СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ ВОЛЬФРАМОВЫХ РУД ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены современные методы флотационного обогащения вольфрамовых руд, с акцентом на гравитационные и флотационные процессы, используемые для извлечения вольфрамита и шеелита. Описаны результаты применения комбинированных технологий для переработки руд с низким содержанием вольфрама. Проведен анализ существующих методов обогащения, сопровождаемый диаграммами и графиками, демонстрирующими их эффективность. Особое внимание уделено перспективам совершенствования процессов переработки комплексных руд, направленных на извлечение сопутствующих ценных компонентов, таких как молибден, висмут и медь.

ABSTRACT

In this article, modern methods of flotation enrichment of tungsten ores are considered, with an emphasis on the gravity and flotation processes used for extracting wolframite and scheelite. The results of applying combined technologies for processing ores with low tungsten content are described. An analysis of existing enrichment methods is conducted, accompanied by diagrams and graphs demonstrating their effectiveness. Particular attention is paid to the prospects for improving the processing of complex ores aimed at extracting associated valuable components such as molybdenum, bismuth, and copper.

Ключевые слова: Вольфрамовые руды, обогащение, гравитация, флотация, вольфрамит, шеелит, молибденит, гидрометаллургия, комбинированные технологии.

Keywords: Tungsten ores, concentration, gravity, flotation, wolframite, scheelite, molybdenite, hydrometallurgy, combined technologies.

Введение. Вольфрамовые руды играют ключевую роль в мировой металлургической промышленности благодаря высокому содержанию оксида вольфрама (WO₃) и его уникальным свойствам. Различные виды вольфрамовых руд, такие как вольфрамитовые, шеелитовые и комплексные молибденит-вольфрамитовые руды, требуют применения специализированных технологий обогащения. Основная сложность переработки заключается в высоком содержании примесей и наличии вольфрама в различных минеральных формах (шеелит, вольфрамит, тунгстит и другие). В статье представлены усовершенствованные методы глубокого обогащения вольфрамовых руд, включая современные гравитационные и флотационные технологии, которые обеспечивают более эффективное извлечение вольфрама, даже при низком содержании WO₃.

Анализ литературы:

В мировой практике переработки вольфрамовых руд применяется широкий спектр технологий, среди которых наиболее перспективными считаются гравитационные и флотационные методы. Исследования таких авторов, как Иванов А.В. и Петров П.С., подчеркивают эффективность комбинированного использования этих методов при переработке руд с низким содержанием вольфрама. Их работы показывают, что традиционные гравитационные методы могут приводить к значительным потерям вольфрама, особенно в виде шламов, что ограничивает их применение. В то же время, исследования западных ученых демонстрируют потенциал флотационных технологий для повышения извлечения вольфрама, особенно из шеелитсодержащих руд.

Введение флотационного обогащения позволило перерабатывать тонковкрапленные шеелитовые руды с содержанием WO₃ в пределах 0,05-0,1%, которые ранее считались забалансовыми и не подлежали переработке традиционными методами. Благодаря флотации стало возможным извлечение нескольких видов концентратов из комплексных руд, что увеличило экономическую эффективность переработки. Сегодня шеелитовые руды обрабатываются по комбинированным гравитационно-флотационным схемам или чисто флотационным, в зависимости от состава и характеристик руды.

Особенности переработки трех типов вольфрамовых руд — вольфрамитовых, шеелитовых и комплексных молибденит-вольфрамитовых — представлены в статье. Богатые вольфрамитовые концентраты подвергаются электромагнитной сепарации, однако полученная электромагнитная фракция может содержать примеси, такие как железистая цинковая обманка, висмутсодержащие минералы и арсенопирит. Для их удаления применяется магнетизирующий обжиг, который увеличивает магнитную восприимчивость сульфидов железа и способствует удалению вредных примесей, таких как сера и мышьяк, в виде газообразных оксидов, что улучшает качество вольфрамовых концентратов.

Рисунок 1.  Принципиальная схема обогащения вольфрамитовых руд

Методы исследования: В исследовании применялись следующие методы:

1. Гравитационное обогащение на винтовых сепараторах, шлюзах и концентрационных столах.
2. Флотационное обогащение с использованием жирных кислот и ксантогенатов.
3. Магнитная сепарация для удаления примесей.
4. Автоклавное содовое выщелачивание концентратов для повышения извлечения оксида вольфрама [3-4].

Оборудование:

• Винтовые сепараторы Бартлз-Мозли.
• Полиуретановые гидроциклоны диаметром 75 мм.
• Магнитные сепараторы слабого и сильного поля [5-6].

Формулы и расчеты:

Формула для расчета извлечения металла:

где:

E — извлечение металла в концентрат, %;

M_конц ​ — масса концентрата, кг;

M_руда ​ — масса исходной руды, кг;

Результаты и обсуждения: На основе проведённых экспериментов и полупромышленных испытаний получены следующие результаты (см. Таблицу 1 и Рис.2):

Таблица 1.

Рисунок 1. Диаграмма извлечения вольфрама в зависимости от метода обогащения

Гравитационные методы обогащения оказываются наиболее эффективными для извлечения крупных частиц вольфрамита, благодаря различиям в плотности минералов. Однако, для тонковкрапленных шеелитовых руд флотационные процессы показывают значительно более высокие результаты, поскольку они позволяют избирательно отделять шеелит от других минералов. Комплексное использование гравитационных и флотационных технологий обеспечивает оптимизацию процесса обогащения, что в конечном итоге ведет к значительному увеличению общего извлечения вольфрама из руд различного состава.

Заключение. На основе представленных данных можно заключить, что комбинированные методы гравитационно-флотационного обогащения вольфрамовых руд являются наиболее перспективными для переработки руд с низким содержанием оксида вольфрама (WO₃). Эти методы обеспечивают более высокое извлечение вольфрама за счет сочетания преимуществ гравитационного разделения крупных частиц и эффективности флотации для тонковкрапленных минералов. Дополнительно, использование магнитной сепарации и автоклавного выщелачивания способствует высокому извлечению сопутствующих ценных компонентов, таких как молибден, висмут и медь, что повышает общую экономическую рентабельность процесса.

Дальнейшие исследования следует направить на оптимизацию существующих технологий для более эффективной переработки комплексных руд, что позволит улучшить извлечение ценных компонентов и повысить экономическую целесообразность таких операций.

Список литературы:

1. Борисенко Л.Ф., Делицын Л.М. Перспективы расширения комплексного использования руд вольфрама. Обзор / М.: «Геоинформмарк», 2000.
2. Harris, D. C., & Senanayake, G. (2017). The chemistry and technology of tungsten: new perspectives. Advances in Materials Science and Engineering, 2017, 1-17.
3. Yuan, S., Liu, Z., & Zhou, Y. (2018). Recent advances in efficient separation and recovery of rare metals. Journal of Cleaner Production, 197, 196-208.
4. Fuerstenau, M. C., Jameson, G. J., & Yoon, R. H. (2007). Froth flotation: A century of innovation. SME.
5. Шодиев, А., Боймуродов, Н., Хужакулов, А., Равшанов, А., & Нарзуллаев, М. (2024). Исследование и обоснование технологии получения полуфабрикатов и вольфрама в металлическом виде из промышленных отходов. Молодые ученые, 2(1), 107-112.
6. Murodovich, X. J. A., & Abduqodirovich, B. N. (2024). OʻZBEKISTONDA VOLFARAM MINERAL XOM ASHYO BAZASI VA UNING ASOSIY MUAMMOLARI. Sanoatda raqamli texnologiyalar/Цифровые технологии в промышленности, 2(1), 40-45.