Байкенов М.И. ¹, Кочегина Е.В.¹, Мухтар А.А. ², Халикова З.С.¹,

Абсат З.Б. ¹, Каримова А.Б.¹

¹Карагандинский государственный университет им Е.А. Букетова, Казахстан

²Химико-металлургический институт им. Абишева , Казахстан

Оптимизация процесса дефосфорации Лисаковского

гравитационно-магнитного концентрата

Бурожелезняковые руды Лисаковского, Аятского, Приаральского месторождений характеризуются относительно большим содержанием фосфора. В настоящее время все более актуальной становится проблема разработки технологии удаления фосфора из бурожелезняковых руд именно неметаллургическим путем.

Известно, что с помощью механической обработки содержание фосфора в концентратах снижается незначительно. В связи с этим их подвергают термической обработке с последующей дефосфорацией. Химические методы (щелочное и кислотное выщелачивание) являются наиболее распространенными способами дефосфорации железосодержащих руд и концентратов.

Объектом нашего исследования является Лисаковский гравитационно-магнитный концентрат (ЛГМК), химический состав которого представлен в таблице 1.

Для изучения процесса дефосфорации были проведены исследования в лабораторной вращающейся печи при оптимальных условиях: температура в реакционной зоне 700 ^оС, концентрация углеводородного восстановителя 0,75% (высоковязкая нефть месторождения Каражанбас), продолжительность пребывания ЛГМК в реакционной зоне 60 минут. Огарок после обжига анализировали на содержание железа и фосфора.

В результате проведенных исследований было установлено, что в полученном сильномагнитном продукте содержание железа составило 54,17% и фосфора – 0,80%. Для повышения качества концентрата, огарок подвергался сухой магнитной сепарации. Выход магнитной фракции составил 85,6%, содержание железа – 57,70% и фосфора – 0,91%. Таким образом, после термообработки в огарке увеличилось содержание и железа, и фосфора.

Для удаления фосфора полученный обожженный магнитный огарок подвергли сернокислотному выщелачиванию в лабораторном трехкаскадном реакторе в следующих условиях: отношение Т:Ж = 1:5, плотность серной кислоты 1,015 г/см³, температура 20 ^оС, продолжительность выщелачивания 60 минут. В реальном технологическом процессе пульпа после выщелачивания декантируется, полученный кек промывается и сушится. Растворы и промводу, содержащие серную и фосфорную кислоту, нейтрализуют известковым молоком и отправляют в хвостохранилище.

Изучено поведение основных элементов ЛГМК в процессах термической обработки с жидким углеводородным восстановителем (ЖУВ) и дефосфорации методами РФА, Мессбауэроской спектроскопии и локального рентгеноспектрального микроанализа. Химический состав магнитного, дефосфорированного и обескремненного продуктов представлены в таблице 1.

Из приведенных данных видно, что в результате сернокислотного выщелачивания магнитного концентрата получен дефосфорированный продукт с содержанием фосфор – 0,24%, железа – 62,31%.

Таблица 1 – Результаты химического анализа ЛГМК (исх.), огарка, магнитного продукта, дефосфорированного и обескремненного продуктов

№	Материал	Содержание, %					Фазовый состав
		Fe	SiO2	AI2O3	Р	S
1	ЛГМК (исх.)	47,60	9,64	4,37	0,70	0,013	Гидрогетит
2	Огарок	54,17	10,97	4,97	0,80	0,010	Магнетит
3	Магнитный концентрат	57,70	7,50	5,78	0,91	0,010	Магнетит
4	Дефосфорированный концентрат	62,31	6,63	4,27	0,24	0,009	Магнетит
5	Обескремненный концентрат	64,10	5,54	3,91	0,21	0,009	Магнетит

С целью уменьшения содержания SiO₂ продукт выщелачивания, подвергали магнитной сепарации при напряженности 500 э. Выход магнитной фракции при этом составил 88,9%, содержание железа увеличилось – 64,1%, уменьшилось содержание фосфора – 0,21, кремния – 5,54% и алюминия 3,91%. Степень дефосфорации составила 70%, содержание фосфора в концентрате уменьшилось с 0,91 до 0,21%.

Таким образом, на заключительной стадии термохимического обогащения бурожелезнякового (концентрата, сырья) в результате обработки магнитного концентрата серной кислотой получен продукт с низким содержанием фосфора.