Подготовка высокомагнезиальных сидеритов Бакальского рудного поля к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии

Abstract

Руды Бакальского рудного поля относятся к труднообогатимым, ввиду того что соединения железа и магния как в составе основного минерала до обжига – сидероплезита, так и в продукте его обжига по существующему способу подготовки образуют общую кристаллическую решётку. Несмотря на то, что было предложено и опробовано в полупромышленных масштабах множество схем подготовки бакальских сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии, ни одна из них не была реализована в промышленных масштабах. В работе показано, что термообработка высокомагнезиальных сидеритов в так называемых условиях «мягкого» обжига делает возможным селективное извлечение оксида магния раствором углекислого газа в воде. Установлено, что эффективная энергия активации процесса выщелачивания составляет примерно 45 кДж/моль, что соответствует протеканию процесса в кинетической области. Предложена схема подготовки высокомагнезиальных сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии, реализация которой позволяет получать железорудный концентрат магнезиальный, содержащий более 58 % общего железа при содержании оксида магния 5–8 %. Сопутствующим продуктом при реализации данной схемы является высокоактивная магнезия, доля оксида магния в составе которой составляет не менее 98 %. Увеличение общего железа не менее чем на 8 % при снижении содержания оксида магния более чем в 2 раза по сравнению с его уровнем в концентрате, получаемом по применяемому ныне способу, позволяет существенно расширить масштабы его применения. Реализация разработанной схемы подготовки высокомагнезиальных сидеритов к металлургическому производству методами пиро- и гидрометаллургии предусматривает комплексное извлечение попутных элементов, что обеспечивает ее экономическую обоснованность. Ores of the Bakal ore field are hard to concentrate, due to the fact that compounds of iron and magnesium, both the ones comprised in the main mineral before roasting – a sideroplesite, – and in a roasted product obtained by the existing method of preparation, form common crystal lattice. Despite the fact that it was proposed and tested on semi-industrial scale a number of schemes of the Bakal siderite's preparation to metallurgical production by methods of pyro- and hydrometallurgy, none of them has been implemented on an industrial scale. It is shown in the paper that heat treatment of high-magnesium siderites in the so-called conditions of “soft” roasting, enables selective extraction of magnesium oxide with a solution of carbon dioxide in water. It is established that the effective activation energy of the leaching process is, about, 45 kJ/mol, which corresponds to the process proceeding in the kinetic regime. The scheme of preparation of high-magnesium siderite to metallurgical production by methods of pyroand hydrometallurgy, which allows to obtain magnesian iron ore concentrate containing more than 58 % of total iron whereas the content of magnesium oxide is of 5–8 %, is proposed. The accompanying product of this scheme implementation is highly active magnesia, containing no less than 98 % of magnesium oxide. The increase in total iron of no less than 8 % simultaneously with the decrease in the content of magnesium oxide of more than twice, compared to its level in the concentrate obtained by the existing method allows to significantly expand the scope of its application. Implementation of the developed scheme of preparation of high-magnesium siderite to metallurgical production by methods of pyro- and hydrometallurgy provides complex extraction of associated elements that makes the scheme economically valid.