IV.8. Желваковые фосфоритные руды

В СССР желваковые фосфориты, состоящие в основном из фосфата, кварца и глауконита, сосредоточены на Егорьевском, Вятско-Камском и Полпинском месторождениях фосфоритов.

Кроме того, в ближайшее время начнется переработка руд Чилисайского месторождения Актюбинского фосфоритоносного бассейна.

Основным методом обогащения желваковых фосфоритов этих месторождений является промывка, поэтому для обогатительных фабрик, перерабатывающих такие руды, характерна однотипность первичного обогащения при несколько отличающемся аппаратурном оформлении процесса [4, 57, 58]. При этом мытый концентрат, получаемый из егорьевских и вятско-камских руд, после обезвоживания и размола является готовым продуктом (фосфоритовая мука), а из полпинских и (в перспективе) чилисайских – мытый концентрат для доведения его до требуемых кондиций по содержанию Р₂О₅ подвергается флотационному обогащению. Отходы промывки, с которыми теряется до 38% P₂O₅, направляются в отвал. Лишь на Подмосковном ПО «Фосфаты» и Верхнекамском руднике эти отходы частично дообогащаются флотацией с получением -фосфоритной муки. В связи с этим ниже будет рассмотрена технология комплексной переработки руды только этих предприятий.

Желваковые фосфориты Егорьевского месторождения. Егорьевское месторождение желваковых фосфоритов, являющееся составной частью Подмосковного фосфоритоносного бассейна, расположено в 80 км к юго-востоку от Москвы на левом берегу р. Москвы. Фосфатная серия месторождения, запасы которого отрабатываются ПО «Фосфаты» с 1922 г. состоит из двух желваково-плитных горизонтов: верхнего – рязан-верхневолжского фосфатного слоя с содержанием 12,5% Р₂О₅ и нижнего – нижне-волжского – 13,8% Р₂О₅. Горизонты разделены между собой фосфатизированными кварц-глауконитовыми песками, содержащими 4 – 5% Р₂О₅. Мощность нижнего слоя изменяется от 1,9 до 0,33 м, а верхнего – от 0,05 до 2,76 м. Мощность кварц-глауконитовой толщи составляет от 0,13 до 7,8 м, в среднем 2 м. Содержание Р205 в руде колеблется от 8 до 14% [4, 57, 58].

Подстилающими породами служат песчанистые глины Оксфорда, покрывающими – песчано-глинистые отложения валанжина и неогена, пески, суглинки и супески четвертичного возраста. Мощность покрывающих пород от 0,5 до 30,0 м, в среднем 10,2 м.

Содержание основных компонентов в рудах и породах фосфатной серии Егорьевского месторождения приведены в табл. IV.6.

В настоящее время добываются два фосфоритных слоя. Мытый концентрат первичного обогащения (20 – 21% Р₂О₅) используется для получения фосфоритной муки (извлечение Р₂О₅ – 60 – 62%), незначительная часть глауконитовых песков используется для рекультивации земель, а часть хвостов после промывки руды – для получения из них флотоконцентрата, содержащего 19% Р₂О₅. При этом извлечение Р₂О₅ из руды повышается на 20%.

Фосфоритные руды Подмосковного фосфоритоносного бассейна представлены фосфатными желваками размером от 0,5 до 5 см, достигающими иногда 10 – 35 см. Руды состоят в основном из фосфата, кварца и глауконита, в меньшей степени в них содержатся полевые шпаты, кальцит, гидроксиды железа и пирит.

Фосфат в рудах представлен фторкарбонатапатитом и находится в нескольких модификациях: фосфатный цемент желваков, свободные мелкие зерна фосфата, корочки радиально-лучистого фосфата на зернах кварца и глауконита, сростки фосфата с глауконитом и глинистым веществом. Подавляющая часть фосфата встречается в тонком взаимопрорастании с глауконитом и кварцем. При разделении руды крупностью 0,15 мм в тяжелых жидкостях выделяют фосфатную фракцию, содержащую не более 28,5 – 30% Р₂О₅ при извлечении 50 – 55%.

Таблица IV.6. Минералогический и химический состав фосфоритов Егорьевского месторождения (в %)

Состав	Пласт	Глауконитовые пески
верхний	нижний
Минералогический:
фторкарбонатапатит	42,0	33,0	15,0
гидрослюды	8,3	9,0	15,5
пирит и маркозит	1,5	1,5	1,5
гидроксиды и оксиды железа	5,0	2,0	1,5
кальцит	0,5	1,5	2,5
кварц	8,0	14,2	11,1
полевой шпат	0,8	1,5	1,3
гипс	1,1	1,1	0,5
глауконит	30,9	33,3	49,1
органические вещества	1,0	1,0	0,5
Химический:
Р₂О₅	14,0	11,0	5,0
SiО₂	32,4	43,4	48,6
СаО	21,8	19,8	9,7
Fe₂О₃	10,9	7,7	13,8
А1₂О₃	8,6	5,7	8,6
СО₂	3,0	2,6	2,1
Na₂О + K₂О	2,2	2,6	3,4
FeO	1,5	1,5	1,5
F	1,5	1,2	0,6
SО₃	1,0	0,8	0,5

Глауконит – основной породообразующий минерал – также представлен несколькими разновидностями: густоокрашенный (почти черный) в виде почковидных, овальных зерен, слабоокрашенный мелкозернистый неправильной формы, слабоокрашенные с темнозеленой корочкой и с включениями органических веществ. Кварц образует зерна различной степени окатанности размером 0,05 – 0,2 мм. Поверхность зерен обычно корродирована глауконитом и фосфатом, которые образуют пленки и корки. Кальцит встречается в виде абломков ростров белемнитов и раковин и растительных остатков. Полевые шпаты образуют окатанные и угловато-окатанные зерна размером 0,1 – 0,3 мм. Глинистое вещество представлено гидрослюдами, приближающимися по своему составу к пигментному глаукониту.

Подмосковное ПО «Фосфаты» перерабатывает методом промывки и флотацией хвостов промывки селективно добываемые руды верхнего и нижнего фосфорсодержащих горизонтов Егорьевского и Лопатинского рудников. Руда на этих рудниках добывается открытым способом с закладкой выработанного пространства песчаными породами вскрыши и залегающими между продуктивными слоями глауконитовыми песками, что позволяет рекультивировать земли, нарушенные горными добычными работами.

Доставка фосфоритной руды из карьеров на обогатительные фабрики (рудомойка) производится в железнодорожных саморазгружающихся вагонах вместимостью 50 т. Переработка руды на фабриках осуществляется путем ее тщательной промывки и дезинтеграции в промывочных аппаратах, в результате чего в классе +0,5 мм концентрируется в виде желваков основная масса фосфорита, а в классе – 0,5 мм, являющимися хвостами рудомоек, – глинистая составляющая руды, кварцевый песок, глауконит и тонкие зерна фосфата. Готовым продуктом рудомоек является мытый фосфоконцентрат, который имеет форму желваков и кусков неправильной формы темно-серого с бурым оттенком цвета. Этот концентрат не является товарным продуктом, но служит сырьем для производства минеральных удобрений – фосфоритной муки.

В соответствии с существующей технологической схемой промывки на рудомойках ПО «Фосфаты» из руды, содержащей 12 – 13% Р₂О₅, получают мытый фосфоритовый концентрат, содержащий 21 – 22% Р₂О₅, при извлечении 60 – 65%.

В настоящее время на Лопатинском руднике кроме рудомойки действует и флотационная фабрика, где из тонкой фракции руды методом флотации доизвлекается фосфат. Тонкая фракция – отходы рудомойки, в конечном итоге общее извлечение Р₂О₅ увеличивается на 15 – 20%.

Флотация фосфата на флотофабрике осуществляется из тщательно обесшламленных отходов рудомоек в две стадии. На первой стадии флотации подвергается грубозернистый материал в машинах пенной сепарации, а на второй – доиз-мельченный до крупности 0,18 мм пенный продукт в механических флотомашинах по схеме основной и контрольной флотации. В качестве флотационных реагентов – собирателей при флотации фосфата используются сульфатное мыло и керосин, а в качестве регулятора среды и депрессора пустой породы – каустическая сода и жидкое стекло соответственно.

Флотофабрика в отличие от рудомоек работает круглый год, поэтому исходным сырьем для нее в зимний период являются сухие отходы рудомоек с хвостохранилища (эфеля), складируемые там после обесшламливания в период работы рудомоек. Конечной продукцией флотационной фабрики является флотационный концентрат с содержанием 19 – 20% Р₂О₅, который после обезвоживания и сушки представляет собой фосфорсодержащее минеральное удобрение – фосфоритную муку, пригодное для непосредственного внесения в почву.

В настоящее время на ПО «Фосфаты» начато строительство второй флотационной фабрики по обогащению отвальных хвостов промывки Егорьевского рудника, что позволит увеличить извлечение фосфата из руды на 15 – 18% и снизить расходный коэффициент первичного сырья. Ввод в эксплуатацию такой фабрики обеспечит дополнительное получение до 200 тыс. т фосфоритной муки в год с содержанием 19 – 20% Р₂О₅, что соответствует экономии свыше 600 тыс. т исходной руды. Себестоимость флотационной фосфоритной муки будет составлять примерно 15 руб/т, что позволит при существующих ценах получить прибыль 500 – 600 тыс. рублей в год.

Таблица IV.7. Состав отходов производственного объединения «Фосфаты» (%)

Отход	Кварц	Фосфат	Глауконит	SiО₂	Р₂О₅	Fe₂О₃	Al₂O₃
Вскрышные породы			1 – 5				1,36
Глауконитовые пески				35 – 45	4,5	9 – 12	4,7 – 8,4
Отходы рудмойки	11 – 31	21 – 25	14 – 35		7,0		8 – 10
Хвосты флотационной фабрики							8 – 10

Кроме хвостов промывки, на Подмосковном ПО «Фосфаты» отходами производства являются кварц-глауконитовые пески, песчанистые породы вскрыши и хвосты флотационной фабрики, которые также представляют практический интерес (табл. IV.7).

Уже в течение нескольких десятилетий при добыче фосфоритной руды вскрываются и направляются в отвал более 5 млн. т фосфорсодержащих кварц-глауконитовых песков, содержащих 4 – 5% Р₂О₅. Общие запасы этих песков на Егорьевском месторождении составляют несколько сот миллионов тонн, что соответствует – 40 – 45% всех ресурсов фосфатного сырья в этом регионе. Поэтому решение проблемы эффективного обогащения кварц-глауконитовых песков позволит значительно увеличить сырьевую базу ПО «Фосфаты». Однако до настоящего времени это сырье пока не используется для производства фосфоритной муки, хотя уже разработана достаточно эффективная магнито-флотационная технология получения из него фосконцентрата и глауконита [4,59].

Кварц-глауконитовые пески состоят в основном из фосфата, глауконита и кварца. Меньше в них содержится карбонатов, полевых шпатов, пирита и гидроксидов железа. Флотационная активность этих минералов под влиянием анионо-активных реагентов – собирателей убывает в ряду фосфат – глауконит – кварц. При этом наибольшей флотируемостью характеризуется фосфорит, а глауконит и кварц флотируются такими реагентами очень слабо. Однако наличие сростков, пленок и примазок на поверхности разделяемых минералов, а также наличие тонких фосфатных шламов, активизирующих поверхность глауконита, затрудняет селективное флотационное разделение минералов, в связи с этим для повышения избирательности процесса требуются специальные реагенты или другие методы обогащения.

Учитывая, что глауконит обладает большей удельной магнитной восприимчивостью (63*10^-6 см³/г), чем фосфорит (4*10^-6 см³/г) и кварц (0,2*10^-6 см³/г), то этот минерал можно с успехом выделять полиградиентной магнитной сепарацией. В связи с этим магнито-флотационная технология обогащения кварцглауконитовых песков, в основу которой положено предварительное извлечение с помощью магнитной сепарации глауконита из промытого измельченного и обесшламленного исходного материала с последующим флотационным выделением фосфата из обесшламленной немагнитной фракции, позволяет получить фосфатный концентрат с содержанием 19 – 19,5% Р₂О₅ при извлечении 60 – 64%. Магнито-флотационная технология прошла полупромышленную проверку на Лопатинской флотационной фабрике, результаты которой послужили основой составления регламента для проектирования обогатительной фабрики. Однако расчеты показали нерентабельность применения этой технологии для переработки кварц-глауконитовых песков только на фосфоритную муку из-за высокой себестоимости ее получения (17 руб/т). Очевидно, переработка кварц-глауконитовых песков может быть рентабельна только при получении из них кроме муки и других товарных продуктов – глауконитового концентрата, кварцевого песка и керамической плитки из хвостов флотации.

Решение проблемы обогащения и использования кварц-глауконитовых песков, запасы которых весьма велики, позволяет комплексно использовать всю серию фосфоритов Егорьевского месторождения. При этом создается возможность осуществления малоотходной технологии переработки фосфорсодержащего сырья этого месторождения. Как отмечалось выше, на ПО «Фосфаты» перерабатываются селективно добываемые руды верхнего и нижнего горизонтов, а кварц-глауконитовые пески, залегающие между ними, направляются в отвал. Для более полного использования фосфоритов этого месторождения была исследована возможность совместного обогащения всей фосфатной серии, включая кварц-глауконитовые пески. В результате была разработана комбинированная технология обогащения, включающая промывку и магнито-флотационную доводку отходов.

В последние годы кварц-глауконитовые пески в небольшом количестве (200 тыс. т) находят применение в качестве удобрения в сельском хозяйстве и для рекультивации земель. Это обусловлено наличием в них до 5% Р₂О₅ и до 4% К₂О, а также ряда микроэлементов и органических соединений, что придает пескам благоприятные агрофизические свойства, в 1,5 – 2 раза повышая плодородие почв. На ПО «Фосфаты» внедрена технология селективной разработки и размещения кварц-глауконитовых песков на поверхности рекультивируемых отвалов вместо природного почвенного слоя. Кварц-глауконитовые пески эффективно используются также для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных угодий, площадь которых весьма велика.

Практический интерес представляют песчанные породы вскрышной толщи, а также хвосты флотационной фабрики, которые по вещественному и гранулометрическому составу могут найти применение в строительной (строительный песок) и литейной (формовочный песок) промышленности. При существующих объемах добычи руды и производства фосфоритной муки в ПО «Фосфаты» ежегодно направляется в отработанное пространство более двух десятков миллионов тонн кварцевых вскрышных песков, которые могут быть успешно использованы в народном хозяйстве.

В настоящее время выявлены, изучены и утверждены ГКЗ СССР кондиции и промышленные запасы кварцевых песков во вскрышных породах некоторых участков месторождения фосфоритов, содержащих до 60% высококачественных формовочных песков. Эти пески залегают непосредственно на фосфоритной толще и представлены кварцевыми мелкозернистыми в небольшой степени глинистыми песками.

По особенностям гранулометрического состава песков во вскрышных породах некоторых участков Егорьевского месторождения, на базе которых целесообразно строительство горнообогатительных комплексов по производству кварцевых песков,, выделены две мощные пачки: нижняя, где пески относятся к марке ТО16А, и верхняя – к маркам ТО2А и Б, реже КО2А и Б и КО315Б. Технологическое исследование обогатимости таких вскрышных пород, выполненное на укрупненных пробах, показало возможность получения песка марки ОБ2К02Б и ОБ1К02Б, пригодных для изготовления формовочных и стержневых смесей в производстве стального, чугунного и цветного литья. На основании этих исследований выполнен проект строительства на одном из участков месторождения крупного горно-обогатительного комплекса по производству из вскрышных пород формовочного песка.

Отходами производства на ПО «Фосфаты» являются также хвосты флотационной фабрики, содержащие в основном кварцевый песок и глауконит. Как показали исследования, эти отходы могут быть успешно использованы для различных строительных целей, и в, частности, для производства облицовочной керамической плитки [60].

Технология изготовления такой плитки из хвостов флотации разработана ГИГХС и Государственным институтом стекла и прошла опытно-промышленную проверку. Схема включает подготовку шихты, содержащей 80% хвостов флотации, 5% соды и 15% доломита, варку ее в стекловаренной печи при 1500°С; формирование на прокатной машине и обжиг. Была выработана опытная партия облицовочного материала, который назван «Глаукофилит». Испытания этого материала показали его хорошие эксплуатационные свойства: адгезию к бетону, механическую прочность, химическую и термическую стойкость и пригодность для гражданского, промышленного и сельскохозяйственного строительства.

Технико-экономические расчеты установили рентабельность производства глаукофилитовой плитки, так как себестоимость нового материала на 25% ниже себестоимости выпускаемой сейчас аналогичной продукции. В связи с этим предполагается целесообразным сначала создать опытно-промышленную линию по производству керамической плитки из хвостов флотации, отработать технологию ее получения, а затем построить завод, вырабатывающий облицовочный материал для нужд промышленности.

Таким образом, на базе фосфоритового сырья Егорьевского месторождения вполне возможно создание и внедрение малоотходной технологии. Однако, несмотря на достаточный объем уже выполненных исследований, комплексное использование сырья на ПО «Фосфаты» пока не освоено. Для внедрения малоотходной или безотходной технологии на этом предприятии необходимо разработать проект расширения и реконструкции ПО «Фосфаты» с учетом комплексного использования сырья и построить соответствующие производства.

Желваковые фосфориты Вятско-Камского бассейна. Вятско-Камский фос-форитоносный бассейн, расположенный в верховьях рек Вятки и Камы, обладает крупными запасами желваковых фосфоритов. Фосфоритная серия состоит из желваково-плитных слоев мощностью 0,3 – 1,5 м, в среднем 0,6 м. В северной части месторождения фосфоритные слои разделяются на два-три слоя прослоями глауконитовых песков. Фосфоритные руды Вятско-Камского месторождения представляют собой скопление желваков фосфата и фосфа-тизированных раковин в кварце-глауконитовом песке. Основными минеральными составляющими являются фосфат (44%), глауконит (25%), кварц (20%), карбонаты – кальцит и сидерит (5%) и прочие минералы (полевые шпаты, пирит, гидрооксиды железа) [4, 57, 58].

Фосфат в рудах представлен овальными, прямоугольно вытянутыми и трапециевидными зернами. Фосфатно-глинистый материал присутствует как в свободном виде, так и в сростках с карбонатами и глауконитом. Кварц имеет зерна различной неопределенной -формы, часть которых срастается с фосфатом и глауконитом. Гидроксиды железа связаны с глауконитом, фосфатом и фосфатно-глинистым материалом. Глауконит представлен крупными зернами овальной, неопределенной и червеобразной формы, имеет пятнистое ожелезнение, включение глинистого материала, фосфатизирован и пропитан пиритной пылью. Карбонаты представлены кальцитом и сидеритом, первый – в виде крупных и мелких монокристаллов, второй – в виде розетковидных образований. При измельчении руды до – 0,18 мм около 20% минералов остается в сростках, в основном фосфата с глауконитом.

Руды Вятско-Камского бассейна содержат 14,2% Р₂О₅; 5,5% Аl₂О₃; 30,3% SiО₂; 22,8% СаО; 7,5% Fe₂O₃; 1,5% FeO; 3,0% Na₂О+K₂О; 1,5% F; 4,5 CО2; 3,8% H₂О.

Запасы Вятско-Камского бассейна в зонах, пригодных для открытой разработки (до 12 м), достаточно большие, однако значительная часть этих запасов трудна для эксплуатации в связи с заболоченностью и сильной обводненностью залежей.

Подстилающими рудное тело породами являются песчанистые глины волжского возраста, покрывающими – глауконитовые пески и песчаники валанжина, глины и песчано-глинистые породы четвертичного возраста. Мощность покрывающих пород до 80 м, в среднем по разведанным участкам – 12 м.

Желваковые фосфориты Вятско-Камского месторождения в настоящее время обогащаются методом промывки с получением мытого фосфоритного концентрата. Основная часть хвостов промывки, содержащих 4 – 6% Р₂О₅, значительные количества глауконита и кварца направляются в отвал, а часть – на дальнейшую переработку на флотационную обогатительную фабрику, где производится доизвлечение фосфата из отходов промывки.

Верхнекамский фосфатный рудник так же, как и ПО «Фосфаты», выпускает фосфоритную муку, которая используется в сельском хозяйстве. Сырьем для производства фосфоритной муки на руднике является фосфоритный концентрат, получаемый в виде желваков в результате промывки исходной руды. Производство фосфоритного концентрата на Верхнекамском руднике включает следующие основные технологические операции: промывку руды в барабанных скрубберах-грохотах, дробление надрешетного материала в молотковой дробилке, промывку дробленого и подрешетного продуктов в корытных мойках, обезвоживание готового концентрата на грохотах, контрольную классификацию сливов корытных моек и обезвоживающих грохотов.

В соответствии с технологической схемой промывки добытая открытым способом исходная руда из карьеров поступает в железнодорожных думпкарах грузоподъемностью 22 т на приемное устройство корпуса промывки, представляющее собой горизонтальную площадку с продольными по всему фронту разгрузки руды колосниками, ширина щели между которыми 200 мм. В процессе разгрузки думпкаров руда размывается струей воды под напором 0,6 – 0,8 МПа с помощью гидромониторов. Крупные куски пустой породы задерживаются на колосниковой решетке, тщательно омываются струей воды, а затем перемещаются бульдозером к отвалу. Руда с водой через щели колосниковой решетки поступает в зумпфы, откуда наклонными ковшевыми элеваторами транспортируется на первую стадию промывки в барабанные грохота, где она промывается и разделяется по классу 70 мм. Затем материал крупностью – 200 + 70 мм ленточным конвейером подается вместе с водой в молотковую дробилку для доизмельчения до крупности 70 мм,

Дробленый продукт поступает на промывку в корытные мойки для дальнейшего отмыва глины. Аналогичной операции подвергается и подрешетный продукт барабанных грохотов крупностью – 70 мм, который также направляется на промывку в корытные мойки. Из корытных моек мытый концентрат поступает на обезвоживающие грохота, размер щели сит которых – 0,5. Сливы корытных моек и обезвоживающих грохотов объединяются и, проходя по желобу, расслаиваются. Верхний слой, состоящий из глинистой фракции, мелких частиц глауконита и фосфорита, поступает в зумпф для отходов, а нижний слой, состоящий из более крупных частиц, подается в односпиральный классификатор для улавливания мелкой фракции концентрата. Слив этого классификатора направляется в отвал, а пески, представляющие собой готовый продукт, объединяются с надрешетными продуктами грохотов и с помощью системы конвейеров подаются на склад концентрата. В результате обогащения руды получают готовый фосконцентрат, содержащий более 23,0% Р₂О₅ при извлечении Р₂О₅ около 70% и отвальные, тонкоизмельченные хвосты, характеристика которых приведена ниже:

Состав	Р₂О₅	Fe₂О₃	CaO	А1₂О₃	Нерастворимый остаток
Содержание, %	5 – 6	10 – 12,86	7,54 – 8,8	6,5 – 8,4	47 – 54

Хвосты в виде пульпы, содержащей 20 – 30% твердого, до последнего времени полностью сбрасывались в хвостохранили-ще. Ниже приведена гранулометрическая характеристика отходов промывки Верхнекамского рудника:

Класс, мм	+1,0	– 1,0 +0,5	– 0,5 +0,28	– 0,28 +0,20	–0,20 +0,14	–0,14 +0,10	– 0,10 +0,071	– 0,071
Выход, %	0,46	1,38	3,22	4,68	23,19	22,91	15,53	28,63

С целью снижения потерь фосфата при обогащении руд Вятско-Камского месторождения, а следовательно, и увеличения выпуска фосмуки для сельского хозяйства разработана технология доизвлечения этого минерала из текущих отходов промывки [4, 61]. Поскольку последние в основном состоят из фосфата (до 14%), глауконита (до 56%) и кварца (до 30%), то, как показали лабораторные исследования, отходы промывки после предварительного обесшламливания могут успешно перерабатываться по магнито-флотационной схеме с получением фосфоритной муки, содержащей свыше 19% Р2О5 при извлечении Р₂О₅ до 55,0% от хвостов промывки.

Применение магнитной сепарации обусловлено тем, что содержащийся в отходах промывки слабомагнитный глауконит оказывает отрицательное действие на флотацию фосфата. Поэтому предварительное извлечение с помощью полиградиентной магнитной сепарации из флотационной пульпы глауконита позволяет не только повысить содержание Р₂О₅ в материале, направляемом на флотацию фосфата, до 7,5% и тем самым не только стабилизировать этот процесс, но и обеспечить устойчивое получение кондиционной фосмуки.

Магнито-флотационная технология обогащения отходов рудомойки легла в основу вводимой в настоящее время в эксплуатацию на Верхнекамском руднике специальной обогатительной фабрики. В соответствии с принятой на этой фабрике технологией магнито-флотационная схема доизвлечения фосфата последовательно включает следующие основные стадии: обесшламливание хвостов рудомойки, оттирку поверхности их зернистой части, вторую стадию обесшламливания, мокрую магнитную сепарацию в сильном поле песковой части с выделением в магнитную фракцию глауконитового продукта, классификацию по классу 0,3 мм немагнитной фракции сепараторов с доизмельчением крупной ее части, обесшламливание флотационной пульпы, флотацию фосфата по схеме основной, контрольной и двух перечистных операций и обезвоживание флотационного концентрата.

Исходя из данных опытно-промышленных испытаний на новой фабрике будет производиться фосфоритная мука третьего сорта, т. е. с содержанием 19% Р₂О₅. Общее извлечение Р₂О₅ из руды будет увеличено на 14,5%.

Внедрение магнито-флотационной схемы переработки хвостов промывки открывает перспективы для производства одновременно с фосфоритной мукой в качестве ее попутных продуктов глауконитового концентрата и кварцевого песка. Как показали исследования, глауконитовый концентрат можно с успехом получить в процессе магнитной сепарации обесшламленных хвостов промывки, из которых глауконит извлекается в магнитную фракцию, а кварцсодержащий продукт – из камерного продукта контрольной флотации фосфата, т. е. из флотационных хвостов.

Глауконит и кварц, наиболее распространенные и ценные после фосфата минералы в составе фосфоритовых руд Верхнекамского месторождения, где они находятся в виде отдельных зерен и сростков.

Глауконит – минерал цеолитового типа. Из вятско-камских фосфоритов этот минерал имеет следующий химический состав: SiО₂ – 47,46%; Fe₂О₃ – 30,83%; К₂О – 7,76%; FeO – 3,10%; MgO – 8,41%; А1₂О₃ – 1,58%; Н₂О – 7,0%; потери после прокаливания – 9,8%. Особенностью глауконита является то, что он обладает способностью поглощать и отдавать воду без глубокого нарушения структуры, обменивать свои ионы на ионы раствора, а также за счет высокой адсорбционной способности извлекать из почв и водной среды пестициды, катионы тяжелых металлов, нефтепродукты, радиоактивные элементы и т. д. Эти особенности глауконита позволяют использовать глауконитовый концентрат, который может быть получен при комплексной переработке верхнекамских фосфоритовых руд, в качестве удобрения для. кислых почв и при рекультивации земель, как пигмент – наполнитель различных красок, в качестве адсорбента при очистке воды и ее умягчения, а также как добавка при получении окрашенных бетонов.

Кварцевый песок, который также можно получить из отходов обогащения верхнекамской руды удовлетворяет требованиям промышленности к качеству строительного песка для приготовления кладочных (крупность зерен не более 5 мм, содержание фракции – 0,14 мм не более 10%), и штукатурных (крупность зерен не более 5 мм, содержание фракции – 0,14 не более 15%) растворов. Кроме того, показана экономическая эффективность производства из верхнекамского кварцевого песка ситалловых облицовочных материалов для промышленного и гражданского строительства, а также для антикоррозионной защиты строительных конструкций и различных емкостей.

В настоящее время в ГИГХС выполнены исследования, доказывающие возможность получения из отходов промывки высококачественных глауконитового и кварцевого концентратов. Доказана также целесообразность их использования в народном хозяйстве. Однако из-за отсутствия потребности в этих продуктах отходы промывки будут перерабатываться с получением из них только фосфоритной муки.

В процессе вскрытия рудного тела при добыче сырья на верхнекамском руднике в качестве отходов производства образуется значительное количество вскрышных пород, включающих торф, глину, слабофосфатизированный мергель, гравий, кварцевые и кварц-глауконитовые пески. Особенно ценным компонентом являются глины, которые, как показали исследования, благодаря гигроскопичности и легкой вспучиваемости пригодны для производства высококачественного керамзита. Запасы таких глин на месторождении практически неограничены, однако для производства керамзита добывается лишь незначительная часть таких глин.

Другие компоненты, составляющие вскрышные породы, также могут успешно применяться в народном хозяйстве. Однако, несмотря на реальную возможность их извлечения и применения в различных отраслях промышленности из-за отсутствия в них потребности вскрышные породы до настоящего времени геологически не оценивались по запасам и качественным признакам, комплексно не перерабатываются, а пока полностью направляются для заполнения выработанного пространства при добычных работах.

Таким образом, анализ состояния фосфатного сырья Верхнекамского месторождения с точки зрения возможности использования отходов основного производства показывает, что несмотря на явную целесообразность переработки этих отходов, внедрение уже имеющихся научных разработок по комплексному использованию хвостов обогащения и попутно добываемых пород пока осуществляется медленно, поэтому значительные объемы отходов направляются в отвал. В то же время выполненный комплекс исследований по вещественному составу и обогатимости фосфатного сырья указывает на возмож ность создания на базе Верхнекамского рудника малоотходного производства.

Приведенный краткий анализ состояния и перспектив комплексного использования руд желваковых фосфоритов на предприятиях ПО «Фосфаты» и Верхнекамском фосфоритном руднике показывает, что для создания и внедрения на вышеуказанных предприятиях малоотходных производств с комплексным использованием сырья необходимо:

расширить научно-исследовательские работы по созданию малоотходных и безотходных технологических процессов, позволяющих извлекать из руд и пород месторождений желваковых фосфоритов все ценные компоненты;

отработать технологию комплексной переработки желваковых руд и вскрышных пород с наработкой опытных партий фосфорной муки, глауконита, глин, формовочных и строительных песков для их технологического опробования;

разработать ТЭД целесообразности комплексного использования руд и вскрышных пород желваковых фосфоритов с. выявлением потребителей, кондиций, цен на получаемые при этом продукты, а также источники и объемы финансирования;

реконструировать и расширить предприятия, перерабатывающие желваковые фосфориты с учетом комплексного использования сырья.

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 12 13 14 151617 Следующая ⇒