WO2012150873A1 - Method for pollution-free processing of sideritic iron ore - Google Patents

Method for pollution-free processing of sideritic iron ore Download PDF

Info

Publication number
WO2012150873A1
WO2012150873A1 PCT/RU2011/000308 RU2011000308W WO2012150873A1 WO 2012150873 A1 WO2012150873 A1 WO 2012150873A1 RU 2011000308 W RU2011000308 W RU 2011000308W WO 2012150873 A1 WO2012150873 A1 WO 2012150873A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ore
siderite
acid
concentrate
processing
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000308
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Леонидович ЭРЛИХМАН
Андрей Александрович ХАЛЕВ
Сергей Евгеньевич КУЛЬЧИХИН
Эдуард Шаевич ГЕЛЛЕР
Даниэль Эдуардович ГЕЛЛЕР
Original Assignee
Erlikhman Dmitriy Leonidovich
Mikhalyov Andrey Alexandrovich
Kulchikhin Sergey Evgenyevich
Geller Eduard Shaevich
Geller Daniel Eduardovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erlikhman Dmitriy Leonidovich, Mikhalyov Andrey Alexandrovich, Kulchikhin Sergey Evgenyevich, Geller Eduard Shaevich, Geller Daniel Eduardovich filed Critical Erlikhman Dmitriy Leonidovich
Priority to PCT/RU2011/000308 priority Critical patent/WO2012150873A1/en
Priority to RU2012131031/02A priority patent/RU2562016C1/en
Publication of WO2012150873A1 publication Critical patent/WO2012150873A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/04Blast roasting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the invention relates to ferrous metallurgy, namely, the preparation of siderite iron ores for processing and processing prepared siderite iron ores, and can be used in the preparation of siderite iron ores for blast furnace smelting.
  • iron ores of siderite composition unlike other types of iron ores, contain an increased amount of magnesium oxide.
  • the excessive content of magnesium oxide in the ore during its subsequent metallurgical processing gives metallurgical slag increased viscosity and refractoriness, which impedes the normal course of the process.
  • the known method consists in the fact that lumpy siderite ore is crushed in two stages of 40-0 mm, subjected to wet screening in classes 40-10, 10-0 mm, then class
  • the selected concentrate is subjected to oxidative firing at a firing speed of 0.18 - 0.22 t / m 3 -h at 1000-1 100 ° C for 200 - 240 minutes, the calcined concentrate is screened for classes 40 - 8 mm and 8 -0 mm.
  • Slice 40-8 is intended for blast furnace smelting, and seeding of grade 8-0 and raw ore 10-0 are agglomerated.
  • the disadvantage of this method is the low strength of the resulting lump concentrate.
  • siderite decarbonization occurs, which is accompanied by the destruction of the crystal lattice, the formation of a large number of pores, cracks.
  • Due to the low firing temperature solid-phase sintering of grains in a piece occurs slowly, and even long exposure times at firing temperatures do not lead to a piece with a satisfactory abrasion resistance, which has a value of at least 16%.
  • dust removal increases, thereby increasing iron loss, and the environmental situation at enterprises using this raw material is deteriorating.
  • a known method is as follows.
  • the siderite ore is crushed and screened to a particle size of 6-0 mm, a dry magnetic separation of the initial ore is carried out, then a magnetic firing is performed, and then a dry magnetic separation of the calcined product is carried out, while dry magnetic separation of the initial ore and dry magnetic separation of the calcined product are carried out in a non-uniform magnetic a field in which three zones are created in the direction of flow of the material flow with magnetic field strength varying in them according to the extreme dependence, and with dry magnetic sep of the source ore, the maximum magnetic field strength in the first zone is set equal to 1250-129-kA / m, and in the second and third zones of the magnetic field the maximum intensity is successively reduced relative to the maximum intensity of the first zone in accordance with 1: 0.83: 0.74, with dry magnetic separation of the calcined product, the maximum magnetic field strength in the first zone is set equal to 80-86 kA / m, in the second and third zones it is successively reduced relative to the maximum intensity of
  • the known method consists in the fact that the ore is crushed, subjected to screening, dressing and conduct oxidative firing in an atmosphere containing not more than 4% oxygen at a temperature of 1200-1350 ° C.
  • the objective of the known method was the strengthening of lump concentrate due to liquid phase sintering.
  • the disadvantage of this method is the low quality of the resulting concentrate due to the insufficiently high mass fraction of iron and a significant mass fraction of magnesium oxide in it.
  • the known method includes crushing the source ore to 60 mm, screening into grades 60-10 and 10-0 mm, oxidizing roasting of lump ore of the class 60-10 mm in shaft furnaces at 900-1000 ° C for 270-300 min, screening the calcined product into classes 60-8 and 8-0 mm, magnetic separation of each class on weak field separators.
  • the lumpy concentrate is sent to blast-furnace smelting, and siderite ore of the class 10-0 mm without enrichment undergoes agglomeration in a mixture with brown iron ore.
  • Unfinished crushed ore is sent for firing in shaft furnaces, then, during magnetic separation of the fired ore, waste rock is removed, and with it iron hydroxides, which are not magnetized during oxidative firing.
  • the degree of decarbonization and magnetization of large classes of ore (40-60 mm) is insufficient, which leads to an increase in losses of calcined ore with tailings of magnetic beneficiation and a decrease in the quality of iron ore concentrate.
  • the task of the claimed group of inventions is to increase the quality of concentrate while preparing ore for processing while reducing energy consumption for subsequent production of high-quality iron ore concentrate and associated high-quality products from waste-free processing from prepared ore.
  • the initial ore is crushed and screened to a particle size of 2.0-0 mm
  • siderite is decarbonized, heating the crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60-240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, and passing an oxidizing agent through the ore.
  • the oxidation process can be carried out in an aqueous medium or in the absence of water, and air oxygen, industrial oxygen, chlorine, nitrogen oxides, hydrogen peroxide, etc. can be used as an oxidizing agent.
  • siderite ore is prepared for processing by one of the methods described above, and
  • water is added to it and a pulp is prepared, which is exposed to acid to leach oxides of m magnesium and calcium, then the resulting solution is separated from the precipitate, which is washed and dried to obtain an iron ore concentrate from it, and magnesium hydroxide is precipitated from the solution by adding lime or dolomite milk, which is then dried and calcined to obtain a magnesite concentrate, after which the acid is regenerated, feeding sulfuric acid into the solution, the calcium sulfate released at the same time as the acid is regenerated is washed and dried to obtain gypsum, and the regenerated acid is reused to leach the pulp
  • nitric or hydrochloric acids can be used as the acid for leaching oxides of magnesium and calcium.
  • crushing and screening the ore to a particle size of 2.0 mm improves the degree of decarbonization of the ore, which together with decarbonization at a temperature of 600-700 ° C reduces the energy consumption of the method, ensuring high-quality decarbonization for 60-120 minutes , i.e., improving the quality of iron ore concentrate.
  • crushing and screening the ore to a particle size of 2.0 mm improves the degree of decarbonization of the ore, which, together with heating the crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60 -240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, provides high-quality decarbonization.
  • Passing an oxidizing agent through the ore ensures the transition of iron from an unstable divalent state to a more stable trivalent state, which also improves the quality of iron ore concentrate and reduces energy consumption for preparing the ore for further processing.
  • the technical result in both versions is to improve the quality of iron ore concentrate while reducing the energy intensity of the process.
  • the use for ore processing prepared by the above methods in conjunction with the preparation of pulp from the prepared ore, followed by leaching of oxides of magnesium and calcium from the latter, separation of the iron ore concentrate from the precipitate, precipitation from the solution using lime or dolomite milk of magnesite concentrate and acid recovery with the release of gypsum provides practically waste-free processing ku siderite ore release from it a high-quality iron ore concentrate and preparation of "empty" for the blast furnace rock mineral magnesite concentrate and plaster.
  • the claimed invention can find wide application in metallurgy, and therefore meet the criterion of "industrial applicability".
  • the invention is illustrated in the drawing, which presents a functional algorithm for preparing for processing and non-waste processing of siderite iron ore.
  • the inventive first option the method of preparing siderite iron ore for processing is as follows.
  • the original siderite iron ore is crushed and screened. Moreover, crushing and screening lead to a fineness of 2.0 - 0 mm. Then siderite is decarbonized, heating the crushed ore to a temperature of 600-700 ° C and keeping it at this temperature for 60-120 minutes;
  • the inventive second option the method of preparing siderite iron ore for processing is as follows.
  • the original siderite iron ore is crushed and screened. Moreover, crushing and screening lead to a fineness of 2.0 - 0 mm. Decarbonization is then carried out.
  • the oxidation process can be carried out in an aqueous medium or in the absence of water, and air oxygen, industrial oxygen, chlorine, nitrogen oxides, hydrogen peroxide, etc. can be used as an oxidizing agent.
  • the original siderite ore is prepared for processing by one of the methods described above.
  • the siderite ore prepared for processing is divided into iron ore concentrate and waste rock.
  • water is added to it and a pulp is prepared.
  • Acid is applied to this pulp to leach magnesium and calcium oxides.
  • the resulting solution is separated from the precipitate, which is washed and dried, receiving from it iron ore concentrate.
  • Magnesium hydroxide is precipitated from the solution by the addition of lime or dolomite milk, which is then dried and calcined to obtain a magnesite concentrate.
  • acid regeneration is carried out; calcium sulfate released at the same time as acid regeneration rinse and dry to obtain marketable gypsum.
  • the regenerated acid is reused to leach the pulp.
  • the initial siderite ore is crushed and screened to a fineness of 2.0 mm. Then, the crushed ore begins to be heated to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60-240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, and an oxidizing agent is passed through the ore.
  • the process takes place under mild conditions: temperature 100-160 ° C, pressure - 1, 0-10.0 atm.
  • the temperature in this case is much lower than the thermal decomposition temperature of siderite ( ⁇ 450 ° C).
  • the siderite oxidation process can be carried out even in the absence of water, but in this case, the temperature of the onset of the process will increase to 250 ° C and the siderite oxidation rate will be noticeably lower than in the presence of water. In both cases (in the aquatic environment and in its absence), the time required to complete the process will be 1-4 hours.
  • the method of waste-free processing of siderite iron ore is as follows.
  • the source ore is prepared for processing by one of the methods described above. Then, the prepared ore is separated into iron ore concentrate and “empty” for blast furnace smelting, isolating in the end as finished products iron ore concentrate, magnesite concentrate and gypsum.
  • This property allows efficient extraction (extraction) of magnesium oxide from decomposition products (destruction) of siderite ore.
  • magnesium and calcium compounds possess the most basic properties. Therefore, when exposed to acid products of siderite (nitric, hydrochloric, etc.), the compounds of magnesium and calcium will first interact with them to form water-soluble salts (nitrates, chlorides, etc.), for example:
  • Ferric compounds in this case do not interact with acids, since Fe304 is a chemically strong compound having a spinel lattice, and Fe203 dissolves in a more acidic medium than Mg and Ca compounds. Therefore, with a correctly calculated dosage of acid, magnesium and calcium will go into solution in the form of salts, and iron in the form of oxides containing ferric iron will remain unaffected by the acid.
  • the proposed method also provides for the extraction of magnesium oxide contained in the ore and its conversion into commercial products with the simultaneous regeneration of the acid used in the process by means of sulfuric acid, which is a cheap and affordable substance obtained from non-ferrous metal ores along with the main metallurgical production.
  • This stage of the proposed method is carried out according to the following scheme:
  • Calcium oxide is obtained by calcining limestone, chalk or dolomite at temperatures> 1000 ° C.
  • the magnesium oxide contained in dolomite is attached to magnesium oxide extracted from siderite, thereby increasing the yield of the product.
  • M is the molar mass of the substance indicated in parentheses.
  • the total mass of a solution of nitric acid of 20% concentration will be equal to:
  • the acid solution is poured into an autoclave with a propeller stirrer; while mixing the solution, calcined siderite is poured into it in small portions.
  • the autoclave is turned on and heated to a temperature of 100 ° C at atmospheric pressure for 30-60 minutes. Then the autoclave is sealed and heated for 30-60 minutes to a temperature of 120-160 ° C. After reaching the required temperature, the contents of the autoclave are isothermally aged for 30 minutes.
  • the autoclave is allowed to cool to a temperature of 100-90 ° C, the pulp is poured out of it, which is separated into a solid phase (finished iron ore concentrate) and a solution containing calcium and magnesium nitrates by filtration with washing of the precipitate from salts.
  • the dolomite mineral Ca Mg (CO 3) 2 of the Satka deposit is used for the separation of calcium and magnesium compounds, as well as the regeneration of nitric acid.
  • dolomite is fired for its decarbonization at a temperature of 1,100-1,200 ° C for 2 hours:
  • dolomite milk is prepared in such a way that the ratio of liquid to solid (W: T) is 2.0 ... 2.5: 1.
  • Cooked dolomite milk is mixed with a solution of calcium and magnesium nitrates. In this case, a chemical reaction occurs:
  • the process of precipitation of magnesium hydroxide from a solution of salts with dolomite milk is carried out at a temperature of 20-40 ° C for 1-2 hours with continuous stirring of the reaction medium.
  • magnesium ions from the solution precipitate in the form of Mg (OH) 2 and the calcium contained in dolomite milk goes into solution, replacing magnesium in it. Therefore, at the end of the process, almost all calcium (in the form of nitrate) is in solution, and magnesium (in the form of hydroxide and oxide) is in the precipitate.
  • the precipitate is separated from the solution with its additional washing from soluble salts, dried and calcined, resulting in a commodity magnesite.
  • a solution containing Ca KOC) 2 is treated with sulfuric acid to regenerate nitric acid.
  • the process proceeds in accordance with the equation of the following chemical reaction: Ca (NaO3) 2 + H2SO4 - »CaSO
  • Calcium sulfate as a poorly soluble compound precipitates.
  • the precipitate is separated from the solution by filtration with additional washing. After drying, the precipitate is a commercial gypsum, which is also a valuable commercial product for the production of building materials and products.
  • the solution containing nitric acid is returned to the process for processing a new portion of burnt siderite.
  • the amount of CaO in dolomite spent on the deposition of Mg (OH) 2 from a solution of calcium and magnesium nitrates will be equivalent to the amount of MgO extracted from the calcined siderite with acid. Since the valencies of calcium and magnesium are the same, these amounts will also be equimolar.
  • the rest is CO2 and impurities undetermined by chemical analysis.
  • dolomite milk you must use the following amount of dolomite:
  • This amount of dolomite will contain MgO:
  • Mg (OH) 2 is precipitated from a solution, this magnesium oxide will attach to it.
  • the claimed inventions make it possible to obtain higher-quality iron ore concentrate at lower energy costs in preparing both siderite iron ore for processing, and further processing provides a waste-free technology for producing high-quality basic (iron ore) and high-quality secondary (magnesite concentrate and building gypsum) products.

Abstract

The invention relates to ferrous metallurgy, and specifically, to methods for preparing and subsequently processing sideritic ores. The sideritic iron ore is prepared for processing by the base ore being crushed, sifted, and decarburized with soaking. A possible alternative for carrying out decarburization under oxidative conditions comprises preparing an aqueous pulp and dividing the latter into an iron ore concentrate and barren rock. The pulp is acted upon by an acid, leaching out magnesium and calcium oxides, and the solution formed is separated from the residue, which is washed and dried, producing a concentrate. Magnesium hydroxide is precipitated from the solution with the addition of milk of lime or dolomitic milk, the magnesium hydroxide then being dried and roasted, producing a magnesite concentrate. The acid is regenerated by feeding sulphuric acid into the solution, wherein the calcium sulphate extracted at the same time as the acid is regenerated is washed and dried, producing commercial gypsum, and the regenerated acid is used repeatedly for leaching out the pulp. The invention is directed towards producing a high-quality iron ore concentrate with a reduction in energy consumption.

Description

СПОСОБ БЕЗОТХОДНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СИДЕРИТОВОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ  METHOD FOR NON-WASTE PROCESSING OF SIDERITE IRON ORE
Изобретения относятся к черной металлургии, а именно, к подготовке сидеритовых железных руд к переработке и переработке подготовленных сидеритовых железных руд руд, и может быть использовано при подготовке сидеритовых железных руд к доменной плавке. The invention relates to ferrous metallurgy, namely, the preparation of siderite iron ores for processing and processing prepared siderite iron ores, and can be used in the preparation of siderite iron ores for blast furnace smelting.
Известно, что железные руды сидеритового состава, в отличие от других видов железных руд, содержат повышенное количество оксида магния. Излишнее содержание оксида магния в руде при последующей ее металлургической переработке (выплавка чугуна, процессы прямого восстановления железа) сообщает металлургическим шлакам повышенную вязкость и тугоплавкость, что препятствует нормальному ходу процесса.  It is known that iron ores of siderite composition, unlike other types of iron ores, contain an increased amount of magnesium oxide. The excessive content of magnesium oxide in the ore during its subsequent metallurgical processing (iron smelting, direct iron reduction processes) gives metallurgical slag increased viscosity and refractoriness, which impedes the normal course of the process.
При этом в исходном сидерите соединения железа и магния тесно связаны друг с другом. Кроме того - химические свойства карбоната магния (MgC03) и карбоната железа (FeC03) очень близки друг другу, т.к. величины ионных радиусов железа и магния тоже очень близки. По этой причине сидеритовая железная руда не поддается классическим методам обогащения, применяемым в черной и цветной металлургии (магнитные, гравитационные, флотационные, электростатические и др.) Moreover, in the original siderite, the compounds of iron and magnesium are closely related to each other. In addition, the chemical properties of magnesium carbonate (MgC03) and iron carbonate (FeC03) are very close to each other, because the ionic radii of iron and magnesium are also very close. For this reason, siderite iron ore is not amenable to the classical enrichment methods used in ferrous and non-ferrous metallurgy (magnetic, gravitational, flotation, electrostatic, etc.)
Перед обогащением сидеритовой руды необходимо разрушить ее структуру с целью разрьюа тесных связей между минералами железа и пустой породы, в том числе и магния, после чего появляется возможность обогащения руды с целью уменьшения содержания в ней оксида магния и других нерудных составляющих. Before enrichment of siderite ore, it is necessary to destroy its structure in order to break up close bonds between minerals of iron and gangue, including magnesium, after which it becomes possible to enrich ore in order to reduce the content of magnesium oxide and other non-metallic components in it.
Известен способ подготовки кусковых сидеритовых руд к доменной плавке, описанный в одноименном а.с. СССР N2 863682 по кл. С22В 1/04, з. 0.6.09.79, оп. 15.09.81.  A known method of preparing lump siderite ores for blast furnace smelting, described in the same as. USSR N2 863682 according to class C22B 1/04, c. 0.6.09.79, op. 09/15/81.
Известный способ заключается в том, что кусковую сидеритовую руду дробят в две стадии 40-0 мм, подвергают мокрому грохочению на классы 40-10, 10-0 мм, затем класс  The known method consists in the fact that lumpy siderite ore is crushed in two stages of 40-0 mm, subjected to wet screening in classes 40-10, 10-0 mm, then class
40-10 обогащают в тяжелых суспензиях, а выделенный концентрат подвергают окислительному обжигу при скорости обжига 0,18 - 0,22 т/м3-ч при 1000-1 100°С в течение 200 - 240 мин., обожженный концентрат подвергают грохочению на классы 40 - 8 мм и 8 -0 мм. Кусок 40-8 предназначен для доменной плавки, а высева класса 8-0 и сырая руда 10-0 агломерируются. 40-10 enrich in heavy suspensions, and the selected concentrate is subjected to oxidative firing at a firing speed of 0.18 - 0.22 t / m 3 -h at 1000-1 100 ° C for 200 - 240 minutes, the calcined concentrate is screened for classes 40 - 8 mm and 8 -0 mm. Slice 40-8 is intended for blast furnace smelting, and seeding of grade 8-0 and raw ore 10-0 are agglomerated.
Недостатком известного способа является низкая прочность получаемого кускового концентрата. При обжиге происходит декарбонизация сидеритов, что сопровождается разрушением кристаллической решетки, образованием большого количества пор, трещин. Из-за низкой температуры обжига твердофазное спекание зерен в куске происходит медленно и даже длительные выдержки при температурах обжига не приводят к получению куска с удовлетворительным показателем прочности на истирание, который имеет величину не менее 16%. При доменной плавке такого кускового концентрата из-за высокого показателя прочности на истирание увеличивается пылевынос, тем самым увеличиваются потери железа, ухудшается экологическая обстановка на предприятиях, использующих данное сырье.  The disadvantage of this method is the low strength of the resulting lump concentrate. During firing, siderite decarbonization occurs, which is accompanied by the destruction of the crystal lattice, the formation of a large number of pores, cracks. Due to the low firing temperature, solid-phase sintering of grains in a piece occurs slowly, and even long exposure times at firing temperatures do not lead to a piece with a satisfactory abrasion resistance, which has a value of at least 16%. During blast furnace smelting of such lumpy concentrate, due to the high abrasion resistance index, dust removal increases, thereby increasing iron loss, and the environmental situation at enterprises using this raw material is deteriorating.
Известен способ обогащения сидеритовых руд, описанный в одноименном патенте РФ N° 2283183 по кл. В03С1/00, з. 17.03.05, оп. 10.09.2006.  A known method of enrichment of siderite ores described in the same patent of the Russian Federation N ° 2283183 class. B03C1 / 00, c. 03/17/05, op. 09/10/2006.
Известный способ заключается в следующем.  A known method is as follows.
Производят дробление и грохочение сидеритовой руды до крупности 6-0 мм, проводят сухую магнитную сепарацию исходной руды, далее выполняют магнетизирующий обжиг, и затем сухую магнитную сепарацию обожженного продукта, при этом сухую магнитную сепарацию исходной руды и сухую магнитную сепарацию обожженного продукта осуществляют в неоднородном магнитном поле, в котором по направлению движения потока материала создают три зоны с изменяющейся в них по экстремальной зависимости напряженностью магнитного поля, причем при сухой магнитной сепарации исходной руды максимальную напряженность магнитного поля в первой зоне задают равной 1250-129- кА/м, а во второй и третьей зонах магнитного поля максимальную напряженность последовательно уменьшают относительно максимальной напряженности первой зоны в соответствии 1 :0,83:0,74 , при сухой магнитной сепарации обожженного продукта максимальную напряженность магнитного поля в первой зоне задают равной 80-86 кА/м, во второй и третьей зонах ее последовательно уменьшают относительно максимальной напряженности первой зоны в соответствии 1 :0,78:0,67.  The siderite ore is crushed and screened to a particle size of 6-0 mm, a dry magnetic separation of the initial ore is carried out, then a magnetic firing is performed, and then a dry magnetic separation of the calcined product is carried out, while dry magnetic separation of the initial ore and dry magnetic separation of the calcined product are carried out in a non-uniform magnetic a field in which three zones are created in the direction of flow of the material flow with magnetic field strength varying in them according to the extreme dependence, and with dry magnetic sep of the source ore, the maximum magnetic field strength in the first zone is set equal to 1250-129-kA / m, and in the second and third zones of the magnetic field the maximum intensity is successively reduced relative to the maximum intensity of the first zone in accordance with 1: 0.83: 0.74, with dry magnetic separation of the calcined product, the maximum magnetic field strength in the first zone is set equal to 80-86 kA / m, in the second and third zones it is successively reduced relative to the maximum intensity of the first zone in accordance with 1: 0.78: 0.67 .
Недостатком известного способа является его сложность и энергоемкость. Кроме того, гидроокислы железа, содержащиеся в руде, не магнетизируются при окислительном обжиге и потому при магнитной сепарации удаляются вместе с пустой породой, снижая содержание железа в руде. Известен способ подготовки сидеритов к доменной плавке, описанный в одноименном патенте РФ Ns 2041963 по кл. С22В 1/04, з. 08.04.93, оп. 20.08.95. The disadvantage of this method is its complexity and energy intensity. In addition, iron hydroxides contained in the ore are not magnetized during oxidative roasting and, therefore, are removed together with gangue during magnetic separation, reducing the iron content in the ore. There is a method of preparing siderite for blast furnace smelting, described in the same patent of the Russian Federation Ns 2041963 according to class. C22B 1/04, c. 04/08/93, op. 08/20/95.
Известный способ заключается в том, что руду дробят, подвергают грохочению, обогащению и проводят окислительный обжиг в атмосфере, содержащей не более 4% кислорода при температуре 1200-1350°С.  The known method consists in the fact that the ore is crushed, subjected to screening, dressing and conduct oxidative firing in an atmosphere containing not more than 4% oxygen at a temperature of 1200-1350 ° C.
Задачей известного способа являлось упрочнение кускового концентрата за счет жидкофазного спекания.  The objective of the known method was the strengthening of lump concentrate due to liquid phase sintering.
Недостатком известного способа является низкое качество получаемого концентрата за счет недостаточно высокой массовой доли железа и значительной массовой доли оксида магния в нем.  The disadvantage of this method is the low quality of the resulting concentrate due to the insufficiently high mass fraction of iron and a significant mass fraction of magnesium oxide in it.
Известен способ подготовки сидеритовых руд к доменной плавке, описанный в книге «Справочник по обогащению и агломерации руд черных металлов», М., «Недра», 1964 г. стр. 314 и выбранный в качестве прототипа.  There is a method of preparing siderite ores for blast furnace smelting, described in the book "Guide to the beneficiation and agglomeration of ferrous metal ores", M., "Nedra", 1964 p. 314 and selected as a prototype.
Известный способ включает дробление исходной руды до 60 мм, грохочение на классы 60-10 и 10-0 мм, окислительный обжиг крупнокусковой руды класса 60-10 мм в шахтных печах при 900-1000°С в течение 270-300 мин, грохочение обожженного продукта на классы 60-8 и 8-0 мм, магнитную сепарацию каждого класса на сепараторах слабого поля.  The known method includes crushing the source ore to 60 mm, screening into grades 60-10 and 10-0 mm, oxidizing roasting of lump ore of the class 60-10 mm in shaft furnaces at 900-1000 ° C for 270-300 min, screening the calcined product into classes 60-8 and 8-0 mm, magnetic separation of each class on weak field separators.
Далее крупнокусковой концентрат направляется в доменную плавку, а сидеритовая руда класса 10-0 мм без обогащения подвергается агломерации в смеси с бурыми железняками.  Then the lumpy concentrate is sent to blast-furnace smelting, and siderite ore of the class 10-0 mm without enrichment undergoes agglomeration in a mixture with brown iron ore.
Недостаток известного способа заключается в следующем.  The disadvantage of this method is as follows.
На обжиг в шахтных печах направляется необогащенная дробленная руда, затем при магнитной сепарации обожженной руды удаляется пустая порода, а вместе с нею и гидроокислы железа, которые не магнетизируются при окислительном обжиге. Кроме того, невозможно повысить температуру обжига вьппе 900°С вследствие вспучивания сланцев, входящих в состав пустой породы, и налипания их на стенки печи, обволакивания ими кусков сидерита, что резко ухудшает газопроницаемость шихты. При этом степень декарбонизации и магнетизации крупных классов руды (40-60 мм) недостаточна, что приводит к увеличению потерь обожженной руды с хвостами магнитного обогащения и снижению качества железорудного концентрата.  Unfinished crushed ore is sent for firing in shaft furnaces, then, during magnetic separation of the fired ore, waste rock is removed, and with it iron hydroxides, which are not magnetized during oxidative firing. In addition, it is impossible to increase the firing temperature at 900 ° C due to the expansion of the shales that make up the gangue and their sticking to the walls of the furnace, enveloping pieces of siderite, which sharply affects the gas permeability of the charge. Moreover, the degree of decarbonization and magnetization of large classes of ore (40-60 mm) is insufficient, which leads to an increase in losses of calcined ore with tailings of magnetic beneficiation and a decrease in the quality of iron ore concentrate.
Кроме того, процесс является весьма энергоемким из-за высокой температуры обжига, магнитной сепарации. Задачей заявляемой группы изобретений является повышение при подготовке руды к переработке качества концентрата при снижении энергозатрат для последующего получения при безотходной переработке из подготовленной руды высококачественного железорудного концентрата и попутных качественных продуктов. In addition, the process is very energy intensive due to the high firing temperature, magnetic separation. The task of the claimed group of inventions is to increase the quality of concentrate while preparing ore for processing while reducing energy consumption for subsequent production of high-quality iron ore concentrate and associated high-quality products from waste-free processing from prepared ore.
Поставленная задача решается тем, что:  The problem is solved in that:
- в первом варианте в способе подготовки сидеритовой железной руды к переработке, заключающемся в том, что руду дробят, подвергают грохочению, и проводят декарбонизацию сидерита, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, дробление и грохочение ведут до крупности 2,0 - 0 мм, декарбонизацию сидерита проводят, нагревая дробленную руду до температуры 600-700°С и вьщерживая ее при этой температуре в течение 60-120 минут;  - in the first embodiment, in the method of preparing siderite iron ore for processing, namely, that the ore is crushed, screened, and siderite is decarbonized, ACCORDING TO THE INVENTION, crushing and screening is carried out to a particle size of 2.0-0 mm, siderite is decarbonized by heating crushed ore to a temperature of 600-700 ° C and holding it at this temperature for 60-120 minutes;
- во втором варианте в способе подготовки сидеритовой железной руды к переработке, заключающемся в том, что руду дробят, подвергают грохочению и проводят декарбонизацию сидерита, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, дробление и грохочение исходной руды ведут до крупности 2,0 - 0 мм, декарбонизацию сидерита проводят, нагревая дробленную руду до температуры 100-160°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 60 -240 минут при давлении 1,0- 10,0 атм, и пропуская через руду окислитель.  - in the second embodiment, in the method of preparing siderite iron ore for processing, namely, that the ore is crushed, screened, and siderite is decarbonized, ACCORDING TO THE INVENTION, the initial ore is crushed and screened to a particle size of 2.0-0 mm, siderite is decarbonized, heating the crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60-240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, and passing an oxidizing agent through the ore.
При этом процесс окисления может проводиться в водной среде или в отсутствии воды, а в качестве окислителя могут использоваться кислород воздуха, технический кислород, хлор, оксиды азота, пероксид водорода и т.п.  In this case, the oxidation process can be carried out in an aqueous medium or in the absence of water, and air oxygen, industrial oxygen, chlorine, nitrogen oxides, hydrogen peroxide, etc. can be used as an oxidizing agent.
- в способе безотходной переработки сидеритовой железной руды, заключающемся в том, что исходную сидеритовую руду подготавливают к переработке, подготовленную к переработке сидеритовую руду разделяют на железорудный концентрат и на пустую породу, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, сидеритовую руду подготавливают к переработке одним из описанных выше способов, а для разделения подготовленной руды на железорудный концентрат и на пустую породу добавляют к ней воду и приготавливают пульпу, на которую воздействуют кислотой для выщелачивания оксидов магния и кальция, затем отделяют образующийся раствор от осадка, который промывают и сушат, получая из него железорудный концентрат, а из раствора осаждают добавлением известкового или доломитового молока гидроксид магния, который затем сушат и прокаливают, получая магнезитовый концентрат, после чего осуществляют регенерацию кислоты, подавая в раствор серную кислоту, выделяющийся при этом одновременно с регенерацией кислоты сульфат кальция промывают и сушат, получая товарный гипс, а регенерированную кислоту используют повторно для выщелачивания пульпы. - in the method of non-waste processing of siderite iron ore, namely, that the initial siderite ore is prepared for processing, prepared for processing siderite ore is divided into iron ore concentrate and waste rock, ACCORDING TO THE INVENTION, siderite ore is prepared for processing by one of the methods described above, and To separate the prepared ore into iron ore concentrate and waste rock, water is added to it and a pulp is prepared, which is exposed to acid to leach oxides of m magnesium and calcium, then the resulting solution is separated from the precipitate, which is washed and dried to obtain an iron ore concentrate from it, and magnesium hydroxide is precipitated from the solution by adding lime or dolomite milk, which is then dried and calcined to obtain a magnesite concentrate, after which the acid is regenerated, feeding sulfuric acid into the solution, the calcium sulfate released at the same time as the acid is regenerated is washed and dried to obtain gypsum, and the regenerated acid is reused to leach the pulp.
При этом в качестве кислоты для выщелачивания оксидов магния и кальция могут использовать азотную либо соляную кислоты.  At the same time, nitric or hydrochloric acids can be used as the acid for leaching oxides of magnesium and calcium.
В первом варианте подготовки сидеритовой руды к переработке проведение дробления и грохочения руды до крупности 2,0 мм улучшает степень декарбонизации руды, что в совокупности с проведением декарбонизации при температуре 600-700°С снижает энергозатратность способа, обеспечивая качественную декарбонизацию в течение 60-120 минут, т. е. повышение качества железорудного концентрата.  In the first version of preparing siderite ore for processing, crushing and screening the ore to a particle size of 2.0 mm improves the degree of decarbonization of the ore, which together with decarbonization at a temperature of 600-700 ° C reduces the energy consumption of the method, ensuring high-quality decarbonization for 60-120 minutes , i.e., improving the quality of iron ore concentrate.
Во втором варианте подготовки сидеритовой руды к переработке проведение дробления и грохочения руды до крупности 2,0 мм улучшает степень декарбонизации руды, что в совокупности с нагревом дробленной руды до температуры 100-160°С, выдерживанием ее при этой температуре в течение 60 -240 минут при давлении 1,0- 10,0 атм, обеспечивает качественную декарбонизацию. Пропускание через руду окислителя обеспечивает переход железа из неустойчивого двухвалентного состояния в более устойчивое трехвалентное, что также повышает качество железорудного концентрата и обеспечивает снижение энергозатрат на подготовку руды к дальнейшей переработке.  In the second variant of preparing siderite ore for processing, crushing and screening the ore to a particle size of 2.0 mm improves the degree of decarbonization of the ore, which, together with heating the crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60 -240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, provides high-quality decarbonization. Passing an oxidizing agent through the ore ensures the transition of iron from an unstable divalent state to a more stable trivalent state, which also improves the quality of iron ore concentrate and reduces energy consumption for preparing the ore for further processing.
Технический результат в обоих вариантах - повышение качества железорудного концентрата при снижении энергоемкости процесса.  The technical result in both versions is to improve the quality of iron ore concentrate while reducing the energy intensity of the process.
В способе безотходной переработки сидеритовой железной руды использование для переработки руды, подготовленной вышеуказанными способами в совокупности с приготовлением из подготовленной руды пульпы с последующим выщелачиванием из последней с помощью кислоты оксидов магния и кальция, отделением от раствора осадка железорудного концентрата, осаждением из раствора с помощью известкового или доломитового молока магнезитового концентрата и регенерации кислоты с выделением при этом гипса обеспечивает практически безотходную переработку сидеритовой руды с выделением из нее высококачественного железорудного концентрата и получение из «пустой» для доменной плавки породы полезных магнезитового концентрата и строительного гипса.  In the non-waste processing method of siderite iron ore, the use for ore processing prepared by the above methods in conjunction with the preparation of pulp from the prepared ore, followed by leaching of oxides of magnesium and calcium from the latter, separation of the iron ore concentrate from the precipitate, precipitation from the solution using lime or dolomite milk of magnesite concentrate and acid recovery with the release of gypsum provides practically waste-free processing ku siderite ore release from it a high-quality iron ore concentrate and preparation of "empty" for the blast furnace rock mineral magnesite concentrate and plaster.
Технический результат - получение из подготовленной руды высококачественного железорудного концентрата и попутных качественных продуктов. W EFFECT: obtaining high-quality iron ore concentrate and associated high-quality products from prepared ore. W
6 6
Заявляемая группа изобретений обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него:  The claimed group of inventions has novelty in comparison with the prototype, differing from it:
- в первом варианте способа подготовки сидеритовой железной руды к переработке наличием таких существенных признаков как проведение дробления и грохочения до крупности 2,0 - 0 мм, проведение декарбонизации сидерита путем нагрева дробленной руды до температуры 600-700°С и выдерживания ее при этой температуре в течение 60-120 минут, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата;  - in the first version of the method of preparing siderite iron ore for processing by the presence of such essential features as crushing and screening to a particle size of 2.0-0 mm, decarbonization of siderite by heating the crushed ore to a temperature of 600-700 ° C and keeping it at this temperature in the course of 60-120 minutes, which together ensure the achievement of a given result;
- во втором варианте способа подготовки сидеритовой железной руды к переработке наличием таких существенных признаков как проведение дробления и грохочения исходной руды до крупности 2,0 - 0 мм, проведение декарбонизации сидерита путем нагрева дробленной руды до температуры 100-160°С, выдерживания ее при этой температуре в течение 60 -240 минут при давлении 1,0- 10,0 атм, и пропускания через руду окислителя, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата. - в способе безотходной переработки сидеритовой железной руды наличием таких существенных признаков как подготовка сидеритовой руды к переработке одним из описанных выше способов, приготовление пульпы для разделения подготовленной руды на железорудный концентрат и на пустую породу, воздействие на пульпу кислотой для выщелачивания оксидов магния и кальция, отделение образующегося раствора от осадка, получение из него путем промывки и сушки железорудного концентрата, осаждение из раствора добавлением известкового или доломитового молока гидроксида магния, получение из него путем сушки и прокаливания магнезитового концентрата, осуществление регенерации кислоты подачей в нее части полученного из пульпы раствора для выделения из него гипса, получение из него промывкой и сушкой строительного гипса, повторное использование регенерированной кислоты для выщелачивания пульпы, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.  - in the second version of the method of preparing siderite iron ore for processing by the presence of such essential features as crushing and screening of the original ore to a particle size of 2.0-0 mm, decarbonization of siderite by heating the crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at that temperature for 60 -240 minutes at a pressure of 1.0 to 10.0 atmospheres, and passing an oxidizing agent through the ore, which together provide the desired result. - in the method of non-waste processing of siderite iron ore by the presence of such essential features as preparing siderite ore for processing by one of the methods described above, preparing pulp to separate the prepared ore into iron ore concentrate and waste rock, exposing the pulp to acid to leach magnesium and calcium oxides, separation the resulting solution from the precipitate, obtained from it by washing and drying iron ore concentrate, precipitation from the solution by adding lime or dolomite mo eye of magnesium hydroxide, obtaining from it by drying and calcining magnesite concentrate, the implementation of acid regeneration by supplying part of the solution obtained from the pulp to extract gypsum from it, obtaining from it washing and drying of gypsum, reuse of regenerated acid to leach the pulp, providing aggregate achievement of a given result.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными в каждом из объектов группы изобретений существенных признаков, обеспечивающих в совокупности для каждого объекта достижение заданного результата, поэтому он считает, что каждое из заявляемых изобретений соответствует критерию «изобретательский уровень».  The applicant does not know the technical solutions possessing the essential features indicated in each of the objects of the group of inventions, which together ensure the achievement of a given result for each object, therefore he believes that each of the claimed inventions meets the criterion of "inventive step".
Заявляемые изобретения могут найти широкое применение в металлургии, а потому соответствуют критерию «промышленная применимость». Изобретения иллюстрируются чертежом, где представлен функциональный алгоритм подготовки к переработке и безотходной переработки сидеритовой железной руды. The claimed invention can find wide application in metallurgy, and therefore meet the criterion of "industrial applicability". The invention is illustrated in the drawing, which presents a functional algorithm for preparing for processing and non-waste processing of siderite iron ore.
Заявляемый первый вариант способ подготовки сидеритовой железной руды к переработке заключается в следующем.  The inventive first option, the method of preparing siderite iron ore for processing is as follows.
Исходную сидеритовую железную руду дробят и подвергают грохочению. При этом дробление и грохочение ведут до крупности 2,0 - 0 мм. Затем проводят декарбонизацию сидерита, нагревая дробленную руду до температуры 600-700°С и выдерживая ее при этой температуре в течение 60-120 минут;  The original siderite iron ore is crushed and screened. Moreover, crushing and screening lead to a fineness of 2.0 - 0 mm. Then siderite is decarbonized, heating the crushed ore to a temperature of 600-700 ° C and keeping it at this temperature for 60-120 minutes;
Заявляемый второй вариант способ подготовки сидеритовой железной руды к переработке заключается в следующем.  The inventive second option, the method of preparing siderite iron ore for processing is as follows.
Исходную сидеритовую железную руду дробят и подвергают грохочению. При этом дробление и грохочение ведут до крупности 2,0 - 0 мм. Затем проводят декарбонизацию  The original siderite iron ore is crushed and screened. Moreover, crushing and screening lead to a fineness of 2.0 - 0 mm. Decarbonization is then carried out.
сидерита, нагревая дробленную руду до температуры 100-160°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 60 -240 минут при давлении 1,0- 10,0 атм, и пропуская через руду окислитель. siderite, heating the crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60-240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, and passing an oxidizing agent through the ore.
При этом процесс окисления может проводиться в водной среде или в отсутствии воды, а в качестве окислителя могут использоваться кислород воздуха, технический кислород, хлор, оксиды азота, пероксид водорода и т.п.  In this case, the oxidation process can be carried out in an aqueous medium or in the absence of water, and air oxygen, industrial oxygen, chlorine, nitrogen oxides, hydrogen peroxide, etc. can be used as an oxidizing agent.
Способ безотходной переработки сидеритовой железной руды заключается в следующем.  The method of wasteless processing of siderite iron ore is as follows.
Исходную сидеритовую руду подготавливают к переработке одним из описанных выше способов. Подготовленную к переработке сидеритовую руду разделяют на железорудный концентрат и на пустую породу. Для разделения подготовленной руды на железорудный концентрат и на пустую породу добавляют к ней воду и приготавливают пульпу. На эту пульпу воздействуют кислотой для выщелачивания оксидов магния и кальция. Образующийся раствор отделяют от осадка, который промывают и сушат, получая из него железорудный концентрат. Из раствора осаживают добавлением известкового или доломитового молока гидроксид магния, который затем сушат и прокаливают, получая магнезитовый концентрат. После этого, подавая в раствор серную кислоту, осуществляют регенерацию кислоты; выделяющийся при этом одновременно с регенерацией кислоты сульфат кальция промьшают и сушат, получая товарный гипс. Регенерированную кислоту используют повторно для выщелачивания пульпы. The original siderite ore is prepared for processing by one of the methods described above. The siderite ore prepared for processing is divided into iron ore concentrate and waste rock. To separate the prepared ore into iron ore concentrate and waste rock, water is added to it and a pulp is prepared. Acid is applied to this pulp to leach magnesium and calcium oxides. The resulting solution is separated from the precipitate, which is washed and dried, receiving from it iron ore concentrate. Magnesium hydroxide is precipitated from the solution by the addition of lime or dolomite milk, which is then dried and calcined to obtain a magnesite concentrate. After that, feeding sulfuric acid into the solution, acid regeneration is carried out; calcium sulfate released at the same time as acid regeneration rinse and dry to obtain marketable gypsum. The regenerated acid is reused to leach the pulp.
При этом в качестве кислоты могут использовать азотную либо соляную кислоты. Заявляемый способ подготовки сидеритовой железной руды к переработке по первому варианту осуществляется следующим образом.  In this case, nitric or hydrochloric acids can be used as the acid. The inventive method of preparing siderite iron ore for processing according to the first embodiment is as follows.
Дробят исходную сидеритовую руду и проводят ее грохочение до крупности 2.0 мм. Затем измельченную руду начинают нагревать. Карбонат железа FeC03 при нагревании при температуре около 450°С начинает интенсивно разлагаться по реакции:  The initial siderite ore is crushed and screened to a fineness of 2.0 mm. Then the crushed ore begins to heat. Iron carbonate FeC03, when heated at a temperature of about 450 ° C, begins to decompose intensively by the reaction:
FeC03 -» FeO + CC-2  FeC03 - »FeO + CC-2
Этому способствуют следующие факторы:  The following factors contribute to this:
1) Неустойчивость карбоната железа уже при слабом нагревании (свыше 250°С). Удаление С02 из сферы реакции смещает равновесие вправо, т.е. в благоприятном для реализации способа направлении. 1) Instability of iron carbonate already with weak heating (over 250 ° C). Removing CO2 from the reaction sphere shifts the equilibrium to the right, i.e. in a direction favorable for the implementation of the method.
2) Образующийся при разложении сидерита оксид железа (II) (вюстит) - также термодинамически неустойчив в соответствии с диаграммой состояния «железо- кислород». При температурах ниже 570°С он стремится распасться на Fe304 и Fe203 по реакциям ( т. е. происходит диспорционирование FeO): 2) Iron (II) oxide formed during decomposition of siderite (wustite) is also thermodynamically unstable in accordance with the iron – oxygen state diagram. At temperatures below 570 ° C, it tends to decompose into Fe304 and Fe203 by reactions (i.e., FeO is disproportioned):
4FeO -» Fe304 +Fe  4FeO - »Fe304 + Fe
3FeO -» Fe203 + Fe  3FeO - »Fe203 + Fe
3) Помимо распада образующийся при разложении сидерита оксид железа (И) FeO в воздушной среде интенсивно окисляется до Fe304 и Fe203 по реакциям: 3) In addition to decomposition, the iron oxide (I) FeO formed during the decomposition of siderite in the air is intensively oxidized to Fe304 and Fe203 by the reactions:
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
4FeO + 02 -> 2Fe203  4FeO + 02 -> 2Fe203
Это связано с тем, что в воздушной среде (из-за наличия в воздухе кислорода) трехвалентное состояние железа более устойчиво, чем двухвалентное.  This is due to the fact that in the air (due to the presence of oxygen in the air) the trivalent state of iron is more stable than the divalent one.
Все вышеперечисленные факты способствуют разрушению структуры сидерита с образованием новых фаз и высвобождением магнезиальных соединений, т.е. разрывов их тесных связей с соединениями железа. Поэтому описанные выше процессы создают предпосылки для последующего селективного извлечения (экстракции) соединений магния из сидеритовой руды. Разложение сидерита начинается при температуре 250°С, заметную скорость процесс приобретает при 450°С. В течение 1 часа при температуре 600-700°С достигается полное разложение сидерита на оксиды железа и С02. Во втором варианте способ подготовки сидеритовой железной руды к переработке осуществляется следующим образом. All of the above facts contribute to the destruction of siderite structure with the formation of new phases and the release of magnesian compounds, i.e. breaks in their close bonds with iron compounds. Therefore, the processes described above create the prerequisites for subsequent selective extraction (extraction) of magnesium compounds from siderite ore. The decomposition of siderite begins at a temperature of 250 ° C, the process acquires a noticeable speed at 450 ° C. Within 1 hour at a temperature of 600-700 ° C, complete decomposition of siderite into iron oxides and CO2 is achieved. In the second embodiment, the method of preparing siderite iron ore for processing is as follows.
Дробят исходную сидеритовую руду и проводят ее грохочение до крупности 2.0 мм. Затем измельченную руду начинают нагревать до температуры 100-160°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 60 -240 минут при давлении 1 ,0- 10,0 атм, и пропуская через руду окислитель.  The initial siderite ore is crushed and screened to a fineness of 2.0 mm. Then, the crushed ore begins to be heated to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60-240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, and an oxidizing agent is passed through the ore.
В этом варианте сущность способа основана на следующем.  In this embodiment, the essence of the method is based on the following.
Как указывалось выше, трехвалентное состояние для железа в окислительной среде является более устойчивым, чем двухвалентное. Создавая окислительную среду, можно добиться окисления карбоната железа с образованием гидрооксида трехвалентного железа. Этот окислительный процесс можно проводить как в водной среде, так и в отсутствии воды.  As indicated above, the trivalent state for iron in an oxidizing medium is more stable than the divalent one. By creating an oxidizing environment, it is possible to achieve oxidation of iron carbonate with the formation of ferric hydroxide. This oxidation process can be carried out both in the aquatic environment and in the absence of water.
В водной среде процесс проводят в водной пульпе (суспензии) мелкоразмолотого сидерита. Для этого через пульпу пропускают ток воздуха (кислорода), или создают повышенное давление воздуха (кислорода) в пульпе, загруженной в автоклав. В качестве окислителя можно использовать не только воздух (кислород), но и химические соединения, обладающие окислительными свойствами (оксиды азота, хлор, пероксид водорода и др.)  In an aqueous medium, the process is carried out in an aqueous pulp (suspension) of finely ground siderite. To do this, a stream of air (oxygen) is passed through the pulp, or an increased pressure of air (oxygen) is created in the pulp loaded into the autoclave. As an oxidizing agent, one can use not only air (oxygen), but also chemical compounds with oxidizing properties (nitrogen oxides, chlorine, hydrogen peroxide, etc.)
Химическую сущность процесса можно описать следующей схемой:  The chemical nature of the process can be described by the following scheme:
2FeC03 + [О] + ХН2О -» FezOi * χΗιΟ + 2СОг 2FeC03 + [О] + ХН2О - »FezOi * χΗιΟ + 2Сог
Процесс проходит в мягких условиях: температура 100-160°С, давление - 1 ,0- 10,0 атм. Температура в этом случае намного ниже температуры термического разложения сидерита (<450°С). The process takes place under mild conditions: temperature 100-160 ° C, pressure - 1, 0-10.0 atm. The temperature in this case is much lower than the thermal decomposition temperature of siderite (<450 ° C).
Процесс окисления сидерита можно производить и в отсутствии воды, но в этом случае температура начала процесса повысится до 250°С и скорость окисления сидерита будет заметно меньше, чем в присутствии воды. В обоих случаях (в водной среде и в ее отсутствии) время, необходимое для завершения процесса составит 1-4 часа.  The siderite oxidation process can be carried out even in the absence of water, but in this case, the temperature of the onset of the process will increase to 250 ° C and the siderite oxidation rate will be noticeably lower than in the presence of water. In both cases (in the aquatic environment and in its absence), the time required to complete the process will be 1-4 hours.
Способ безотходной переработки сидеритовой железной руды осуществляется следующим образом.  The method of waste-free processing of siderite iron ore is as follows.
Исходную руду подготавливают к переработке одним из описанных выше способов. Затем производят разделение подготовленной руды на железорудный концентрат и «пустую» для доменной плавки породу, выделяя в итоге в качестве готовых продуктов железорудный концентрат, магнезитовый концентрат и строительный гипс. The source ore is prepared for processing by one of the methods described above. Then, the prepared ore is separated into iron ore concentrate and “empty” for blast furnace smelting, isolating in the end as finished products iron ore concentrate, magnesite concentrate and gypsum.
Техническая сущность способа разделения основана на следующем.  The technical essence of the separation method is based on the following.
В исходном сидерите соединения железа и магния тесно связаны друг с другом. In the original siderite, the compounds of iron and magnesium are closely related to each other.
Кроме того, химические свойства карбоната магния (MgC03) и карбоната железа (FeC03) очень близки друг другу, т.к. величины ионных радиусов железа и магния тоже очень близки. In addition, the chemical properties of magnesium carbonate (MgC03) and iron carbonate (FeC03) are very close to each other, because the ionic radii of iron and magnesium are also very close.
Перед разрушением структуры сидерита вышеуказанными способами подготовки руды связь между оксидами железа и магния разрывается; кроме того, карбонат железа превращается в фазы, содержащие трехвалентное железо и поэтому обладающие совершенно другими физико-химическими свойствами.  Before the siderite structure is destroyed by the above ore preparation methods, the bond between iron and magnesium oxides is broken; in addition, iron carbonate is converted into phases containing ferric iron and therefore possessing completely different physicochemical properties.
Это свойство позволяет эффективно извлекать (экстрагировать) из продуктов разложения (деструкции) сидеритовой руды оксид магния.  This property allows efficient extraction (extraction) of magnesium oxide from decomposition products (destruction) of siderite ore.
Среди всех соединений, присутствующих в сидеритовой руде, соединения магния и кальция (оксиды и карбонаты) обладают наиболее основными свойствами. Поэтому при воздействии на продукты сидерита кислот (азотной, соляной и др.) взаимодействовать с ними будут в первую очень соединения магния и кальция с образованием водорастворимых солей (нитратов, хлоридов и др.), например:  Among all the compounds present in siderite ore, magnesium and calcium compounds (oxides and carbonates) possess the most basic properties. Therefore, when exposed to acid products of siderite (nitric, hydrochloric, etc.), the compounds of magnesium and calcium will first interact with them to form water-soluble salts (nitrates, chlorides, etc.), for example:
MgCC-з + 2HN03 -* Mg (NOs)2 + СО2 + Н2О MgCC-z + 2HN03 - * Mg (NOs) 2 + CO2 + H2O
MgO + 2HN03 -» Mg (Νθ3)2 + НгО  MgO + 2HN03 - »Mg (Νθ3) 2 + НгО
СаСОз + 2Н з -> Са ( з)2 + СО2 + Н2О  CaCO3 + 2H s -> Ca (s) 2 + CO2 + H2O
CaO + 2ΗΝ03 -* Са (Ж)з)г + Н2О  CaO + 2ΗΝ03 - * Ca (W) h) g + Н2О
Соединения трехвалентного железа при этом не взаимодействует с кислотами, поскольку Fe304 - химически прочное соединение, имеющее решетку шпинели, а Fe203 - растворяется в более кислой среде, чем соединения Mg и Са. Поэтому при правильно рассчитанной дозировке кислоты магний и кальций перейдут в раствор в виде солей, а железо в виде оксидов, содержащих трехвалентное железо, останется незатронутым кислотой. Ferric compounds in this case do not interact with acids, since Fe304 is a chemically strong compound having a spinel lattice, and Fe203 dissolves in a more acidic medium than Mg and Ca compounds. Therefore, with a correctly calculated dosage of acid, magnesium and calcium will go into solution in the form of salts, and iron in the form of oxides containing ferric iron will remain unaffected by the acid.
Предлагаемый способ предусматривает также извлечение содержащегося в руде оксида магния и превращение его в товарную продукцию с одновременной регенерацией используемой в технологическом процессе кислоты посредством серной кислоты, являющейся дешевым и доступным веществом, получаемым из руд цветных металлов попутно с основным металлургическим производством. Эта стадия предлагаемого способа осуществляется по следующей схеме: The proposed method also provides for the extraction of magnesium oxide contained in the ore and its conversion into commercial products with the simultaneous regeneration of the acid used in the process by means of sulfuric acid, which is a cheap and affordable substance obtained from non-ferrous metal ores along with the main metallurgical production. This stage of the proposed method is carried out according to the following scheme:
Путем обжига известняка, мела или доломита при температуре >1000°С получают оксид кальция. Calcium oxide is obtained by calcining limestone, chalk or dolomite at temperatures> 1000 ° C.
t>1000°C  t> 1000 ° C
СаСОз -* СаОз + СОг  CaCO3 - * CaO3 + CO2
Далее полученный продукт «гасится» с образованием гидроксида кальция:  Next, the resulting product is "quenched" with the formation of calcium hydroxide:
СаО + ШО -* Са (ОН)г Полученное известковое (доломитовое) молоко в рассчитанной пропорции вливают в раствор, содержащий ионы магния и кальция. При этом происходит следующая химическая реакция: CaO + SHO - * Ca (OH) g The obtained lime (dolomite) milk in a calculated proportion is poured into a solution containing magnesium and calcium ions. The following chemical reaction occurs:
Mg (N0s)2 + Са (ОН)21 -> Са (ЫОз)г + Mg (ОН)2 1 Mg (N0s) 2 + Ca (OH) 21 -> Ca (S03) g + Mg (OH) 2 1
Равновесие процесса смещено вправо, т.к. произведение растворимости гидроксида магния намного ниже, чем гидроксида кальция. Далее гидроксид магния отмывают от примесей водорастворимых соединений, сушат и прокаливают для получения товарного оксида магния The process equilibrium is shifted to the right, because the solubility product of magnesium hydroxide is much lower than calcium hydroxide. Next, magnesium hydroxide is washed from impurities of water-soluble compounds, dried and calcined to obtain marketable magnesium oxide
t  t
Mg (ОН)2 -* MgO + Н2О  Mg (OH) 2 - * MgO + H2O
При использовании доломита оксид магния, содержащийся в доломите, присоединяется к оксиду магния, экстрагированному из сидерита, тем самым увеличивая выход товарного продукта. When using dolomite, the magnesium oxide contained in dolomite is attached to magnesium oxide extracted from siderite, thereby increasing the yield of the product.
Пример осуществления способа.  An example implementation of the method.
Химический состав исходной руды, мас.%: The chemical composition of the original ore, wt.%:
Fe -30,3; Fe -30.3;
S1O2 - 6,2; S1O2 6.2;
СаО -3,0; CaO -3.0;
MgO - 15,2; MgO - 15.2;
п.п.п. - 33,1 - остальное. Руду в количестве 100 кг прокаливают при температуре 600° С в течение 1 часа. При этом происходит декарбонизация сидерита и окисление 2-х валентного железа до 3-х валентного состояния. p.p.p. - 33.1 - the rest. Ore in the amount of 100 kg is calcined at a temperature of 600 ° C for 1 hour. In this case, siderite is decarbonized and the 2-valence iron is oxidized to the 3-valence state.
После прокаливания 100 кг руды получаем 67 кг материала промпродукта (промежуточного продукта) следующего химического состава, масс.%.:  After calcining 100 kg of ore, we obtain 67 kg of industrial product material (intermediate product) of the following chemical composition, wt.%:
Fe - 45,2 Fe - 45.2
Si02- 9,3 Si02- 9.3
СаО - 4,5 CaO - 4.5
MgO - 15,2. MgO - 15.2.
Далее прокаленный материал смешивают с водным раствором азотной кислоты. Количество кислоты в растворе рассчитывают таким образом, чтобы степень извлечения оксида магния из концентрата составила 80%. При расчете количества кислоты необходимо учитывать растворение в ней и оксида кальция, который обладает более сильно выраженными свойствами, чем оксид магния, и поэтому будет растворяться в первую очередь. Степень его извлечения в расчетах принимаем равной 100%.  Next, the calcined material is mixed with an aqueous solution of nitric acid. The amount of acid in the solution is calculated so that the degree of extraction of magnesium oxide from the concentrate is 80%. When calculating the amount of acid, it is necessary to take into account the dissolution in it of calcium oxide, which has more pronounced properties than magnesium oxide, and therefore will dissolve in the first place. The degree of its extraction in the calculations is taken equal to 100%.
Оксид магния, находящийся в составе промпродукта в виде карбоната, будет взаимодействовать с азотной кислотой в соответствии со следующим уравнением химической реакции:  Magnesium oxide, which is part of the intermediate product in the form of carbonate, will interact with nitric acid in accordance with the following equation of the chemical reaction:
MgC03 + 2HN03 Mg(N03)2 +Н2О + СО2† (1) MgC03 + 2HN03 Mg (N03) 2 + Н2О + СО2 † (1)
Аналогичным образом будет растворяться и оксид кальция, также находящийся в составе промпродукта в виде карбоната: Calcium oxide, which is also in the composition of the intermediate product in the form of carbonate, will dissolve in the same way:
СаСОз + 2HN03 -» Ca(N03)2 + Н2О + СО2† (2) CaCO3 + 2HN03 - »Ca (N03) 2 + H2O + CO2 † (2)
Производим расчет необходимого для растворения оксидов кальция и магния количества азотной кислоты. We calculate the amount of nitric acid necessary for the dissolution of calcium and magnesium oxides.
Сначала рассчитываем количество оксидов кальция и магния, извлекаемых из промпродукта.  First, we calculate the amount of calcium and magnesium oxides extracted from the intermediate product.
m (СаО) = 67 кг х [4,5%/100%] = 3, 0кг m (MgO) = 67кг х [15,2%/100% х 80%/100%] = 8,1 кг. Далее пересчитываем оксиды кальция и магния на карбонаты: m (СаСОз) = m (СаО) х [М(СаСОз)/М (СаО)] = 3,0 х 100,1/56,1 = 5,4 кг m (MgC03) = m (MgO) x [M(MgC03) /M(MgO)] = 8,1 x 84,3/40,3 = 16,9 кг, где m - масса вещества, указанного в скобках. m (CaO) = 67 kg x [4.5% / 100%] = 3.0 kg m (MgO) = 67 kg x [15.2% / 100% x 80% / 100%] = 8.1 kg. Next, we recalculate the oxides of calcium and magnesium on carbonates: m (CaCO3) = m (CaO) x [M (CaCO3) / M (CaO)] = 3.0 x 100.1 / 56.1 = 5.4 kg m (MgC03 ) = m (MgO) x [M (MgC03) / M (MgO)] = 8.1 x 84.3 / 40.3 = 16.9 kg, where m is the mass of the substance indicated in brackets.
И уже после этого в соответствии с уравнениями реакций (1) и (2) рассчитываем количество азотной кислот, необходимое для обработки промпродукта:  And after that, in accordance with reaction equations (1) and (2), we calculate the amount of nitric acid necessary for processing the intermediate product:
(1) => mi (НЫОз) = m (MgCC-з) х [2M(HN03)/M(MgC03)]= 16,9 х 2 х 63/100,1= 25,3 кг (1) => mi (HNO3) = m (MgCC-h) x [2M (HN03) / M (MgC03)] = 16.9 x 2 x 63 / 100.1 = 25.3 kg
(2) => m2 (HN03) = m (СаСОз) х [2М( Оз) / М(СаСОз)] = 5,4 х 2 х 63/100,1 = 6,80 кг, где: m - масса вещества, указанного в скобках. (2) => m2 (HN03) = m (CaCO3) x [2M (Oz) / M (CaCO3)] = 5.4 x 2 x 63 / 100.1 = 6.80 kg, where: m is the mass of the substance indicated in parentheses.
М - молярная масса вещества, указанного в скобках.  M is the molar mass of the substance indicated in parentheses.
Молярные массы веществ берутся на сайте www.xumuk.ru или в химических справочниках. The molar masses of substances are taken on the website www.xumuk.ru or in chemical directories.
Общее количество азотной кислоты будет равно: m(HN03) =mi (HN03) + г (НЫОз) = 25,3 кг + 6,80 кг = 32,1 кг Общая масса раствора азотной кислоты 20%-ной концентрации будет равна:  The total amount of nitric acid will be equal to: m (HN03) = mi (HN03) + g (HNO3) = 25.3 kg + 6.80 kg = 32.1 kg The total mass of a solution of nitric acid of 20% concentration will be equal to:
25, 3 кг х 100%/20% = 126,5 кг 25, 3 kg x 100% / 20% = 126.5 kg
В соответствии с вышеприведенными расчетами готовят 126,5 ~ 127 кг 20%-ного водного раствора азотной кислоты. In accordance with the above calculations, 126.5 ~ 127 kg of a 20% aqueous nitric acid solution is prepared.
Раствор кислоты заливают в автоклав с пропеллерной мешалкой; при перемешивании раствора в него небольшими порциями всыпают прокаленный сидерит.  The acid solution is poured into an autoclave with a propeller stirrer; while mixing the solution, calcined siderite is poured into it in small portions.
Химические реакции (1) и (2) начинаются уже при комнатной температуре.  Chemical reactions (1) and (2) begin already at room temperature.
Включают обогрев автоклава и в течение 30-60 минут нагревают его до температуры 100°С при атмосферном давлении. Затем автоклав герметизируют и нагревают его в течение 30-60 минут до температуры 120-160°С. После достижения необходимой температуры производят изотермическую выдержку содержимого автоклава в течение 30 минут. The autoclave is turned on and heated to a temperature of 100 ° C at atmospheric pressure for 30-60 minutes. Then the autoclave is sealed and heated for 30-60 minutes to a temperature of 120-160 ° C. After reaching the required temperature, the contents of the autoclave are isothermally aged for 30 minutes.
По окончании процесса автоклаву дают остыть до температуры 100-90°С, выливают из него пульпу, которую разделяют на твердую фазу (готовый железорудный концентрат) и раствор, содержащий нитраты кальция и магния, методом фильтрации с отмывкой осадка от солей.  At the end of the process, the autoclave is allowed to cool to a temperature of 100-90 ° C, the pulp is poured out of it, which is separated into a solid phase (finished iron ore concentrate) and a solution containing calcium and magnesium nitrates by filtration with washing of the precipitate from salts.
Для разделения соединений кальция и магния, а также регенерации азотной кислоты используют минерал доломит Са Mg (СОз)2 Саткинского месторождения.  For the separation of calcium and magnesium compounds, as well as the regeneration of nitric acid, the dolomite mineral Ca Mg (CO 3) 2 of the Satka deposit is used.
Первоначально доломит обжигают для его декарбонизации при температуре 1 100- 1200°С в течение 2-х часов:  Initially, dolomite is fired for its decarbonization at a temperature of 1,100-1,200 ° C for 2 hours:
Са Mg (СОз) CaO +MgO +2С02 Т Далее обожженный доломит гасят водой для получения доломитового молока. При этом оксид кальция гидратируется с образованием Са(ОН)2, MgO - не гидратируется. Доломитовое молоко готовят таким образом, чтобы отношение жидкого продукта к твердому (Ж: Т) было равно 2,0...2,5 : 1. Ca Mg (CO 3) CaO + MgO + 2CO 2 T Next, the calcined dolomite is quenched with water to produce dolomite milk. In this case, calcium oxide is hydrated with the formation of Ca (OH) 2, MgO - is not hydrated. Dolomite milk is prepared in such a way that the ratio of liquid to solid (W: T) is 2.0 ... 2.5: 1.
Приготовленное доломитовое молоко смешивают с раствором нитратов кальция и магния. При этом происходит химическая реакция:  Cooked dolomite milk is mixed with a solution of calcium and magnesium nitrates. In this case, a chemical reaction occurs:
Mg(N03)2 + Ca(OH) 2j -> Mg(OH)2j + Са(ЫОз)2 (3) Mg (N03) 2 + Ca (OH) 2j -> Mg (OH) 2j + Ca (Na2) 2 (3)
Данная реакция идет слева направо практически до конца, т.к. произведение растворимости Mg(OH)2 намного меньше, чем произведение растворимости Са(ОН) 2. This reaction goes from left to right almost to the end, because the solubility product of Mg (OH) 2 is much smaller than the solubility product of Ca (OH) 2.
Процесс осаждения гидроксида магния из раствора солей доломитовым молоком проводят при температуре 20-40°С в течение 1-2-х часов при непрерывном перемешивании реакционной среды. В результате протекания химической реакции (3) ионы магния из раствора уходят в осадок в виде Mg(OH)2 , а кальций, содержащийся в доломитовом молоке, уходит в раствор, замещая в нем магний. Поэтому по завершении процесса практически весь кальций (в виде нитрата) оказывается в растворе, а магний (в виде гидрооксида и оксида) - в осадке.  The process of precipitation of magnesium hydroxide from a solution of salts with dolomite milk is carried out at a temperature of 20-40 ° C for 1-2 hours with continuous stirring of the reaction medium. As a result of chemical reaction (3), magnesium ions from the solution precipitate in the form of Mg (OH) 2, and the calcium contained in dolomite milk goes into solution, replacing magnesium in it. Therefore, at the end of the process, almost all calcium (in the form of nitrate) is in solution, and magnesium (in the form of hydroxide and oxide) is in the precipitate.
Осадок отделяют от раствора с дополнительной его отмывкой от растворимых солей, сушат и прокаливают, в результате чего получают товарный магнезит. W The precipitate is separated from the solution with its additional washing from soluble salts, dried and calcined, resulting in a commodity magnesite. W
15 fifteen
Раствор, содержащий Са КОз)2, обрабатывают серной кислотой для регенерации азотной кислоты. Процесс происходит в соответствии с уравнением следующей химической реакции: Са (ЫОз)2 + H2SO4 -» CaSO | + 2HNC-3  A solution containing Ca KOC) 2 is treated with sulfuric acid to regenerate nitric acid. The process proceeds in accordance with the equation of the following chemical reaction: Ca (NaO3) 2 + H2SO4 - »CaSO | + 2HNC-3
Сульфат кальция как малорастворимое соединение выпадает в осадок. Осадок отделяют от раствора посредством фильтрации с дополнительной промывкой. После сушки осадок представляет собой товарный гипс, который также является ценным товарным продуктом для производства строительных материалов и изделий. Calcium sulfate as a poorly soluble compound precipitates. The precipitate is separated from the solution by filtration with additional washing. After drying, the precipitate is a commercial gypsum, which is also a valuable commercial product for the production of building materials and products.
Раствор, содержащий азотную кислоту, возвращается в процесс на обработку новой порции обожженного сидерита.  The solution containing nitric acid is returned to the process for processing a new portion of burnt siderite.
Расчеты реагентов, участвующих в техническом процессе, основываются на следующем.  The calculations of the reagents involved in the technical process are based on the following.
В соответствии с законом эквивалентов все вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах.  In accordance with the law of equivalents, all substances interact with each other in equivalent amounts.
Поэтому количество СаО в доломите, израсходованном на осаждение Mg(OH)2 из раствора нитратов кальция и магния, будет эквивалентно количеству MgO, извлеченному из обожженного сидерита кислотой. Поскольку валентности кальция и магния одинаковы, эти количества будут также и эквимолярны.  Therefore, the amount of CaO in dolomite spent on the deposition of Mg (OH) 2 from a solution of calcium and magnesium nitrates will be equivalent to the amount of MgO extracted from the calcined siderite with acid. Since the valencies of calcium and magnesium are the same, these amounts will also be equimolar.
Отсюда количество СаО в доломите должно быть равно: ш (СаО) доломи = m (MgO) х [m(CaO)/m (MgO)] = 8,1 кг х 56,1/40,3 = 11 ,3 кг, Доломит Саткинского месторождения имеет следующий химический состав, масс.%: MgO - 21,5 ;  Hence, the amount of CaO in dolomite should be equal to: w (CaO) dolomi = m (MgO) x [m (CaO) / m (MgO)] = 8.1 kg x 56.1 / 40.3 = 11.3 kg, Dolomite of the Satka deposit has the following chemical composition, wt.%: MgO - 21.5;
СаО -29,6;  CaO -29.6;
S1O2 - 1 ,6;  S1O2 - 1, 6;
Остальное - С02 и неопределяемые химическим анализом примеси.  The rest is CO2 and impurities undetermined by chemical analysis.
. Для приготовления доломитового молока необходимо использовать следующее количество доломита:  . To prepare dolomite milk, you must use the following amount of dolomite:
m доломита = [ш (СаО Доломит)/29,6%] х 100% = 1 1,3 кг х 100%/29,6% = 38,2 кг. m dolomite = [w (CaO D olomite) / 29.6%] x 100% = 1.3 kg x 100% / 29.6% = 38.2 kg.
В этом количестве доломита будет содержаться MgO :  This amount of dolomite will contain MgO:
m (MgO/доломит) =38,2 кг х [21,5%/100%] = 8,2 кг. При осаждении Mg(OH)2 из раствора этот оксид магния присоединится к нему. В результате мы получим количество осадка в пересчете на MgO, равное: m(MgOz) = 8,1 кг+8,2 кг= 16,3 кг. m (MgO / dolomite) = 38.2 kg x [21.5% / 100%] = 8.2 kg. When Mg (OH) 2 is precipitated from a solution, this magnesium oxide will attach to it. As a result, we get the amount of sediment in terms of MgO equal to: m (MgOz) = 8.1 kg + 8.2 kg = 16.3 kg.
В растворе мы будем иметь количество ионов кальция в пересчете на СаО, равное: m (CaOi) =1 1,3 кг +3,0 кг =14, 3 кг In solution, we will have the amount of calcium ions in terms of CaO equal to: m (CaOi) = 1 1.3 kg +3.0 kg = 14.3 kg
При регенерации азотной кислоты количество серной кислоты будет эквимолярно количеству кальция в растворе в пересчете на СаО. Поэтому количество серной кислоты в пересчете на 100%-ную серную кислоту H2SO4 для регенерации азотной кислоты, будет равно: m ( H2SO4) = m (СаО) х [m (H2S04)/m(CaO)] = 14, 3 кг х 98/56,1 = 25, 0 кг. During the regeneration of nitric acid, the amount of sulfuric acid will be equimolar to the amount of calcium in solution in terms of CaO. Therefore, the amount of sulfuric acid in terms of 100% sulfuric acid H2SO4 for the regeneration of nitric acid will be: m (H2SO4) = m (CaO) x [m (H2S04) / m (CaO)] = 14.3 kg x 98 / 56.1 = 25, 0 kg.
В процессе регенерации азотной кислоты также получим сульфат кальция (гипс) в количестве: m (CaS04) = m (H2SO4) х [m(CaS04) /ш (H2SO4)] = 25, 0 кг х 136,2/38 = 34,7 кг. In the process of nitric acid regeneration, we also get calcium sulfate (gypsum) in an amount: m (CaS04) = m (H2SO4) x [m (CaS04) / w (H2SO4)] = 25, 0 kg x 136.2 / 38 = 34, 7 kg
В сравнении с прототипом заявляемые изобретения позволяют при подготовке сидеритовой железной руды к переработке в обоих вариантах получить более качественный железорудный концентрат при более низких энергозатратах, а при дальнейшей переработке обеспечивают безотходную технологию получения высококачественного основного (железорудного) и качественных побочных (магнезитового концентрата и строительного гипса) продуктов. Compared with the prototype, the claimed inventions make it possible to obtain higher-quality iron ore concentrate at lower energy costs in preparing both siderite iron ore for processing, and further processing provides a waste-free technology for producing high-quality basic (iron ore) and high-quality secondary (magnesite concentrate and building gypsum) products.

Claims

O 2012/150873 17 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ O 2012/150873 17 FORMULAS OF THE INVENTION
1. Способ подготовки сидеритовой железной руды к переработке, заключающийся в том, что исходную руду дробят, подвергают грохочению, и проводят декарбонизацию сидерита, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что дробление и грохочение исходной руды ведут до крупности 2,0 - 0 мм, декарбонизацию сидерита проводят, нагревая дробленную руду до температуры 600-700°С и выдерживая ее при этой температуре в течение 60- 120 минут. 1. A method of preparing siderite iron ore for processing, namely, that the initial ore is crushed, subjected to screening, and siderite is decarbonized, characterized in that the initial ore is crushed and screened to a particle size of 2.0 - 0 mm, siderite is decarbonized, heating the crushed ore to a temperature of 600-700 ° C and keeping it at this temperature for 60-120 minutes.
2. Способ подготовки сидеритовой железной руды к переработке, заключающийся в том, что исходную руду дробят, подвергают грохочению и проводят декарбонизацию сидерита, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что дробление и грохочение исходной руды ведут до крупности 2,0 - 0 мм, декарбонизацию сидерита проводят, нагревая дробленную руду до температуры 100-160°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 60 -240 минут при давлении 1,0- 10,0 атм, и пропуская через руду окислитель.  2. A method of preparing siderite iron ore for processing, namely, that the initial ore is crushed, screened, and siderite is decarbonized, characterized in that the initial ore is crushed and screened to a particle size of 2.0-0 mm, siderite is decarbonized by heating crushed ore to a temperature of 100-160 ° C, keeping it at this temperature for 60-240 minutes at a pressure of 1.0-10.0 atm, and passing an oxidizing agent through the ore.
3. Способ по п.2., ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что процесс окисления проводят в водной среде.  3. The method according to claim 2., Characterized in that the oxidation process is carried out in an aqueous medium.
4. Способ по п.2., ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что процесс окисления проводят без воды. 4. The method according to claim 2., Characterized in that the oxidation process is carried out without water.
5. Способ по п.2., ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что в качестве окислителя используют кислород. 5. The method according to claim 2, characterized in that oxygen is used as an oxidizing agent.
6. Способ по п.2., ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что в качестве окислителя используют хлор, оксиды азота, пероксид водорода и т.п. 6. The method according to claim 2, characterized in that chlorine, nitrogen oxides, hydrogen peroxide, and the like are used as an oxidizing agent.
7. Способ безотходной переработки сидеритовой железной руды, заключающийся в том, что исходную сидеритовую руду подготавливают к переработке, подготовленную к переработке сидеритовую руду разделяют на железорудный концентрат и на пустую породу, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, сидеритовую руду подготавливают к переработке одним из описанных выше способов, а для разделения подготовленной руды на железорудный концентрат и на пустую породу добавляют к ней воду и приготавливают пульпу, на которую воздействуют кислотой для выщелачивания оксидов магния и кальция, затем отделяют образующийся раствор от осадка, который промывают и сушат, получая из него железорудный концентрат, а из раствора осаживают добавлением известкового или доломитового молока гидроксид магния, который затем сушат и прокаливают, получая магнезитовый концентрат, после чего осуществляют регенерацию кислоты, подавая в раствор серную кислоту, выделяющийся при этом одновременно с регенерацией кислоты сульфат кальция промьгоают и сушат, получая товарный гипс, а регенерированную кислоту используют повторно для выщелачивания пульпы . 7. A non-waste processing method for siderite iron ore, namely, that the initial siderite ore is prepared for processing, prepared for processing siderite ore is separated into iron ore concentrate and waste rock, ACCORDING TO THE INVENTION, siderite ore is prepared for processing using one of the methods described above, and to separate the prepared ore into iron ore concentrate and waste rock, water is added to it and a pulp is prepared, which is exposed to acid to leach oxides of magne and calcium, then the resulting solution is separated from the precipitate, which is washed and dried to obtain an iron ore concentrate from it, and magnesium hydroxide is precipitated from the solution by adding lime or dolomite milk, which is then dried and calcined to obtain a magnesite concentrate, after which the acid is regenerated, feeding sulfuric acid into the solution, the calcium sulfate emitted at the same time as acid regeneration is washed and dried, obtaining marketable gypsum, and the regenerated acid is reused to leach the pulp.
8. Способ по п.7., ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что на пульпу воздействуют азотной кислотой.  8. The method according to claim 7., Characterized in that the pulp is exposed to nitric acid.
1 1. Способ по п.7., ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что на пульпу воздействуют соляной кислотой.  1 1. The method according to claim 7., Characterized in that the pulp is exposed to hydrochloric acid.
PCT/RU2011/000308 2011-05-05 2011-05-05 Method for pollution-free processing of sideritic iron ore WO2012150873A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000308 WO2012150873A1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method for pollution-free processing of sideritic iron ore
RU2012131031/02A RU2562016C1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method of preparation to processing of sideritic iron ore (versions) and method of its following waste-free processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2011/000308 WO2012150873A1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method for pollution-free processing of sideritic iron ore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012150873A1 true WO2012150873A1 (en) 2012-11-08

Family

ID=47107942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000308 WO2012150873A1 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method for pollution-free processing of sideritic iron ore

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2562016C1 (en)
WO (1) WO2012150873A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112934432A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 东北大学 Graded comprehensive utilization method of siderite
CN117797764A (en) * 2024-02-28 2024-04-02 广东顺控自华科技有限公司 Calcium-based siderite and preparation method and application thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1467909A (en) * 1975-09-03 1977-03-23 Clarke Chapman Ltd Methods and apparatus for treating siderite ore
RU2041963C1 (en) * 1993-04-08 1995-08-20 Институт металлургии Уральского отделения РАН Method for preparation of siderites for blast-furnace smelting
RU2123885C1 (en) * 1996-03-20 1998-12-27 Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН Method of concentrating sulfide siderite-containing ores
CN101104881A (en) * 2007-07-13 2008-01-16 重庆钢铁(集团)有限责任公司 Iron ore roasting technique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1467909A (en) * 1975-09-03 1977-03-23 Clarke Chapman Ltd Methods and apparatus for treating siderite ore
RU2041963C1 (en) * 1993-04-08 1995-08-20 Институт металлургии Уральского отделения РАН Method for preparation of siderites for blast-furnace smelting
RU2123885C1 (en) * 1996-03-20 1998-12-27 Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН Method of concentrating sulfide siderite-containing ores
CN101104881A (en) * 2007-07-13 2008-01-16 重庆钢铁(集团)有限责任公司 Iron ore roasting technique

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. S. CHERNYAK., KHIMICHESKOE OBOGASCHENIE RUD., 1965, MOSCOW, pages 111 - 112 *
I.A. TROITSKIY ET AL.: "Alfa-Metall. Metallurgiya alyuminiya.", SPRAVOCHNIKI. GLAVA IV PODGOTOVKA SYRYA, 19 January 2012 (2012-01-19), Retrieved from the Internet <URL:http://alfametal.ru/printwin.php?id=gl4> *
LEONTEV L.I. ET AL.: "Syrevaya i tplivnaya baza chernoy metallurgii.", UCHEBNOE POSOBIE DLYA VUZOV., 2007, MOSCOW, pages 47 - 48, 190- 191, 209, 221 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112934432A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 东北大学 Graded comprehensive utilization method of siderite
CN117797764A (en) * 2024-02-28 2024-04-02 广东顺控自华科技有限公司 Calcium-based siderite and preparation method and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2562016C1 (en) 2015-09-10
RU2012131031A (en) 2015-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agrawal et al. Evaluation of red mud as a polymetallic source–A review
Peelman et al. Leaching of rare earth elements: review of past and present technologies
You et al. Extraction of manganese from iron rich MnO2 ores via selective sulfation roasting with SO2 followed by water leaching
WO2018135439A1 (en) Method for eluting calcium from steelmaking slag, and method for collecting calcium from steelmaking slag
CN101538648B (en) Method for activating ammonia leaching for high calcium-magnesium zinc oxide ore
KR20080016607A (en) A process for the treatment of electric and other furnace dusts and residues containing zinc oxides and zinc ferrites
US20190382870A1 (en) Hydrometallurgical process for nickel oxide ore
AU2013378469A1 (en) Hydrometallurgical Process for Nickel Oxide Ore
WO2018218294A1 (en) Process for producing magnesium oxide from alkaline fly ash or slag
EP3161173B1 (en) System and process for selective rare earth extraction with sulfur recovery
CN110331283A (en) The processing method of lateritic nickel ore acid leaching residue
WO2018161651A1 (en) Beneficiation method for mixed copper ore with low oxidation rate and high binding rate
FI65814C (en) FOERFARANDE FOER EXTRAHERING AV VAERDEFULLA VANADINELEMENT UR VANADININNEHAOLLANDE JAERNMALMER
RU2412259C1 (en) Procedure for refinement of iron ore from arsenic and phosphorus
RU2562016C1 (en) Method of preparation to processing of sideritic iron ore (versions) and method of its following waste-free processing
CN109207720B (en) Leaching method for extracting vanadium from stone coal
US2417101A (en) Titaniferous magnetite treatment
WO2019155430A1 (en) Process for recovering vanadium in the form of iron vanadate from a gasifier slag
AU2008316326B2 (en) Production of nickel
RU2184158C1 (en) Method for cleaning of iron ore concentrate from phosphor contaminants
US1348068A (en) Process for the treatment of manganese ores
JP5533251B2 (en) Treatment method of copper removal slag
CN109502612A (en) A kind of heavy nickel mother liquor production method of magnesium oxide with lateritic nickel ore production nickel ore concentrate
WO2023223399A1 (en) Alkaline earth metal extraction method, co2 fixation method, and method for fixing co2 to recover valuable metal
RU2607873C1 (en) Method of processing of ferromanganese concretions

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11864872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012131031

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11864872

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1