувач – це великий циліндричний резервуар, в якому концентратна суспензія дозволяється осідати під впливом сили тяжіння. У міру осідання частинок, чиста вода на верху зливається, а загущений концентрат на дні скидається. Загущувач допомагає підвищити вміст твердих часток у концентраті з зазвичай близько 20 - 30% до 40 - 60%.

6.2 Вакуумне фільтрування

Після згущення, згущений концентрат подається у вакуумний фільтр. Вакуумний фільтр використовує вакуумний тиск для відкачування води через фільтрувальне середовище, залишаючи за собою фільтрувальний шлак хромітного концентрату. Процес вакуумного фільтрування додатково зменшує вміст води в концентраті до рівня, придатного для зберігання та транспортування, зазвичай близько 8 - 12%. Отриманий хромітний концентрат потім відправляється до силосу для концентрації для остаточного зберігання.

7. Утилізація хвостів

Відходи з різних етапів розділення, які головним чином складаються з непотрібних матеріалів, збираються та утилізуються екологічно відповідальним чином. Відходи можуть зберігатися в хвостосховищах або підлягати подальшій обробці для відновлення будь-яких залишкових цінних мінералів або для зменшення їхнього впливу на довкілля. У деяких випадках відходи можуть бути повторно оброблені за допомогою додаткових методів розділення для збільшення загального вилучення хромітів з сирої руди.

Оптимізація процесу та виклики

Оптимізація процесів

Щоб покращити ефективність та економічну життєздатність процесу збагачення хромітової руди, можна вжити кілька заходів з оптимізації. Ці заходи включають оптимізацію параметрів подрібнення та меленння для досягнення найкращого вивільнення хромітових мінералів при мінімізації споживання енергії. Вибір та налаштування параметрів обладнання для сепарації, таких як швидкість протікання води в джигері та амплітуда вібрації коливального стола, також можуть значно вплинути на ефективність сепарації. Крім того, використання сучасних систем керування процесами може допомогти моніторити та коригувати процес в реальному часі, забезпечуючи стабільну роботу та якісний вихід продукції.

Challenges

Процес отримання хромової руди також стикається з кількома викликами. Один з основних викликів - це обробка варіативності якості сировини. Родовища хромової руди можуть мати значні варіації в мінералогії, градації та розподілі частинок, що може вплинути на ефективність процесу збагачення. Ще одним викликом є екологічний захист. Процес збагачення генерує великі обсяги відходів, які потрібно належним чином управляти, щоб запобігти забрудненню довкілля. Крім того, використання води в процесі може бути проблемою в регіонах, де не вистачає води, і потрібні зусилля для розробки технологій заощадження води та систем переробки.

Процес benefiting хромітової руди є складною і багатоступеневою операцією, що включає ряд фізичних методів поділу для видобутку цінних хромітових мінералів з сирої руди. Кожен етап, від обробки сирої руди до виробництва хромітового концентрату та утилізації відходів, відіграє важливу роль у забезпеченні загальної ефективності та результативності процесу. Розуміючи принципи та операції кожного етапу, а також вирішуючи проблеми та можливості для оптимізації, індустрія обробки хромітової руди може продовжувати покращувати свою продуктивність і сприяти сталому постачанню хрому для різних промислових застосувань.