Введение. В настоящее время основным сырьем для производства чугуна и стали на металлургических комбинатах являются железные концентраты, получаемые из магнетитовых или железистых кварцитов, титаномагнетитовых и скарновых руд. Существующие технологии переработки этих типов руд, включающие в основном процессы разделения по магнитным свойствам, крупности, равнопадаемости и смачиваемости, позволяют получать как рядовые железные концентраты, так и высококачественные. Использование таких схем при переработке бурых железняков не обеспечивает высокие показатели обогащения. Одним из способов переработки подобного типа руд является обжиг-магнитная схема обогащения, которая позволяет перевести слабомагнитные (немагнитные) формы железа в сильномагнитные.
Цель. Разработка режима магнетизирующего обжига бурожелезняковой руды, технологии обогащения обожженного продукта для получения железного концентрата и окисленных окатышей.
Методика. Определены продолжительность термообработки шихты, состоящей из железной руды месторождения Абаил и угля Экибастузского месторождения, и необходимая массовая доля углерода твердого, находящегося в составе угля. Проведены технологические исследования обожженного продукта с целью получения концентрата с массовой долей железа не менее 67 %. По разработанной технологии наработана партия железного концентрата с целью получения и исследования сырых и окисленных окатышей.
Результаты. Разработаны режимы магнетизирующего обжига окисленной железной руды месторождения Абаил и охлаждения обожженного материала. Разработана схема обогащения обожженного материала с целью получения концентрата с массовой долей железа не менее 67 %. Изучен процесс получения прочных сырых и обожженных окатышей из железного концентрата.
Выводы. Разработанный режим термообработки шихты, состоящей из угля и руды месторождения Абаил, позволяет получить обожженный продукт со степенью магнетизации 93 %. Использование предварительной дешламации обожженного продукта позволяет удалить из переработки магнитные флокулы, снижающие качество концентрата, и получить в последней стадии магнитного обогащения концентрат с массовой долей железа не менее 67 %. Из полученного железного концентрата возможно получение окисленных окатышей с прочностью не менее 200 кг/ок. при температуре обжига 1325 °C.

Ключевые слова: магнетизирующий обжиг; железный концентрат; окисленная железная руда; гетит и гидрогетит; окатыши; степень магнетизации; мокрая магнитная сепарация; дешламация.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Пелевин А. Е. Повышение эффективности обогащения железорудного сырья путем сепарации в переменном магнитном поле // Черные металлы. 2021. № 5. С. 4–9.
2. Пелевин А. Е., Сытых Н. А. Применение тонкого гидравлического грохочения для стадиального выделения титаномагнетитового концентрата // Обогащение руд. 2021. № 1. С. 8–14.
3. Пелевин А. Е. Получение гематитового концентрата из гематит-магнетитовых руд // ГИАБ. 2020. № 3-1. С. 422–430.
4. Прокопьев С. А., Пелевин А. Е., Напольских С. А., Гельбинг Р. А. Стадиальное выделение магнетитового концентрата с использованием винтовой сепарации // Обогащение руд. 2018. № 4. С. 28–33.
5. Опалев А. С. Повышение качества магнетитовых концентратов на основе магнитно-гравитационной сепарации // Горный журнал. 2020. № 9. С. 72–77.
6. Panda L., Biswal S. K., Venugopal R., Mandre N. R. Recovery of ultra-fine iron ore from iron ore tailings // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2018. Vol. 71. No. 2. P. 463–468.
7. Sadeghi M., Bazin C., Renaud M. Radial distribution of iron oxide and silica particles in the reject flow of a spiral concentrator // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 153. P. 51–59.
8. Idres A., Bounouala M., Benselhoub A., Bouhedja A. New method of electrostatic separation of the oxidized iron ore // Mining Science. 2016. Vol. 23. P. 33–42.
9. Stupnik M. I., Morkun V. S., Oliinyk T. A., Peregudov V. V., Korolenko M. K. Development of concentration technology for medium-impregnated hematite quartzite of Kryvyi Rih iron ore basin // Science and Innovation. 2021. Vol. 16. No. 6. P. 56–71.
10. Sharkovsky D. O., Gubin S. L., Ignatova T. V., Levshin A. V. Collecting agents for flotation upgrade of Mikhailovsky gok's magnetite iron ore concentrate // IMPC 2018 – 29th International Mineral Processing Congress Proceedings. 2019. P. 2141–2152.
11. Avdokhin V. M., Gubin S. L. Production of high-grade iron-ore concentrates in column-type flotation cells at Mikhailovsky gok // IMPC 2006 – 23rd International Mineral Processing Congress Proceedings. 2006. P. 1935–1939.
12. Stafeev A. A. Iron-ore enrichment by magnetic hydroseparation // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 10. P. 823–825.
13. Козин В. З., Комлев А. С., Волков П. С. Эффективность использования операций обогащения в схемах подготовки проб // Известия вузов. Горный журнал. 2017. № 3. С. 3–12.
14. Прокопьев С. А., Пелевин А. Е., Прокопьев Е. С., Иванова К. К. Повышение комплексности использования железорудного сырья с помощью винтовой сепарации // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 6. С. 70–80.
15. Юсфин Ю. С. Металлургия железа. М.: Академкнига, 2007. 464 с.
16. Железорудная база России / под ред. В. П. Орлова, М. И. Беригина, Н. И. Головкина. М.: Геоинформация, 1998. 842 с.
17. Мухтар А. А., Момынбеков А. Д., Нускабеков Ж. С., Коровушкин В. В. Обжигмагнитное обогащение бурожелезняковой руды Абаильского месторождения // Обогащение руд. 2015. № 4. С. 13–16.
18. Мухтар А. А., Мухымбекова М. К., Макашев А. С., Нускабеков Ж. С., Момынбеков А. Д., Касымова Б. К. Обжигмагнитное обогащение лимонитизированной руды месторождения Кок-Булак // ГИАБ. 2015. № 10. С. 88–93.
19. Мухтар А. А., Мухымбекова М. К., Нускабеков Ж. С., Макашев А. С., Коровушкин В. В. Исследование влияния термической обработки бурожелезняковой руды Абаильского месторождения на качество получаемых продуктов // ГИАБ. 2015. № 4. С. 129–133.
20. Мухтар А. А., Мухымбекова М. К., Макашев А. С., Нускабеков Ж. С., Момынбеков А. Д., Касымова Б. К. Обжигмагнитное обогащение бурожелезняковой руды Абаильского месторождения // ГИАБ. 2015. № 10. С.113–117.
21. Дмитриева Е. Г., Газалеева Г. И., Братыгин Е. В., Власов И. А. Особенности вещественного состава и термических свойств окисленных железных руд месторождения Абаил // Горный журнал. 2019. № 9. С. 15–20.
22. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики / под ред. О. С. Богданова, Ю. Ф. Ненарокомова. М.: Недра, 1984. 358 с.
23. Шинкоренко С. Ф., Белецкий Е. П. Справочник по обогащению руд черных металлов. М.: Недра, 1980. 527 с.
24. Кармазин В. И., Губин В. И., Юров П. П. Обжигмагнитное обогащение железных руд. М.: Недра,1969. 168 с.
25. Тациенко П. А. Подготовка труднообогатимых железных руд. М.: Недра, 1979. 208 с. 

Для цитирования: Лопатин Ю. Н., Мушкетов А. А., Дмитриева Е. Г. Комплексные исследования по получению окисленных окатышей из бурожелезняковой руды // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 7. С. 55–68. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-7-55-68