Scaled-up laboratory research into dry magnetic separation of the Zhezdinsky concentrating mill tailings in Kazakhstan

Abstract

Purpose. Development of the rational technology for processing manganese-bearing tailings of the Zhezdinsky concentrating mill in the Republic of Kazakhstan aimed to obtaining manganese concentrate for smelting the silicomanganese. Methods. An integrated methodology of research is used in the work, which includes an analysis of modern scientific developments and the experience of their use by mining-and-metallurgical enterprises. Experimental study of the tailings material composition has been made. A research scheme has been drawn up, including dry re-grinding of the mature tailings from concentrating mill with subsequent air classification, the products of which are beneficiated by means of dry magnetic separation in a separator with a constant strong magnetic field. Granulometric and fractional compositions of the feedstock and separation products have been studied. Findings. Based on the granulometric and fractional composition analysis of the Zhezdinsky concentrating mill mature tailings, it has been determined that the manganese minerals contained in them are very finely disseminated and belong to easily beneficiated materials. For a more complete recovery of manganese into the concentrate, dry re-grinding and air classification techniques have been included in the beneficiation scheme. Scaled-up laboratory research on tailings beneficiation has been conducted under the scheme: dry grinding to a grain-size of less than 1 mm, screening with division into classes of 0.5-1.0 mm and 0.0-0.5 mm, and then air classification. Air classification products are beneficiated using dry magnetic separation. It has been revealed that the use of air classification during the magnetic field induction of 0.5 T allows to increase the magnetic fractions yield by 7.5% and the manganese recovery by 9.42%. Analysis of the magnetic separation results of fine classes indicates the possibility of obtaining manganese concentrate with the required quality even without using the air classification. This greatly simplifies the beneficiation scheme for mature manganese-bearing tailings at the Zhezdinsky concentrating mill. Originality. It has been determined that dry re-grinding of the concentrating mill mature tailings to a grain-size of less than 1 mm, followed by air classification, makes it possible to fully disclose the manganese minerals. With subsequent dry magnetic separation this leads to an increase in the magnetic fraction yield and in the manganese recovery. Practical implications. The optimal technology development enables obtaining manganese concentrate with the required quality for the subsequent production of ferromanganese or silicomanganese during metallurgical treatment.

Мета. Розробка раціональної технології переробки марганцевовмісних хвостів Жездінської збагачувальної фабрики республіки Казахстан для отримання марганцевого концентрату для виплавки силікомарганцю. Методика. У роботі використовувалася комплексна методика досліджень, що включає аналіз сучасних наукових розробок і досвіду їх використання гірничо-металургійними підприємствами. Проведено експериментальні дослідження речового складу хвостів. Складено схему дослідження, що включає сухе доподрібнення лежалих хвостів збагачувальної фабрики з наступною повітряною сепарацією, продукти якої збагачуються методом сухої магнітної сепарації у сепараторі з постійним сильним магнітним полем. Вивчено гранулометричний та фракційний склади вихідної сировини й продуктів сепарації. Результати. На основі аналізу гранулометричного та фракційного складу лежалих хвостів Жездінської збагачувальної фабрики встановлено, що мінерали марганцю, що містяться в них, дуже тонковкраплені й відносяться до легкозбагачуваних матеріалів. Для більш повного вилучення марганцю в концентрат у схему збагачення були включені операції сухого доподрібнення й повітряної сепарації. Проведено укрупнено-лабораторні дослідження збагачення хвостів за схемою: сухе подрібнення до крупності менше 1 мм, просіювання з поділом на класи 0.5-1.0 і 0.0-0.5 мм, які надходять на повітряну сепарацію. Продукти повітряної сепарації збагачуються сухою магнітною сепарацією. Встановлено, що застосування повітряної сепарації при індукції магнітного поля 0.5 Тл дозволяє підвищити вихід магнітної фракцій на 7.5% і збільшить витяг марганцю на 9.42%. Аналіз результатів магнітної сепарації тонких класів вказав на можливість отримання марганцевого концентрату необхідної якості навіть без застосування повітряної сепарації. Це значно спрощує схему збагачення лежалих марганцевовмісних хвостів Жездінської збагачувальної фабрики. Наукова новизна. Встановлено, що сухе доподрібнення лежалих хвостів збагачувальної фабрики до крупності менше 1 мм, з подальшою повітряною сепарацією, дозволяє повністю розкрити мінерали марганцю, що призводить при подальшій сухій магнітній сепарації до підвищення виходу магнітної фракції та збільшення вилучення в ній марганцю. Практична значимість. Розробка оптимальної технології дозволяє отримати марганцевий концентрат необхідної якості для подальшого отримання в металургійному переділі феро- або силікомарганцю.

Цель. Разработка рациональной технологии переработки марганецсодержащих хвостов Жездинской обогатительной фабрики республики Казахстан для получения марганцевого концентрата для выплавки силикомарганца. Методика. В работе использовалась комплексная методика исследований, включающая анализ современных научных разработок и опыта их использования горно-металлургическими предприятиями. Проведены экспериментальные исследования вещественного состава хвостов. Составлена схема исследования, включающая сухое доизмельчение лежалых хвостов обогатительной фабрики с последующей воздушной сепарацией, продукты которой обогащаются методом сухой магнитной сепарации в сепараторе с постоянным сильным магнитным полем. Изучены гранулометрический и фракционный составы исходного сырья и продуктов сепарации. Результаты. На основе анализа гранулометрического и фракционного состава лежалых хвостов Жездинской обогатительной фабрики установлено, что содержащиеся в них минералы марганца весьма тонковкрапленны и относятся к легкообогатимым материалам. Для более полного извлечения марганца в концентрат в схему обогащения были включены операции сухого доизмельчения и воздушной сепарация. Проведены укрупнено-лабораторные исследования обогащения хвостов по схеме: сухое измельчение до крупности менее 1 мм, грохочение с разделением на классы 0.5-1.0 и 0.0-0.5 мм, которые поступают на воздушную сепарацию. Продукты воздушной сепарации обогащаются сухой магнитной сепарацией. Установлено, что применение воздушной сепарации при индукции магнитного поля 0.5 Тл позволяет повысить выход магнитной фракций на 7.5% и увеличит извлечение марганца на 9.42%. Анализ результатов магнитной сепарации тонких классов указал на возможность получения марганцевого концентрата требуемого качества даже без применения воздушной сепарации. Это значительно упрощает схему обогащения лежалых марганецсодержащих хвостов Жездинской обогатительной фабрики. Научная новизна. Установлено, что сухое доизмельчение лежалых хвостов обогатительной фабрики до крупности менее 1 мм, с последующей воздушной сепарацией, позволяет полностью раскрыть минералы марганца, что приводит при последующей сухой магнитной сепарации к повышению выхода магнитной фракции и увеличению извлечения в ней марганца. Практическая значимость. Разработка оптимальной технологии позволяет получить марганцевый концентрат требуемого качества для последующего получения в металлургическом переделе ферро- или силикомарганца.