13.01.2021
Разнообразный комплекс полезных компонентов часто заключают железные руды, особенно контактово-метасоматические магнетитовые. Наряду с железом они содержат в заметных концентрациях медь, цинк, свинец, кобальт, кадмий, индий, таллий, германий, бор, серу и другие элементы, извлечение которых в должных масштабах до настоящего времени не организовано. В процессе обогащения железных руд эти ценные компоненты часто теряются в отвальных хвостах, а при металлургическом переделе концентрируются в шламах доменной газоочистки.
За рубежом при переработке скарновых магнетитовых руд применяются сухая и мокрая магнитная сепарация для выделения магнетитовых концентратов и флотация хвостов для выделения сульфидов цветных металлов. На обогатительных фабриках Канады выделяются магнетитовые концентраты с содержанием железа от 60 до 70% и медные концентраты с содержанием меди 20—25%. В США выделяются магнетитовые (содержание железа 62—68%), медные (содержание меди 25%), кобальт-пиритные (44% Fe и 1,27% Co) и пиритные (48% S) концентраты. В Норвегии и Швеции выделяются магнетитовые концентраты с содержанием железа 66—69% и пиритные концентраты с содержанием 49—50% серы, 2,5% железа и 0,3% кобальта. В Болгарии производится два вида концентрата: магнетитовый с содержанием 56—67% железа и пиритно-арсенопиритный.
Из разрабатываемых железных руд Урала при намеченных размерах их добычи на уровне 1975 г. можно получить около 150 тыс. т меди по себестоимости более низкой и в более короткие сроки, чем на ряде новых месторождений меди, вовлекаемых в эксплуатацию в ближайшие годы. Технологические исследования показали возможность получения из хвостов мокрой сепарации сернистых магнетитовых руд ряда месторождений Урала кондиционных концентратов с содержанием 0,5% кобальта и медных концентратов (14—17% Cu) при извлечении кобальта около 70% и меди 80% от содержания в хвостах.
Исследования магнетитовых руд Соколовского, Сарбайского и других месторождений Кустанайской области, проведенные Ленинградским горным институтом, показали, что извлечение из этих руд меди, цинка, свинца, кобальта, кадмия, серы и других элементов технически возможно и экономически весьма эффективно. Так, из хвостов магнитной сепарации получается пиритный концентрат с содержанием 48—51,3% серы и 0,13—0,18% кобальта при извлечении их соответственно от 40 до 85%. При обогащении сульфидсодержащих хвостов магнитной сепарации получается медный концентрат (12—25% Cu) при извлечении 47—60% и цинковый продукт (37% Zn) при извлечении 15%. Наибольшую ценность представляет кобальтсодержащий пиритный концентрат. Возможно также применение схемы сульфидизирующего обжига с последующим водным выщелачиванием огарка, в результате которого в раствор извлекается до 72% кобальта, 58% меди, 42% никеля, 52% цинка. Кеки, оставшиеся после выщелачивания огарков, содержат 63—65% железа, 0,3—0,5% серы, 0,05% кобальта и пригодны для использования в доменном производстве. Даже при неполном извлечении указанных компонентов можно получить продукцию, стоимость которой превышает всю стоимость товарной железной руды. Для комплексной утилизации этих руд на Соколовско-Сарбайском ГОКе в 1975 г. введен в действие опытно-промышленный цех.
Важным комплексным сырьем являются ильменит-магнетитовые руды, добыча которых в последнее время заметно возросла в ряде стран. В Финляндии в результате их переработки выпускаются железные окатыши, пятиокись ванадия, кобальт и ильменитовый концентрат, используемый для получения пигментной двуокиси титана. На Урале на Кусинском месторождении ильменит-магнетитовых руд получали железо-ванадиевые концентраты с содержанием железа 63,7%, двуокиси титана 5% и до 0,5% пятиокиси ванадия, а также ильменитовые концентраты с содержанием двуокиси титана — 42,8% и обогащенные кобальтом хвосты мокрой магнитной сепарации.
В больших масштабах может быть извлечен ванадий из шлаков, получающихся при плавке качканарских титаномагнетитовых руд, с которыми связаны основные, балансовые запасы ванадия в России, Себестоимость получаемой на Качканарском комбинате конверторной стали, в связи с извлечением ванадия в товарную продукцию, является одной из самых низких в стране, Ванадий извлекается при переработке титаномагнетитовых руд и на ряде других месторождений Урала.
Предполагается значительное расширение использования ванадия в различных областях народного хозяйства. Наибольший рост потребности в ванадии (феррованадии) ожидается в производстве углеродистых и низколегированных сталей массового потребления. Значительно увеличится применение ванадия при выплавке сталей, используемых в строительстве и в производстве труб большого диаметра, в химической промышленности, атомной энергетике, порошковой металлургии и автомобилестроении. Для повышения сквозного извлечения ванадия из титаномагнетитовых руд необходимо дальнейшее совершенствование применяемой пирометаллургической схемы. Применение ванадиевого шлака для производства только 5—7 млн. т низколегированной стали позволяет экономить в народном хозяйстве до 40—50 млн. руб и высвобождать около 1 млн. т проката в год.
Большое экономическое значение имеют железные руды с повышенным содержанием фосфора. При металлургическом переделе этих руд получают так называемые томас-шлаки, в которых содержание пятиокиси фосфора обычно составляет 15%. Они широко используются в качестве удобрения в странах Западной Европы, где отсутствуют представляющие практический интерес месторождения фосфатного сырья.
В бывш. СССР производство фосфатных шлаков организовано на базе переработки керченских железных руд на заводе «Азовсталь». Полное использование фосфат-шлаков от переработки этих руд может дать годовую экономию в 10,0—12,0 млн, руб. Интерес также представляют магнетитовые руды Ковдорского месторождения, содержащие апатит, который при обогащении руд до последнего времени уходил в хвосты. Институтом «Механобр» разработана технология получения из хвостов магнитной сепарации методом флотографим апатитового концентрата с содержанием 25,1—32,6% P2O5 при выходе 15,1—17,8% и извлечением 74,3—83,7%. В 1975 г. на Ковдорском горно-обогатительном комбинате вступила в строй новая фабрика, и предприятие будет выпускать не только железный концентрат, но и апатитовый, а в дальнейшем и ценный продукт — бадделеит. Проектная мощность фабрики превышает 1,8 млн. т апатитового концентрата, содержащего 31% Р2О5. При полном ее освоении комбинат будет получать около 22 млн. руб. прибыли в год. Чтобы получить такое же количество концентрата в другом месте, нужно построить рудник для добычи более 6 млн, т апатитовой руды и обогатительную фабрику, общей стоимостью 160 млн. рублей.
Из хвостов мокрой магнитной сепарации Соколовско-Сарбайского комбината институтом «Уралмехаиобр» получен кальцит-апатитовый концентрат с содержанием пятиокиси фосфора 17—23%. Общее количество апатита, которое вполне экономично можно будет извлекать из хвостов, достигает 250—300 тыс. т в год. На базе местной серной кислоты можно организовать предприятие фосфорных удобрений.
Практическое значение в качестве комплексного сырья приобретают глиноземсодержащие железные руды, при доменной или электродоменной плавке которых наряду с чугуном получается шлак с повышенным содержанием глинозема. При переработке последнего остатки от извлечения глинозема могут быть использованы для производства вяжущих строительных материалов. К этому типу относятся железные руды Лисаковского и Аятского месторождений, содержащие значительное количество глинозема, фосфора и ванадия. Перспективным способом комплексной переработки их является доменная плавка с получением передельного чугуна и глиноземистых шлаков, пригодных для производства глинозема.
Ориентировочными расчетами установлено, что на металлургическом заводе производительностью 5 млн. т чугуна в год при работе на окускованном Лисаковском низкомодульном концентрате выход глиноземного шлака составит 2,2 млн. т. При переработке его способом содо-известкового спекания можно получить примерно 500 тыс. т глинозема, что эквивалентно глинозему, полученному примерно из 1,4 млн. т бокситов с содержанием окиси алюминия 44—45%.
Большой практический интерес представляет осуществляемая на Череповецком металлургическом заводе эксплуатация утилизационных газовых турбин, использующих избыточное давление доменного газа. При среднегодовой выработке электроэнергии около 86 млн. кВт-ч удельный расход топлива на выработанный киловатт-час составил 151 г. Затраты на установку утилизационных газовых турбин окупили себя за полтора года. Таких показателей не имеет ни одна тепловая электростанция.
Комплексное использование сырья черной металлургии
Разнообразный комплекс полезных компонентов часто заключают железные руды, особенно контактово-метасоматические магнетитовые. Наряду с железом они содержат в заметных концентрациях медь, цинк, свинец, кобальт, кадмий, индий, таллий, германий, бор, серу и другие элементы, извлечение которых в должных масштабах до настоящего времени не организовано. В процессе обогащения железных руд эти ценные компоненты часто теряются в отвальных хвостах, а при металлургическом переделе концентрируются в шламах доменной газоочистки.
За рубежом при переработке скарновых магнетитовых руд применяются сухая и мокрая магнитная сепарация для выделения магнетитовых концентратов и флотация хвостов для выделения сульфидов цветных металлов. На обогатительных фабриках Канады выделяются магнетитовые концентраты с содержанием железа от 60 до 70% и медные концентраты с содержанием меди 20—25%. В США выделяются магнетитовые (содержание железа 62—68%), медные (содержание меди 25%), кобальт-пиритные (44% Fe и 1,27% Co) и пиритные (48% S) концентраты. В Норвегии и Швеции выделяются магнетитовые концентраты с содержанием железа 66—69% и пиритные концентраты с содержанием 49—50% серы, 2,5% железа и 0,3% кобальта. В Болгарии производится два вида концентрата: магнетитовый с содержанием 56—67% железа и пиритно-арсенопиритный.
Из разрабатываемых железных руд Урала при намеченных размерах их добычи на уровне 1975 г. можно получить около 150 тыс. т меди по себестоимости более низкой и в более короткие сроки, чем на ряде новых месторождений меди, вовлекаемых в эксплуатацию в ближайшие годы. Технологические исследования показали возможность получения из хвостов мокрой сепарации сернистых магнетитовых руд ряда месторождений Урала кондиционных концентратов с содержанием 0,5% кобальта и медных концентратов (14—17% Cu) при извлечении кобальта около 70% и меди 80% от содержания в хвостах.
Исследования магнетитовых руд Соколовского, Сарбайского и других месторождений Кустанайской области, проведенные Ленинградским горным институтом, показали, что извлечение из этих руд меди, цинка, свинца, кобальта, кадмия, серы и других элементов технически возможно и экономически весьма эффективно. Так, из хвостов магнитной сепарации получается пиритный концентрат с содержанием 48—51,3% серы и 0,13—0,18% кобальта при извлечении их соответственно от 40 до 85%. При обогащении сульфидсодержащих хвостов магнитной сепарации получается медный концентрат (12—25% Cu) при извлечении 47—60% и цинковый продукт (37% Zn) при извлечении 15%. Наибольшую ценность представляет кобальтсодержащий пиритный концентрат. Возможно также применение схемы сульфидизирующего обжига с последующим водным выщелачиванием огарка, в результате которого в раствор извлекается до 72% кобальта, 58% меди, 42% никеля, 52% цинка. Кеки, оставшиеся после выщелачивания огарков, содержат 63—65% железа, 0,3—0,5% серы, 0,05% кобальта и пригодны для использования в доменном производстве. Даже при неполном извлечении указанных компонентов можно получить продукцию, стоимость которой превышает всю стоимость товарной железной руды. Для комплексной утилизации этих руд на Соколовско-Сарбайском ГОКе в 1975 г. введен в действие опытно-промышленный цех.
Важным комплексным сырьем являются ильменит-магнетитовые руды, добыча которых в последнее время заметно возросла в ряде стран. В Финляндии в результате их переработки выпускаются железные окатыши, пятиокись ванадия, кобальт и ильменитовый концентрат, используемый для получения пигментной двуокиси титана. На Урале на Кусинском месторождении ильменит-магнетитовых руд получали железо-ванадиевые концентраты с содержанием железа 63,7%, двуокиси титана 5% и до 0,5% пятиокиси ванадия, а также ильменитовые концентраты с содержанием двуокиси титана — 42,8% и обогащенные кобальтом хвосты мокрой магнитной сепарации.
В больших масштабах может быть извлечен ванадий из шлаков, получающихся при плавке качканарских титаномагнетитовых руд, с которыми связаны основные, балансовые запасы ванадия в России, Себестоимость получаемой на Качканарском комбинате конверторной стали, в связи с извлечением ванадия в товарную продукцию, является одной из самых низких в стране, Ванадий извлекается при переработке титаномагнетитовых руд и на ряде других месторождений Урала.
Предполагается значительное расширение использования ванадия в различных областях народного хозяйства. Наибольший рост потребности в ванадии (феррованадии) ожидается в производстве углеродистых и низколегированных сталей массового потребления. Значительно увеличится применение ванадия при выплавке сталей, используемых в строительстве и в производстве труб большого диаметра, в химической промышленности, атомной энергетике, порошковой металлургии и автомобилестроении. Для повышения сквозного извлечения ванадия из титаномагнетитовых руд необходимо дальнейшее совершенствование применяемой пирометаллургической схемы. Применение ванадиевого шлака для производства только 5—7 млн. т низколегированной стали позволяет экономить в народном хозяйстве до 40—50 млн. руб и высвобождать около 1 млн. т проката в год.
Большое экономическое значение имеют железные руды с повышенным содержанием фосфора. При металлургическом переделе этих руд получают так называемые томас-шлаки, в которых содержание пятиокиси фосфора обычно составляет 15%. Они широко используются в качестве удобрения в странах Западной Европы, где отсутствуют представляющие практический интерес месторождения фосфатного сырья.
В бывш. СССР производство фосфатных шлаков организовано на базе переработки керченских железных руд на заводе «Азовсталь». Полное использование фосфат-шлаков от переработки этих руд может дать годовую экономию в 10,0—12,0 млн, руб. Интерес также представляют магнетитовые руды Ковдорского месторождения, содержащие апатит, который при обогащении руд до последнего времени уходил в хвосты. Институтом «Механобр» разработана технология получения из хвостов магнитной сепарации методом флотографим апатитового концентрата с содержанием 25,1—32,6% P2O5 при выходе 15,1—17,8% и извлечением 74,3—83,7%. В 1975 г. на Ковдорском горно-обогатительном комбинате вступила в строй новая фабрика, и предприятие будет выпускать не только железный концентрат, но и апатитовый, а в дальнейшем и ценный продукт — бадделеит. Проектная мощность фабрики превышает 1,8 млн. т апатитового концентрата, содержащего 31% Р2О5. При полном ее освоении комбинат будет получать около 22 млн. руб. прибыли в год. Чтобы получить такое же количество концентрата в другом месте, нужно построить рудник для добычи более 6 млн, т апатитовой руды и обогатительную фабрику, общей стоимостью 160 млн. рублей.
Из хвостов мокрой магнитной сепарации Соколовско-Сарбайского комбината институтом «Уралмехаиобр» получен кальцит-апатитовый концентрат с содержанием пятиокиси фосфора 17—23%. Общее количество апатита, которое вполне экономично можно будет извлекать из хвостов, достигает 250—300 тыс. т в год. На базе местной серной кислоты можно организовать предприятие фосфорных удобрений.
Практическое значение в качестве комплексного сырья приобретают глиноземсодержащие железные руды, при доменной или электродоменной плавке которых наряду с чугуном получается шлак с повышенным содержанием глинозема. При переработке последнего остатки от извлечения глинозема могут быть использованы для производства вяжущих строительных материалов. К этому типу относятся железные руды Лисаковского и Аятского месторождений, содержащие значительное количество глинозема, фосфора и ванадия. Перспективным способом комплексной переработки их является доменная плавка с получением передельного чугуна и глиноземистых шлаков, пригодных для производства глинозема.
Ориентировочными расчетами установлено, что на металлургическом заводе производительностью 5 млн. т чугуна в год при работе на окускованном Лисаковском низкомодульном концентрате выход глиноземного шлака составит 2,2 млн. т. При переработке его способом содо-известкового спекания можно получить примерно 500 тыс. т глинозема, что эквивалентно глинозему, полученному примерно из 1,4 млн. т бокситов с содержанием окиси алюминия 44—45%.
Большой практический интерес представляет осуществляемая на Череповецком металлургическом заводе эксплуатация утилизационных газовых турбин, использующих избыточное давление доменного газа. При среднегодовой выработке электроэнергии около 86 млн. кВт-ч удельный расход топлива на выработанный киловатт-час составил 151 г. Затраты на установку утилизационных газовых турбин окупили себя за полтора года. Таких показателей не имеет ни одна тепловая электростанция.
- Комплексное использование сырья цветной металлургии
- Комплексное использование минерального сырья
- Совершенствование транспортировки минерального сырья и продуктов его переработки
- Совершенствование техники и технологии металлургического передела
- Совершенствование техники и технологии обогатительных работ
- Совершенствование техники и технологии горных работ и добычи полезных ископаемых
- Изменения конъюнктуры цен на минеральное сырье и продукты его переработки в капиталистических и развивающих странах
- Асбест
- Серное сырье
- Калийные соли
