Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Металлургия редкоземельных металлов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Обогащение монацитовых руд

Монацит относится к группе фосфатов, имеет желтовато-бурый, коричневый, красный цвет. Он слабомагнитен, не проводит электрический ток и обычно содержит, мае. %: оксидов РЗМ — 50—70, Th02 — 1—10, U308 — 0,1—0,4. Монацит широко распространен в качестве акцессорного минерала гранитоидов и разнообразных метаморфических пород, характеризуется химической и механической прочностью, благодаря чему может накапливаться в россыпях, иногда вместе с ильменитом и касситеритом. Монацитовые руды являются сложными по составу (комплексными) и кроме собственно монацита содержат попутные минералы, такие как ильменит — FeTi03, циркон — ZrSi04, рутил — ТЮ2, кварц — Si02 и другие.

Обогащение монацитсодержащих руд обычно осуществляется гравитационным и комбинированным способами [26]. Первичное обогащение проводят, используя гравитационные процессы, а разделяют коллективные концентраты комбинированными методами, предусматривающими электромагнитную и электростатическую

сепарации, гравитационное отделение и флотацию. Например, магнитная сепарация приводит к разделению монацитового песка на три фракции: сильномагнитную (ильменит), слабомагнитную (монацит), и немагнитную (циркон, кварцевый песок, рутил и гранат). Извлечение монацита из коренных тонко вкрапленных руд производится флотацией с олеиновой и другими жирными кислотами, а также распространенным собирателем ИМ-50. Полученный таким образом концентрат содержит до 95—98 % основного минерала — монацита. Принципиальная схема получения монацитового концентрата представлена на рис. 2.1.

Принципиальная схема обогащения монацитового концентрата [26]

Рис. 2.1. Принципиальная схема обогащения монацитового концентрата [26]

В настоящее время в Госрезерве РФ накоплено 83 тыс. т мо- нацитового концентрата с содержанием более 40 тыс. т редкоземельных элементов. Данное сырье рассматривалось в СССР как промышленный источник тория, сейчас монацит в России не перерабатывают [5, 9, 33]. Склады, где хранится концентрат, помимо большой экономической привлекательности, представляют и большую экологическую проблему — суммарная активность монацита превышает 7800 кюри. Поэтому вопрос о переработке этого концентрата возник в связи с необходимостью решения экологической проблемы — радиационный фон на территории складов в несколько раз превышает норму, заражению подвергаются почва и поверхностные воды. К данному материалу существует определенный экономический интерес со стороны потенциальных инвесторов, готовых вложить инвестиции в данный проект. Однако промышленной переработке мешает ряд факторов, в том числе текущая низкая цена редкоземельных оксидов цериевой группы, высокая радиоактивность концентрата и т. п. Также ввиду ограниченности количества монацитового концентрата на складах его можно отнести к потенциальному сырью только в краткосрочной перспективе. Поэтому реализация монацитового проекта в настоящее время рассматривается как этап, способствующий ускорению освоения промышленной технологии переработки Томторской монацит-пирохлор-крандаллитовой руды [32]. Полученный опыт может быть в дальнейшем использован для монацита из комплексных титаноциркониевых россыпей Туганского месторождения и якутского куларита.

Руда Томторского рудного поля

Реальным сырьем для редкометалльной промышленности России может оказаться руда Томторского рудного поля, не имеющая аналогов в мире по своему качественному и количественному составу. Главными рудными минералами, содержащими в себе РЗМ, являются минералы группы крандаллита, представленные Се-разновидностью, содержание которых в среднем составляет 40—45 %, и монацит, количество которого достигает 25 %. Остальные минералы относятся к категории второстепенных. При этом на долю пирохлора, являющегося основным промышленно-ценным минералом-концентратором ниобия, приходится до 10—12 %. Из второстепенных минералов присутствуют ксенотим, гидроксиды железа и барит [35]. По содержанию основных полезных компонентов руда является богатой и рассматривается как природный многокомпонентный концентрат первичного обогащения, пригодный для получения оксида ниобия, редкоземельных металлов и скандия методами химической технологии. При этом следует отметить, что данное сырье содержит как редкоземельные металлы цериевой (лег-

кой) группы, так и РЗ элементы иттриевой (среднетяжелой) группы. Наиболее близкими к Томторскому месторождению аналогами, являющимися основой сырьевой базы редких и редкоземельных металлов Бразилии, являются месторождения, связанные с корами выветривания карбонатитов. В комплексных рудах крупнейших из них — Араша и Сейс-Лагос — средние содержания Nb205 достигают 2,5—3,5 % (на отдельных участках до 8 %), X TR203 — 13,5 %. Кроме того, в Бразилии известно крупное редкоземельно-редкоме- талльное месторождение Питинга, связанное с редкометалльными щелочными гранитами. Руды его содержат 0,2 % X TR203, а также ниобий, тантал, цирконий и олово [36].

Особенностями руды Томтора являются высокая дисперсность, полиминеральный состав, тесное срастание минеральных фаз. Минералогические особенности — форма нахождения ниобия и редких земель, гранулометрический состав минералов (пирохлор, минералы группы крандаллита, монацит и др.), характер их локализации в рудах и тесная ассоциация позволяют отнести этот вид сырья к категории труднообогатимых. Ассоциация как полезных, так и примесных компонентов с рудными и породообразующими минералами, наличие нескольких разновидностей минералов, которые различаются по физическим свойствам, высокое содержание сидерита, неблагоприятно влияет на технологию глубокого обогащения.

Систематические исследования методов обогащения томторской руды проведены в Гиредмете, ВНИИХТе, ИМГРЭ, ВИМСе, КИЦМе, ДВИМСе, ИМРе [36—39]. Были испытаны практически все известные традиционные и доступные способы обогащения — гравитация, магнитная, радиометрическая и электрическая сепарация, флотация. По итогам опробования сделан вывод о невозможности ее обогащения механическими методами. Для данного вида руды применение методов глубокого обогащения не представляется возможным из-за практической недостижимости раскрытия рудных минералов в процессе рудоподготовки и перехода основной массы материала в класс крупности — 20 мкм (более 60 %), для которого в настоящее время нет эффективных методов обогащения. Также показана невозможность флотационного обогащения с использованием широкого набора эффективных отечественных и зарубежных реагентов-собирателей и модификаторов. При испытаниях получены отрицательные результаты селекции пирохлора и фосфорсодержащих минералов как при последовательной флотации фосфорсодержащих минералов и пирохлора, так и при прямой флотации пирохлора. Таким образом, в реальности эти руды могут перерабатываться только гидро- или пирохимическими методами, что в производственных условиях требует разработки новых способов их физико-химической обработки.

Наряду с уникально высоким содержанием РЗМ, ниобия и скандия в томторской руде, что, безусловно, определяет высокий интерес к данному сырью со стороны государства и потенциальных инвесторов-недропользователей, обращает на себя внимание ряд объективных факторов, осложняющих промышленное освоение месторождения:

  • — неравномерное распределение, местами контрастное, руд в объеме месторождения и, соответственно, уровней концентрации компонентов;
  • — климатические особенности региона;
  • — залегание данной руды в труднодоступной и неосвоенной местности Восточной Сибири, требующее разработки особых подходов к транспортировке большой массы необогащенного сырья и т. д.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>