КИНЕТИКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕГИДРАТАЦИИ ЛИСАКОВСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА

Лисаковское месторождение бурого железняка (Кустанайская область, Казахстан) разрабатывается открытым способом, что обеспечивает более дешевую добычу руды. На фабрике ЛФ ТОО «Оркен» гравитационно-магнитным способом производят обогащение руды с  получением гравитационно-магнитного концентрата, содержащего 48 – 49 % Fe, 10 – 12 % SiO2 , 4,5 – 5,5 % Al2O3 , 0,7 – 0,9 % Р. Полученный продукт поступает на агломерацию в АО «АрселорМиттал Темиртау» (г. Темиртау, Казахстан). Из-за повышенного содержания фосфора в гравитационно-магнитном концентрате спрос на него ограничен. В лисаковском концентрате содержится значительное количество  гидратной влаги (до 12 %). Большая часть влаги находится в виде гидратов железа и разлагается при умеренной температуре 320  –  350  °С.  Другая часть, судя по всему, связана с фосфорсодержащим компонентом, разлагающимся при повышенной температуре. При этом в процессе окислительного обжига происходит образование свободного оксида фосфора. Проведены исследования разложения гидратного фосфорсодержащего компонента в лисаковском железорудном концентрате с целью определения кинетики процесса. Удаление фосфора из  железорудного концентрата на стадии подготовки к металлургическому переделу возможно после высокотемпературного окислительного  обжига материала и последующего сернокислотного выщелачивания. Из исходного концентрата гидрометаллургическим способом фосфор не выщелачивается. Необходимо при помощи высокой температуры разрушить химическую связь и перевести фосфор в свободный  оксид. От полноты разложения гидратного фосфорсодержащего компонента при обжиге зависит качество последующей сернокислотной  обработки обожженного продукта. Выделение высокотемпературной гидратной влаги из лисаковского концентрата происходит ступенчато. С ростом температуры прокаливания скорость высокотемпературной дегидратации уменьшается, что объясняется замедлением диффузии водяных паров при дегидратации через слой материала, который уплотняется при увеличении температуры.

руда,  концентрат,  обжиг,  кислота,  выщелачивание,  фосфор,  компонент,  гидратная влага,  кинетика,  разложение,  температура

1. Акатов А.И., Герасимов А.Г., Тациенко П.А. Обогащение бурых железняков Лисаковского месторождения на опытной обогатительной фабрике Сибэлектросталь // Обогащение руд. 1957. № 6. С. 3 – 8.

2. Тациенко П.А., Долгих М.А. Обжигмагнитное обогащение руд Лисаковского месторождения // Обогащение полезных ископаемых. 1977. № 21. С. 44 – 48.

3. Епишин А.Ю., Карелин В.Г., Зайнуллин Л.А. Поведение фосфорсодержащего компонента при высокотемпературном обжиге лисаковского железорудного концентрата // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 12. С. 59 – 60.

4. Карелин В.Г., Зайнуллин Л.А., Епишин А.Ю., Артов Д.А. Комбинированная пиро-гидрометаллургическая технология обесфосфоривания бурого железняка лисаковского месторождения // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2015. № 2. С. 10 – 15.

5. Карелин В.Г., Зайнуллин Л.А., Епишин А.Ю., Артов Д.А. Особенности пиро-гидрометаллургической технологии обесфосфоривания бурого железняка лисаковского месторождения // Сталь. 2015. № 3. С. 8 – 11.

6. Епишин А.Ю., Зайнуллин Л.А., Карелин В.Г. Исследование обжига лисаковского железорудного концентрата для определения температуры разложения гидратного фосфорсодержащего минерала // Матер. X Всеросс. науч.-практич. конф. студентов, аспирантов и специалистов. – Магнитогорск, 2009. С. 144 – 147.

7. Епишин А.Ю., Зайнуллин Л.А., Карелин В.Г. О дефосфорации бурого железняка методом выщелачивания с предварительным обжигом // Сб. матер. VIII конгресса обогатителей стран СНГ. – М., 2011. С. 83 – 86.

8. Левинтов Б.Л., Мирко В.А., Пчелинцева О.А. Состояние и перспективы решения проблемы обесфосфоривания трудновскрываемого железорудного сырья Казахстана. – В кн.: Создание научных основ принципиально новых химических и металлургических технологий, адаптированных к сырьевой базе Казахстана. – Алматы: Комплекс, 2003. С. 137 – 142.

9. Пчелинцева О.А., Мажренова Н.Р., Левинтов Б.Л. О возможности радиационного стимулирования процесса обесфосфоривания лисаковских концентратов // Комплексное использование минерального сырья. 2003. № 3. С. 57.

10. Левинтов Б.Л., Мирко В.А., Кантемиров М.Д. и др. Особенности строения бурожелезняковых руд и их влияние на эффективность термохимического обогащения лисаковских концентратов // Сталь. 2007. № 8. С. 8 – 11.

11. Пат. 2413012 РФ. Способ очистки железосодержащего материала от мышьяка и фосфора / И.Г. Ковзун, З.Р. Ульберг, И.Т. Проценко и др.; заявл. 16.11.2009., опубл. 27.02.2011. Бюл. изобретений. 2009. № 6.

12. Пат. 2184158 РФ. Способ очистки железорудного концентрата от примеси фосфора / В.В. Беликов, В.Б. Огородов, А.О. Ядрышников и др.; заявл. 23.05.2001., опубл. 27.06.2002. Бюл. изобретений. 2002. № 18.

13. Беликов В.В., Огородов В.Б., Ядрышников А.О., Михайловина Н.А. Обесфосфоривание бурожелезняковых руд и концентратов // Обогащение руд. 2003. № 3. С. 8 – 12.

14. Naydyonov V.A. Experience of operation of lisakovsk deposit of brown iron ore // International Seminar on Vision Mineral Deve lopment. Bhubaneswar, India. 2005. P. 83 – 87.

15. Карелин В.Г., Резвов Г.А. Особенности дегидратации лисаковских материалов // Сб. тезисов совещания «Проблемы обогащения и комплексной переработки фосфористых лисаковских руд». Темиртау, 1979. С. 38 – 39.

16. Карелин В.Г., Резвов Г.А., Кузовникова Е.А. Кинетические особенности дегидратации лисаковского концентрата в кипящем слое // Металлургическая теплотехника. 1975. № 4. С. 153 – 156.

17. Иванова В.П. Термический анализ минералов и горных пород / В.П. Иванова, Б.К. Касатов, Т.Н. Красавина, Е.Л. Розинова. – Л.: Недра, 1974. – 399 с.

18. Уэндландт У . Термические методы анализа. – М.: Мир, 1978. – 572 с.

19. Шестак Я. Теория термического анализа. – М.: Мир, 1987. – 456 с.

20. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. – М.: Мир, 1972. – 554 с.