Обогащение флюоритовых руд

Руда прямо из карьера потребителю не годится: полезного компонента в ней меньше, чем требуется. Между добычей и отгрузкой лежит обогащение, цепочка операций, которая и определяет, какую марку получит готовый концентрат.

Подготовка и флотация

Сначала руду дробят до размера, при котором зёрна флюорита отделяются от вмещающей породы. Для флотации нужен тонкий помол: частицы должны быть мельче определённого размера, иначе они не удержатся на пузырьках. Измельчение ведут в мельницах, контролируя гранулометрию, причём переизмельчение так же вредно, как недоизмельчение, потому что слишком мелкие частицы флотируются хуже.

Флотация — основной метод получения высоких марок. Измельчённую руду смешивают с водой и реагентами, затем через пульпу пропускают воздух. Реагенты-собиратели закрепляются на поверхности частиц флюорита и делают её несмачиваемой; такие частицы прилипают к пузырькам и выносятся в пену, откуда их собирают.

Труднее всего отделить флюорит от кальцита и барита. Эти минералы близки по свойствам поверхности, и подобрать режим, при котором всплывает только флюорит, непросто: применяют депрессоры, подавляющие флотацию сопутствующих минералов, и регулируют кислотность среды. Качество разделения прямо определяет содержание карбонатов в концентрате, а значит, и марку. Потому кислотные марки и дороже, ведь для них нужна более тонкая настройка процесса и больше перечистных операций.

Гравитация и сортировка

Гравитационные методы опираются на разницу в плотности. Руду разделяют в тяжёлых средах, на отсадочных машинах или концентрационных столах. Это проще и дешевле флотации и не требует тонкого помола, но содержание полезного компонента в продукте получается ниже. Так получают гравитационные и кусковые концентраты, которые идут преимущественно в металлургию: требования к примесям там мягче, а крупность куска, наоборот, важна.

Для богатых руд с крупными выделениями подходит сортировка, ручная или автоматическая, по оптическим или рентгеновским признакам. Самый бережный способ: измельчение не требуется, получается кусковой продукт. Попутно отбирают коллекционный материал, то есть прозрачные кристаллы и друзы, которые при дроблении были бы потеряны.

Способ задаёт и содержание, и форму материала, а они связаны между собой, так что просто «попросить марку повыше» не получится.

Обезвоживание, потери, контроль

После флотации концентрат представляет собой влажную пульпу. Его сгущают, фильтруют и сушат до нормируемой влажности. Пересушенный пылит (флотационный продукт и без того тонкий порошок, а пыление зависит от влажности и условий перегрузки), недосушенный слёживается и теряет сыпучесть. Для покупателя влажность практический параметр: она входит в вес партии и влияет на дозирование, так что в договоре фиксируют, считается ли вес по фактическому состоянию или в пересчёте на сухое вещество.

Ни одна схема не извлекает полезный компонент полностью. Часть его уходит в хвосты, которые складируют в хвостохранилищах; доля потерь зависит от руды, и при тонком срастании минералов извлечение заметно ниже, чем при крупных выделениях. Старые хвостохранилища со временем становятся самостоятельным источником сырья: технологии продвинулись, и то, что раньше считалось отходом, теперь иногда удаётся переработать с прибылью. Концентрат из техногенного сырья встречается на рынке и обычно дешевле, но исходный материал уже прошёл переработку, поэтому состав менее стабилен, а в пульпе могут оказаться реагенты прошлых циклов. Остаточные реагенты в небольших количествах есть и в обычном концентрате: для большинства процессов это некритично, для чувствительных производств уточняется отдельно. При заказе крупной партии стоит спросить об источнике сырья: для металлургии разница несущественна, для фторхимии и стекольного производства может оказаться критичной.

На самой фабрике контроль идёт по всей цепочке: опробование руды на входе, гранулометрия после измельчения, анализ пульпы по ходу флотации для корректировки режима, анализ готового концентрата на полезный компонент и примеси, влажность перед отгрузкой. Последний шаг — арбитражная проба, которая хранится на случай спора. О ней лучше написать в договоре прямо: без сохранённой пробы спор о качестве партии решается на словах. Металлургический концентрат теоретически можно довести до кислотного повторным обогащением, но экономически это обычно нецелесообразно. Подробности по конкретной партии и способу её получения запрашивают у поставщика, а формулировку запроса можно сверить через postavka@флюорит.рф.