Способ обогащения марганцевой руды

Марганец: свойства, способы добычи и применение

Марганец представляет собой тяжёлый металл серебристо-белого цвета. Превосходящий железо по твёрдости и хрупкости, он состоит в одной с ним группе чёрных металлов, так как находит широкое применение при выплавке чугуна и стали.

• Удельный вес – 7200 кг/м 3 .
• Температура плавления составляет 1247 0 C.
• Температура кипения равняется 2150 0 C.
• Удельная теплоёмкость – 0,478 кДж.
• Марганец является проводником электрического тока.

• Окисляется кислородом воздуха, образуя оксидную плёнку.
• В водном растворе впитывает водород, не вступая с ним в реакцию.
• При нагревании горит, соединяясь с кислородом.
• Вступает в реакции с серой и хлором, а при повышенной температуре и с азотом, бором, кремнием, фосфором.

Происхождение марганцевых руд

К марганцевым рудам относятся залежи полезных ископаемых, имеющих в своём составе от 10 до 70% искомого минерала, что является определяющим фактором экономической целесообразности их использования. Содержание серебристо-белого металла в земной коре не превышает 0,1%, причём сам он в свободном виде не встречается. Присутствует только в составе следующих химических видов руд:

• Оксидных. Они представлены в природе манганитовыми и псиломелано-пиролюзитовымизалежами неглубокого месторасположения, что и даёт возможность их окисления растворённым в воде кислородом. Содержание марганца в этих рудах 19-36%.
• Карбонатных.Олигонитовые, родохрозитовые, мангано-кальцитовые руды располагаются на значительных глубинах, где в отсутствие кислорода происходит их брожение и насыщение фосфором. Содержание в них марганца составляет 16-25%.
• Оксидно-карбонатных, представляющих собой смесь тех и других.

Происхождение или генезис марганцевых руд достаточно разнообразен, как и других полезных ископаемых. Природно-физические процессы привели к возникновению следующих типов марганцевых руд:

• Вулканогенных залежей, возникших в результате выброса магмы с последующей кристаллизацией.
• Руд, формирующихся в процессе выветривания, представляющего собой результат воздействия влаги, газов, перепадов температур, а также – биосферы.
• Метаморфизированных руд, пребывающих в толщах земной коры миллионы лет и при этом повергающихся усиленному давлению при высокой температуре.
• Осадочных пород. Массы ископаемых, расположенных ближе всего к земной поверхности, постоянно находящихся в процессе термодинамических воздействий.
• Донных залежей морей и океанов. Они представляют интерес в связи с огромными запасами, среди которых присутствуют марганцевые гидроксиды и целый ряд сопутствующих химических элементов.

Способы добычи

В зависимости от места и глубины расположения рудного тела, осуществляется выбор способа добычи марганцевых руд. Своё влияние оказывает и геология местности, а также экономические факторы.

Карьерный

Наиболее распространённый способ извлечения залеганий, размещающихся вблизи поверхности. Котлованы, подчас достигающие значительных размеров, роются с помощью роторных комплексов, производительность которых достигает 7000 м 3 /час, экскаваторов с ёмкостью захвата порядка 8 м 3 , драглайнов с объёмом ковша в 25 м 3 .

После вскрытия верхнего слоя, производимого экскаваторами с ковшом объёмом порядка 5 м 3 , порода забирается и дробиться. После измельчения, сырьё погружается на самосвалы и доставляется на перерабатывающие комплексы.

Дальнейшая судьба карьера может быть различной:

• Его продолжают разрабатывать, захватывая новые слои.
• Осуществляют переход на закрытый метод добычи, если имеются рудные тела более глубокого залегания.
• Прекращают эксплуатацию, засыпая землей и проводя рекультивацию.

Открытый – карьерный метод достаточно производителен и отличается существенной безопасностью по сравнению с закрытым способом – шахтным.

Шахтный

Однако, иногда приходится извлекать руду на поверхность из глубины земных недр, роя шахты и прокладывая штольни. Способ достаточно затратный и требует наличия специальной техники: комбайнов, щитовых и очистных комплексов, конвейеров; а также значительного штата высококвалифицированных специалистов, постоянно подвергающих свою жизнь опасности вследствие вредных воздействий и возможных аварий и катастроф.

Тем не менее, он обеспечивает промышленность высококачественной рудой, не оказывает существенного влияние на окружающую местность и не зависит от погодных условий.

Методы обогащения

Современные методы обогащения марганцевых руд основаны на разнице плотности, смачиваемости, магнитных характеристик разнообразных химических элементов. Благодаря ей удаётся произвести очистку руды от посторонних примесей.

Гравитационный

Гравитационные методы обогащения занимают ведущее место среди способов повышения концентрации полезного компонента в исходном материале – руде. Суть метода состоит в использовании неодинаковых физических характеристик. В данном случае – скоростей движения минеральных частиц в воздушной (пневматические процессы) или водной (гидравлические процессы) среде под воздействием гравитации или центробежных сил. Существуют специальные аппараты и технологии, позволяющие существенно увеличить содержание марганца в исходном сырье.

Гравитационно-магнитный

Добытая из месторождений руда из-за наличия в ней посторонних веществ непригодна к металлургическому переделу и требует обогащения. После обязательной промывки сырьё подвергается серии воздействий (гравитационных, магнитных, флотационных), последовательность и необходимость которых, определяется его размерами и химическим составом. Магнитная сепарация – это разделение материалов в неоднородном магнитном поле постоянного или переменного характера. Впервые изобретённая в конце XIX-го столетия, она стала основным методом обогащения железных и марганцевых руд. Так как, и те и другие обладают хорошими магнитными свойствами.

Флотация

Происходящий в жидкой среде под воздействием воздуха или с помощью добавления капель масла, процесс основан на смачиваемости жидкостью мелких частиц нужного вещества – марганца, и – несмачиваемости частиц посторонних примесей. На поверхности жидкости плавающая смесь воздуха, масла и минерала собирается, чтобы затем быть очищенной, высушенной и готовой для дальнейшего употребления в качестве концентрата.

Существуют и другие методы обогащения. В частности – рентгенометрическая сепарация. Впрочем, уровень современного состояния экономики позволяет разрабатывать индивидуальные технологии и оборудование, привязанное к конкретным залежам добываемого полезного ископаемого.

Хранение и транспортировка

Так как марганцевые руды бывают окисные, окисленные, карбонатные и смешанные, то и хранить их следует отдельно друг от друга на расстоянии не менее 120 м от других пылеобразующих материалов, в случае размещения на открытых площадках. При этом поверхность, на которой они располагаются должна быть асфальтирована или бетонирована.

Перевозка сырья, как правило, осуществляется железнодорожным, иногда – судоходным транспортом. Руду размещают навалом, но с учётом возможного смещения в сторону естественного уклона. Грузовые параметры, на которые следует ориентироваться при транспортировке таковы:

• Насыпная масса – 2 т/м 3 .
• Погрузочный объём – 0,5 м 3 т.

Сфера применения

В металлургии

С тех пор, как в 1858 году Дэвид Мюшетт провёл свой удачный опыт легирования стали, марганец стал входить в состав всех видов сталей и чугуна. Ценность этой добавки заключается в связывании серы и удалении избытков кислорода. И не только. Благодаря введению марганца, удалось получить знаменитую сталь Гадфильда, обладающую высокой пластичностью и сопротивлению к износу. Этот металл способствует отбеливанию чугуна, повышает ковкость и свариваемость сталей, благотворно влияя на качество поверхности отливок и снижая риск красноломкости.

Хотя чёрная металлургия и потребляет до 9 кг на тонну выплавленной стали, но это не единственное направление использования столь ценного минерала. Его также применяют и в цветной металлургии при изготовлении бронзы и латуни. Металл значительно повышает прочность и коррозионную стойкость цветного литья.

В промышленности

Понятно, что легированная сталь и чугун находят широкое применение в промышленности. Но, кроме того, существуют и другие направления использования марганца:

• Производство реостатов на основе сплава марганца, меди и никеля.
• Изготовление алюминиевых металлических ёмкостей для разлива напитков.
• Производство труб, содержащих медь в сочетании с марганцем.
• Выпуск стекла.
• Изготовление керамики.
• Технологии отбеливания натуральных материалов.
• Проведение химических процессов, где металл служит в качестве катализатора.
• Покрытие металлических поверхностей.
• Производство минеральных удобрений, где находят применение отходы, содержащие в своём составе марганец.

В медицине

Окислительные свойства марганца широко востребованы в медицине. На его основе созданы антисептики и бактерицидные средства, позволяющие уничтожать инфекции, очищать организм, защищать кожные и слизистые покровы. Сам элемент оказывает влияние на рост человека, участвует в процессах обмена, крови образования и деятельности половых желез.

Месторождения в России и мире

На Государственном балансе Российской Федерации, по состоянию на начало 2017 года, числилось 29 месторождений, содержащих марганцевые руды. Крупнейшими среди них являются:

• Усинское, Дурновское – Кемеровская область.
• Порожинское – Красноярский край.
• Южно-Хинганское – Еврейская АО.
• Парнокское – республика Коми.
• Североуральские – на Урале.
• Новониколаевское в Иркутской области.

Среди иностранных государств значительными залежами марганцевых руд обладают:

• Украина – Никопольский район.
• Грузия – Чиатурский район.
• Южная Африка – район Калахари.
• Габон – месторождение Моанда.
• Гана – месторождение Нсута.
• Мексика – месторождение Моланго.
• Бразилия – район Амапа, месторождение Серро де Навио.
• Австралия – месторождение ГрутЭйланд.

Мировые запасы

Сведения о мировых запасах марганцевых руд крайне противоречивы и подчас представляют коммерческую тайну. Так, по данным геологической службы США в 2010 году они составляли 565,5 млн. тонн. По другим источникам мировые ресурсы установленных месторождений в 56 странах мира оцениваются в 21,3 млрд. тонн.

Больше всего запасов руд этого минерала размещается в Африке – 67,4 %. Далее идут:

• Европа – 16,2 %.
• Азия – 7,8 %.
• Америка – 5,6 %.
• Австралия и Океания – 3%.

Страны, добывающие марганец

В последнее время основными производителями марганца в мире выступают:

• Китай – 18 млн. тонн/год.
• ЮАР – 13,7 млн. тонн/год.
• Австралия – 5,3 млн. тонн/год.
• Габон – 3,4 млн. тонн.

Также в список стран-производителей входят: Бразилия, Мексика, Гана, Украина, Казахстан, Индия, Малайзия и Мьянма.

Источник

Способ обогащения марганцевой руды

Если вы новичок в сварке и только начинаете свой путь, то сегодняшний огромный рыночный ассортимент продукции сварочных аппаратов, поначалу может привести в.

Из одного деревянного бруса сразу несколько досок выпиливаются с помощью многопильных деревообрабатывающих станков. Формы и размеры заготовок задаются заранее. По.

Долговечность и устойчивость строения зависит от качества и прочности фундамента. Специальные блоки нередко используют для того, чтобы создать надежное основание. Со.

Натяжной потолок — отличное решение для современного интерьера, имеющее целый ряд преимуществ.

В сохранности стремятся сохранить свое имущество все люди. Только злые собаки и надежные замки раньше были в распоряжении владельцев частных домов. Дополнительную охрану.

В современных интерьерах все чаще можно увидеть стеклянные элементы. Это козырьки, душевые кабины, перегородки, двери и другие конструкции.

Когда дело касается покупок и необходимо срочно что то приобрести, возникают две проблемы: первая, это нехватка денежных средств, ведь деньги как вода, сегодня они есть.

Постоянный стресс сегодня один частых факторов современного ритма нашей жизни. Везде кругом суета, все нужно делать быстро чтобы успеть и не опоздать, ведь промедление.

Источник

Способ обогащения марганцевой руды

Изобретение относится к обогащению и сортировке марганцевых руд и может быть использовано в горнодобывающей промышленности. Способ обогащения марганцевой руды включает дробление руды, разделение ее на фракции по крупности, магнитную сепарацию мелкой фракции, крупную фракцию подвергают рентгенорадиометрической сепарации, при этом руду с содержанием менее 2% марганца направляют в отвал, а руду с содержанием более 2% марганца подвергают рентгенолюминесцентной сепарации. Изобретение позволяет упростить технологический процесс получения марганцевого концентрата из рудного сырья, создать ресурсосберегающую технологию и обеспечить более высокие технологические показатели. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится обогащению и сортировке марганцевых руд и может быть использовано в горнодобывающей промышленности.

При переработке марганцевых руд накоплен большой промышленный опыт. Классические схемы обогащения марганцевой руды основываются на применении гравитационных, магнитных и флотационных методов обогащения. При этом в качестве разделительных признаков используются плотность минералов, их магнитные свойства и смачиваемость в тех или иных выбранных условиях.

Примером могут быть гравитационно-магнитные, гравитационно-флотационные и гравитационно-магнитно-флотационные технологические схемы обогащения, разработанные для оксидных и карбонатных марганцевых руд [1].

Все эти схемы переработки марганцевых руд объединяет: 1. Необходимость крупномасштабного дробильно-измельчительного предела.

2. Наличие большого числа технологических операций.

3. Высокие расходы энергии.

4. Невысокие технологические показатели.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ обогащения марганцевой руды, включающий дробление руды, разделение ее на фракции по крупности, магнитную сепарацию мелкой фракции [2]. Из руды, содержащей 19,5% марганца, был получен концентрат с содержанием 28% марганца, 15% оксида кремния и 0,15% фосфора при извлечении марганца в концентрат 70,6%.

Несмотря на то, что описанный способ обеспечивает получение марганцевого концентрата, пригодного для выплавки силикомарганца и ферромарганца с положительными технологическими показателями, он имеет следующие недостатки: 1. Невысокое извлечение марганца в концентрат.

2. Значительная часть руды подвергается дроблению до 25 мм.

3. Получаемый в гравитационной ветви схемы концентрат крупностью 25-2 мм агломерацией должен измельчаться менее 10 мм.

4. Повышенное содержание в концентрате оксида кремния снижает качество конечного продукта.

Целью настоящего изобретения является значительное упрощение технологического процесса получения марганцевого концентрата из рудного сырья и создание ресурсосберегающей технологии, обеспечивающей более высокие технологические показатели.

Для достижения поставленной технической задачи в способе обогащения марганцевой руды, включающей дробление руды, разделение ее на фракции по крупности, магнитную сепарацию мелкой фракции, крупную фракцию подвергают рентгенорадиометрической сепарации, при этом руду с содержанием менее 2% марганца направляют в отвал, а руду с содержанием более 2% марганца подвергают рентгенолюминесцентной сепарации.

При рентгенолюминесцентной сепарации интенсивность рентгенолюминесценции измеряют в двух спектральных диапазонах 540-600 нм и 400-440 нм.

При экономической целесообразности на рентгенолюминесцентную сепарацию направляют крупную фракцию руды, минуя операцию рентгенорадиометрической сепарации.

Разделение руды осуществляют на фракции 70-8 мм и 8-0 мм.

Исходная руда подвергается грохочению и разделяется на две фракции: 70-8 мм и 8-0 мм. Фракция 70-8 мм сохраняется в первозданном виде и поступает на радиометрическое обогащение. Разделение кусков по содержанию марганца и фосфора с привлечением рентгенорадиометрической и рентгенолюминесцентной сепарации позволяет получать крупнокусковой концентрат, который по своему качеству и гранулометрическому составу отвечает требованиям металлургического производства.

Фракция руды 8-0 мм перерабатывается по известной технологии: додрабливается до 3 мм и поступает на магнитное обогащение.

Впервые в практике обогащения марганцевых руд для сепарации кускового материала вместо разделительного признака по плотности кусков использованы разделительные признаки по содержанию марганца и фосфора в куске, что предопределило применение операций радиометрического обогащения для данного вида сырья и получение кускового концентрата, пригодного к использованию без дополнительных вспомогательных операций в металлургическом пределе при выплавке марганцевых сплавов.

Операция рентгенорадиометрической сепарации обеспечивает отделение марганца от части пустой породы с содержанием в куске менее 2% марганца, а операция рентгенолюминесцентной сепарации позволяет впервые при крупнокусковом обогащении марганцевой руды выделить значительную часть фосфора (более 50-70%) в отдельный продукт. Это достигается при измерении интенсивности рентгенолюминесценции кусков руды в двух спектральных диапазонах 540-600 нм и 400-440 нм.

В том случае, когда при радиометрическом обогащении отсутствует необходимость выделения хвостов или выход хвостов невелик и затраты на эту операцию превышают экономический эффект от нее, крупнокусковая фракция руды поступает сразу на рентгенолюминесцентную сепарацию.

Примеры конкретного осуществления заявленного способа.

Пример 1 Из пробы руды с содержанием 19,3% марганца, 0,23% фосфора и 30,5% оксида кремния в количестве 180 кг выделена фракция 70-8 мм в количестве 76 кг, содержащая 26,6% марганца, 0,33% фосфора и 19,4 оксида кремния. Эта кусковая фракция подвергнута рентгенорадиометрической сепарации с получением обогащенного продукта и отвальных хвостов, содержащих 1,4% марганца. Выход отвальных хвостов 12,6% от операции. Потери металла с хвостами не превышают 0,4% от содержания в руде. Предельное значение марганца в куске составило 2%.

Обогащенный продукт после рентгенорадиометрической сепарации с содержанием марганца в куске выше 2% подвергнут рентгенолюминесцентной сепарации при измерении интенсивности рентгенолюминесценции кусков руды в двух спектральных диапазонах 540 — 600 нм и 400-440 нм, что позволило достигнуть высокой степени селекции по фосфору.

Получено 41,4 кг кускового концентрата с содержанием 31,8% марганца, 0,15% фосфора и 12,6% оксида кремния. Более 70% фосфора сосредоточено в промпродукте, содержащем 27,8 марганца, 0,71% фосфора и 20,5% оксида кремния. Выход фосфористого промпродукта составила 24,8 кг.

Фракция руды 8 — 0 мм додроблена до крупности 3 мм и переработана обычным путем по схеме магнитного обогащения с получением марганцевого концентрата агломерационного класса.

Полное извлечение марганца по схеме составило 88,1%.

Из той же пробы руды выделена фракция крупностью 70-8 мм в количестве 76 кг с содержанием 26,60 марганца, 0,32% фосфора и 19,4% оксида кремния. Кусковая фракция, минуя операцию рентгенорадиометрической сепарации, сразу поступила на операцию рентгенолюминесцентной сепарации, осуществляемой при измерении интенсивности рентгенолюминесценции кусков в двух спектральных диапазонах 540-600 нм и 400-440 нм.

Получено 43,4 кг кускового концентрата, содержащего 30,5% марганца, 0,15% фосфора и 13,9% оксида кремния. Достигнута высокая степень селекции марганцевого концентрата по фосфору. Более 74% фосфора, поступившего на операцию, сконцентрировано в промпродукте состава 21,5% марганца, 0,57% фосфора и 26,6% оксида кремния. Выход фосфористого промпродукта 32,5 кг.

Фракция руды 8-0 мм додроблена до крупности 3 мм и переработана обычным путем по схеме магнитного обогащения с получением марганцевого концентрата агломерационного класса.

Полное извлечение марганца по схеме составило 88,2%.

Источники информации 1. Я.И.Фомин. Технология обогащения марганцевых руд. — М.: Недра, 1981.

2. В. С.Томчук. Современное состояние и задачи по разработке технологии обогащения марганцевых руд./ В сборнике «Марганцевое рудообразование на территории СССР». — М.: Наука, 1984, с. 266-271.

1. Способ обогащения марганцевой руды, включающий дробление руды, разделение ее на фракции по крупности, магнитную сепарацию мелкой фракции, отличающийся тем, что крупную фракцию подвергают рентгенорадиометрической сепарации, при этом руду с содержанием менее 2% марганца направляют в отвал, а руду с содержанием более 2% марганца подвергают рентгенолюминесцентной сепарации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при рентгенолюминесцентной сепарации интенсивность рентгенолюминесценсии измеряют в двух спектральных диапазонах 540 — 600 и 400 — 440 нм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение руды осуществляют на фракции 70 — 8 и 8 — 0 мм.

Источник