Марганцеворудная промышленность

Технологические схемы обогащения марганцевых руд

Технологические схемы обогащения марганцевых руд приднепровских месторождений

Схемы сквозного обогащения руд марганца различных месторождений во многом определяются требованиями, предъявляемыми предприятиями черной металлургии к химическому и гранулометрическому составам концентратов. Важными показателями металлургической ценности концентратов являются также составы рудных и нерудных минералов и особенно содержание вредной примеси — фосфора. В общем требования ферросплавных заводов и доменных цехов металлургических комбинатов и заводов к марганцевым концентратам сводятся к возможно более высокому содержанию марганца, по возможности меньшему количеству пустой породы и прежде всего SiO2, меньшему удельному содержанию (P/Mn) и необходимому гранулометрическому составу. Во избежание смерзания концентратов в зимнее время и уменьшения транспортных расходов необходимо марганцевые концентраты поставлять потребителям небольшой влажности.

Регламентация этих показаний качества марганцевых концентратов обоснована, поскольку известно, что расходы средств и ресурсов на обогащение руд черных и цветных металлов многократно восполняются уменьшением производственных затрат на стадии металлургического передела полученных обогащением концентратов. Так, статистической обработкой данных промышленной выплавки ферромарганца в электропечах установлено, что повышение содержания марганца в концентрате на 1 % (в интервале 40—45 %) повышает извлечение марганца на 1,9 %, снижает удельный расход электроэнергии на 2,5 %, повышает производительность печей на 2,4 %. Такой характер связи установлен нами и при многофакторной обработке данных выплавки силикомарганца.

Наряду с улучшением технико-экономических показателей выплавки марганцевых ферросплавов, использование концентратов более высокого качества уменьшает количество отвальных шлаков, что уменьшает отчуждение земель под шлакоотвалы. Но стремление производить концентраты только высших сортов сопровождается большими потерями марганца на стадии обогащения руды и повышением себестоимости концентратов. В связи с этим в 60—70-е годы, т. е. в период ускоренного наращивания производства сырой руды и товарных концентратов, были проведены широкомасштабные исследовательские эксперименты и расчетные работы по установлению экономически обоснованных (в аспектах народнохозяйственной эффективности) кондиций на марганцевые концентраты с учетом качества добываемых из недр руд и требуемого качества марганцевых ферросплавов. Показано, что для каждого типа марганцевых руд и получаемых из них концентратов имеется предельно допустимое содержание компонентов, что обусловливает затраты по переделам как на стадии обогащения, так и металлургического передела концентратов.

Добываемую на Никопольском месторождении марганцевую руду подвергают обогащению на обогатительных фабриках МГОК (Грушевской и Центральной) и ОГОК (Богдановской, Чкаловской и Александровской). В 1987 г. начата промышленная добыча оксидной марганцевой руды на северном участке Большетокмакского месторождения (Таврический ГОК). Подземной добычей на шахте ТГОК было добыто марганцевой руды в 1987 г. 54,4 тыс. т со средним содержанием 19,83 % Mn.

Добытая оксидная руда ТГОК поступает на обогащение на Александровскую обогатительную фабрику. Несмотря на осадочный характер рудонакопления марганца в Никопольском и Большетокмакском месторождениях, содержания марганца, фосфора и кремния (SiO2) в сырой руде существенно отличаются, причем даже на отдельных участках как лево-, так и правобережного месторождений.

Среднегодовые химические составы сырой марганцевой руды Никопольского и Большетокмакского месторождений

Поскольку руду в Никопольском марганцеворудном бассейне добывают шахтным и карьерным способами, поступающая на обогащение руда имеет различное качество, что следует из данных среднегодовых химических аналогов сырой руды (табл. 6.8). Так, на 1987 г. на обогащение поступала сырая руда с содержанием от 16,9 % Mn (Александровский карьер) до 27,8 % Mn (шахта 4/7) и от 32,8 % Si02 (ТГОК) до 51,9 % SiO2 (МГОК, шахта 3/5). По причине попадания карбонатных минеральных разностей содержание CaO в сырой руде изменялось от 0,84 % (МГОК, шахта 2) до 7,77 % (ТГОК). Отмечено также и изменяющееся абсолютное содержание фосфора в сырой руде от 0,112 (МГОК, шахта 1) до 0,204 % P (ТГОК, шахта). В никопольской марганцевой руде, как правило, содержание серы меньше (от 0,019 до 0,176 %), чем в Чиатурской руде. В сырой руде, поступившей на обогащение в 1987 г., изменялось и количество потерь при прокаливании от 7,54 (МГОК, шахта 2) до 21,8 % (ТГОК). Как отмечалось выше, абсолютное содержание фосфора не всегда характеризует качество концентрата. Более полной характеристикой является удельное содержание, т. е. отношение P/Mn. Данные о содержании марганца в руде, поступавшей на обогащение в 1987 г., расположены в возрастающем порядке, приведены соответствующие конкретному содержанию марганца концентрация фосфора и рассчитанное удельное содержание фосфора:

таблица

По данным работ, при обогащении сырой руды в процессе промывки некоторая часть фосфора (главным образом, кристаллохимически не связана с марганцевыми минералами) может удаляться в шламы, вследствие чего удельное содержание фосфора в марганцевом концентрате становится несколько ниже. Однако степень удаления фосфорсодержащих веществ зависит от минерального состава руды, природы фосфора, режима промывки и т. д. Основное количество фосфора переходит в мытую руду, количество MnO пропорционально содержанию марганца распределяется по сортам концентрата, чем выше содержание марганца в концентрате, тем больше и концентрация в нем фосфора. Таким образом, с повышением содержания марганца в концентрате растет извлечение его в ферромарганец или силикомарганец при относительно высоком и постоянном переходе фосфора в эти сплавы; концентрация фосфора в товарных марганцевых ферросплавах оказывается несколько ниже. Данные рис. 6.1, а иллюстрируют связь изменения содержания фосфора в концентратах с повышением в них концентрации марганца, а также допустимое удельное содержание фосфора (P/Mn) в концентрате для получения сплава ферромарганца (рис. 6.1, а) и силикомарганца (рис. 6.1, б) с заданным содержанием фосфора. Технологические схемы обогащения сырой марганцевой руды на фабриках Никопольского бассейна во многом однотипны, хотя имеются и отличия, заключающиеся, например, в отсутствии флотации или меньшем количестве стадий магнитного обогащения. Поскольку фабрики сооружались в различное время, часть из них реконструирована с установкой новых видов оборудования. Общим для сквозной технологической схемы обогащения является наличие промывки и отсадки (стадии гравитационного метода обогащения). Руду промывают в горизонтальных промывочных машинах, которые могут быть трех- и четырехванными с четырехлопастными винтами, а также трехванными с шестилопастными винтами. Отсадка производится в отсадочных машинах с подвижным решетом и на беспоршневых машинах. Для магнитной сепарации применяют валковые сепараторы типа 5СВК, ЭРМ-2, ЭРМ-3 и ЭРМ-4 при напряжении магнитного поля на зубце в рабочем зазоре (15—19) • 103 Э.

Связь изменения удельного содержания фосфора в марганцевых концентратах с повышением в них марганца

Флотация сливов промывочных машин, песков сгустителей и концентратов сепарации хвостов отсадки класса 1—0 мм ведется на флотационных машинах «Механобр-6В» по противоточной схеме с двумя перечистками концентрата в тринадцатикамерной или с тремя перечистками в восемнадцатикамерной флотационных машинах.

Среднегодовые химические составы марганцевых концентратов производства Грушевской обогатительной фабрики

Технологическая схема обогащения сырой руды по гравитационномагнитно-флотационной схеме на Грушевской обогатительной фабрике приведена на рис. 6.2. Эта фабрика построена в 1961 г. В ее комплекс входят: корпус приема руды и крупного дробления, корпус промывки и флотации, корпус обогащения, корпус фильтрации, склады мелкого и крупного концентрата. Химический состав полученных в 1987 г. на этой фабрике концентратов характеризуется данными табл. 6.9, из которой следует, что наиболее высокое удельное содержание фосфора имеет место в флотационном концентрате 82,3 • 10-4 %, что подтверждает переход фосфорсодержащего вещества при промывке в сливы, хвосты отсадки, поступающие, как отмечалось выше, на флотацию.

Технологическая схема обогащения марганцевой руды на Грушевской обогатительной фабрике.

В общем в 1987 г. на МГОК на обогащение поступило 5634,3 тыс. т сырой руды (сухой массы), из которой получено 2884,2 тыс. т бессортного концентрата (39,34 % Mn) с выходом 32,78 %, а из него получено оксидного 1847,1 тыс. т (в том числе по сортам: сорт I — 357,3 тыс. т; сорт IБ — 338,2 тыс. т; сорт II — 1151,5 тыс. т с содержанием марганца соответственно 44,27, 42,2 и 37,1 %) и 1037,2 тыс. т карбонатного с содержанием 30,38 % Mn и выходом его 18,4 %. Сквозное извлечение марганца в товарные концентраты составило 77,34 %. На Центральной обогатительной фабрике МГОКа обогащение руды ведется по гравитационномагнитной схеме. Промывка дробленой руды ведется в машинах типа «Эксцельсиор», а отсадка в отсадочных машинах. На Богдановской фабрике ОГОКа более широко применяется магнитная сепарация, что позволяет более полно извлекать марганец, хотя эти показатели во многом определяются более высоким качеством поступающей на обогащение руды.

Обогащение руды на Чкаловской обогатительной фабрике ведется по однотипной технологической схеме Грушевской обогатительной фабрики. В 1987 г. поступило на обогащение 777,9 тыс. т руды (сухой массы) и получено 320 тыс. т карбонатного концентрата, в том числе I сорта 261,7 тыс. т и II сорта 58,8 тыс. т с содержанием 28,67 и 24,4 % Mn соответственно при извлечении марганца 69,73 %.

Технологические схемы обогащения марганцевых руд Чиатурского месторождения

Промышленной разработке в течение длительного периода и до настоящего времени подвергаются марганцевые руды Чиатурского марганцевого региона, хотя в Чиатурском бассейне имеются и другие разведанные месторождения марганца. Выделяют несколько видов марганцевых руд: легкообогащаемые промывкой и осадкой; труднообогащаемые (карбонатные и окисленные руды и необогащаемые высококачественные, называемые «белта» и «мцвари»).

Среднегодовые химические составы поступающей на обогащение марганцевой руды предприятия ПО «Чиатурмарганец» и Джездинского РУ

В Чиатурском бассейне действуют шесть обогатительных фабрик, на которых ведется обогащение сырой (исходной) руды (ЦОФ-1, ЦОФ-II, ОФ-Дерквети, ОФ-29, ОФ-25 и ПерОФ). Применяют схему гравитационного обогащения, по которой руду с содержанием 16—25 % Mn (табл. 6.10) подвергают двухстадийному дроблению, затем проводят промывку, классификацию и обогащение полученного после классификации каждого класса методом отсадки (рис. 6.3). Схема цепи аппаратов фабрики ЦОФ-II приведена на рис. 6.4.

Среднегодовые химические составы шламов обогащения марганцевых руд на фабриках ПО «Чиатурмарганец»

Вследствие чрезмерной склонности исходной руды и рудных минералов к измельчению имеют место большие потери марганца со шламами (до 25 %), содержащими от 10 до 14 % Mn (табл. 6.11). Извлечение марганца в товарные концентраты в 1987 г. составило 67,28 %.

Технологическая схема обогащения марганцевой руды на фабрике ЦОФ-II

На фабрики ПО «Чиатурмарганец» в 1987 г. поступило 4432,1 тыс. т руды (сухая масса), в том числе оксидной 2160,2 тыс. т, карбонатной 1670 тыс. т и пористой 601,4 тыс. т. Получено концентрата 1851,7 тыс. т (сухая масса), в том числе гравитационного 1707,7 тыс. т.

Схема цепи аппаратов фабрики ЦОФ-II

На ЦОФ-II поступала сырая руда смешанного типа (20,1 % Mn; 15,5 % MnO2; 35,3 % SiO2). Основные стадии обогащения руды на ЦОФ-П: дробление, промывка, грохочение и отсадка (см. рис. 6.4). На новой обогатительной фабрике НОФ-Дарквети (введенной в эксплуатацию в 1961 г.) ведется обогащение руды из нагорья Дарквети и северной части Итхвиси.

Обогащение марганцевых руд гравитационно-магнитофлотационными методами

Добываемая из недр марганцевая руда (сырая) вследствие высокого содержания компонентов пустой породы (нерудных минералов — кварца, каолиновой глины и др.) не может быть использована в металлургическом переделе, поэтому подвергается обогащению с применением различных методов: гравитационного, магнитного, флотационного в различном их сочетании. Этим методам предшествует стадия (так называемая промывка сырой руды), которая в общей технологической схеме обогащения всех видов марганцевой руды (оксидной, смешанной, карбонатной) имеет важное значение.

Материальная база

Марганцеворудная промышленность СНГ для переработки исходной сырой руды и производства товарных концентратов имеет мощный потенциал обогатительных фабрик, входящих в основном в три горно-обогатительных комбината: Марганецкий (МГОК), Орджоникидзевский (ОГОК) и ПО «Чиатурмарганец». На введенном в 1987 г. новом четвертом Таврическом ГОКе (ТГОК) мощности по обогащению добываемой руды пока что отсутствуют. Небольшая обогатительная фабрика на Джездинском рудном комбинате (РК) (Казахстан). Структура основных фондов обогатительных фабрик по ГОКам приведена в табл. 6.6. В целом по отрасли в структуре основных фондов стоимость зданий составляет 30,24 %, сооружений 43,02 %, рабочих машин и оборудования 14,18 %, передаточных устройств 9,25 %. По отдельным ГОКам стоимость основных фондов по статьям составляет: зданий от 27 до 37 %, сооружений от 30 до 50 %, рабочих машин и оборудования от 12 до 30 % и передаточных устройств от 5 до 10 %.

Состав основных фондов обогатительных фабрик

В составе ОГОК функционируют три обогатительные фабрики: Чкаловская (сооруженная в 1965 г.;, Богдановская (сооруженная в 1959 г.) и Александровская (сооруженная в 1934 г.).

На МГОКе работают две фабрики — Грушевская (1961 г.) и Центральная (1949 г.). На балансе ПО «Чиатурмарганец» находится восемь обогатительных фабрик, в том числе ЦОФ РУ им. Ленина, ЦОФ-2 РУ им. Патаридзе (1957 г.), ОФ-25 РУ Перевеси, ОФ-29 РУ им. Калинина, ОФ-Дарквети РУ им. Димитрова (1961 г.), ПерОФ им. Орджоникидзе (1940 г.), Центральная доводочная фабрика (ЦДФ) и Центральная флотационная фабрика (ЦФФ).

Добыча марганцевой руды и производство товарных концентратов

В 1987 г. на все фабрики поступило для обогащения 21908,8 тыс. т сырой марганцевой руды (натуральной массы) или 17327,8 тыс. т (сухой массы). Средняя влажность сырой руды составила 20,91 %. Среднее содержание марганца в руде было в 1986 г. 22,09 %, в 1987 г. 22,06 %. Выпуск товарных концентратов в 1987 г. достиг 9355,7 тыс. т натуральной массы или 7955,2 тыс. т сухой массы. Среднее содержание марганца в обогащенной руде (бессортном концентрате) составило 35,44 %, а влажность 14,97 %. Выход концентрата несколько снизился с 46,01 % в 1987 г. Извлечение марганца из марганцевой руды, поступившей на обогащение, в товарные концентраты составило 73,74 % в 1987 г. (в 1986 г. 74,12 %). Производство товарных концентратов в 1987—1990 гг. па ГОКах отрасли характеризовалось, данными, приведенными в табл. 6.7.

Основные направления научно-технического прогресса в обогащении марганцевых руд Украины

Научно-технический прогресс в области технологии обогащения марганцевых руд в Никопольском бассейне обеспечил постоянное повышение качества марганцевых концентратов при постоянном снижении качества добываемой из недр марганцевой руды. Лесков С. В. и А. П. Казанцев обобщили опыт внедрения проведенных в период 1960—1992 гг. разработок по проблеме обогащения марганцевых руд на Орджоникидзевском ГОКе — основном поставщике марганцевых концентратов ферросплавным заводам. Результаты этого обстоятельного анализа могут характеризовать прогресс в обогащении марганцеворудного сырья в целом по Никопольскому бассейну. Ниже в сокращенном объеме приведены данные этого анализа.

В 1960—1970 гг. технологические схемы фабрик включали обогащение крупных классов мытой руды отсадкой в две стадии, мелких классов — по магнитно-гравитационной схеме.

В 1970—1980 гг. наряду с большим годовым объемом переработки марганцевых руд остро встал вопрос о необходимости создания новых типов оборудования большой единичной мощности, позволяющего повысить технический уровень комбината и в целом марганцеворудной подотрасли. Дальнейшее развитие черной металлургии требовало наряду с увеличением производства марганцевых концентратов существенного улучшения их качества.

Основные технические направления в проектировании предусматривали:

  • вовлечение в переработку новых разновидностей марганцевого сырья, характеризующихся ухудшением минералогического и гравитационного составов, а также увеличения доли карбонатных разностей в окисной руде, внедрение схем глубокого обогащения окисных, смешанных и карбонатных руд, более полное извлечение марганца в концентраты;
  • создание высокопроизводительного и эффективного оборудования по отсадке, магнитной сепарации, дроблению, промывке, измельчению и обогащению шламов.

В 1971—1980 гг. по проектам Механобрчермета на комбинате построена вторая очередь Чкаловской обогатительной фабрики, реконструирована Богдановская обогатительная фабрика. Марганцевые руды на этих фабриках обогащаются по единой принципиальной схеме (рис. 6.5), позволяющей выпускать концентраты для получения качественных ферросплавов.

Принципиальная технологическая схема обогащения

За период 1970—1992 гг. содержание марганца в сырой руде снизилось с 27,04 до 24,3 %, т. е. на 2,74 %, в то же время за счет совершенствования технологии обогащения качество продукции повышалось систематически.

Тенденция к снижению качества исходной марганцевой руды, а так­ же ее минералогического состава особенно проявляется при переделе руды. На обогатительные фабрики поступает труднообогатимое сырье, представленное сростками рудных и нерудных минералов. До 1983 г. руды были представлены оксидными марганцевыми минералами с незначительными примесями карбонатов, что позволило получать из них на существующих отсадочных машинах МОБК-8с концентраты высших сортов с массовой долей марганца от 43,2 до 43,5 % при выходе 20—29 %. С 1984 г. содержание карбонатных минералов по сравнению с 1983 г. увеличилось с 4,4 до 9,1 %, что затруднило получение концентратов высших сортов необходимого качества, несмотря на незначительное изменение содержания марганца в руде. В этой связи необходимо было совершенствование техники и технологии на обогатительных фабриках без их остановки с целью стабилизации качества выпускаемых концентратов высших сортов.

В результате выполненных исследований по гравитационному обогащению трудноразделяемой марганцевой руды создан новый унифицированный параметрический ряд отсадочных машин (МО-208, МО-212).

Опытные образцы отсадочных машин МО-208 и МО-212 были изготовлены и испытаны в 1986—1989 гг. на Чкаловской обогатительной фабрике. В этих машинах применены усовершенствованные бесколосниковые роторные разгрузчики с надежной бесконтактной системой автоматического управления процессом разгрузки концентратных фракций, клапанные пульсаторы, позволяющие оперативно регулировать циклы отсадки в зависимости от гравитационной характеристики руды, поступающей на обогащение, автоматическая система управления воздушным циклом.

Конструкция отсадочных машин данного типа является прогрессивной, а по отдельным узлам и параметрам разделения, среднему ресурсу наработки до капремонта, удельному расходу электроэнергии и удельной массе превосходит лучшие отечественные и зарубежные машины.

Для стабильного выделения отсадкой высококачественных концентратов из мелкозернистых марганцевых руд основными условиями являются равномерность поля скоростей пульсирующего потока воды по площади отсадочного решета, оптимальный выбор кинетики цикла отсадки и параметры искусственной постели.

На основе теоретических и экспериментальных исследований Механобрчерметом совместно с Орджоникидзевским ГОКом внедрены новые воздушнопульсационные отсадочные машины с различными типами искусственной постели, позволившие стабилизировать качество концентратов высших сортов за счет повышения равномерности поля скоростей пульсирующего потока энергоносителя и селективности разделения за счет равномерной плотности и коэффициента частиц искусственной постели. Практически из любой по гравитационным свойствам марганцевой руды на отсадочных машинах ОМРМ-8 (ОПМ-24) с новой искусственной постелью выделяется концентрат с массовой долей марганца 44—48 %.

Крупность (эквивалентный диаметр) для всех видов постели составила 10—18 мм. Выполненными исследованиями в лабораторных и полупромышленных условиях по определению параметров искусственной постели с последующей апробацией в промышленных условиях установлено, что наиболее селективной является постель из окисленных и обожженных окатышей, а также корольки, выделенные из шлаков производства силикомарганца. Новый способ отсадки с предложенными параметрами искусственной постели практически позволяет селективно разделять руду до 0,04 мм, характеризующейся трудными гравитационными свойствами. Искусственная постель указанных параметров внедрена не только на обогатительных фабриках Орджоникидзевского ГОКа, но и на фабриках Марганецкого, Чиатурского ГОКов, а также обогатительных фабриках по обогащению алмазосодержащих руд.

Огромное значение для получения высококачественных концентратов имеет контроль качества выпускаемых продуктов отсадки и автоматическое регулирование технологического процесса отсадки. Испытана и внедрена новая система непрерывного контроля качества концентратов, продуктов отсадки (ИАКС-МС-6), позволяющая непрерывно выдавать информацию по содержанию марганца в концентратах отсадочной машины, что исключает, с одной стороны, брак концентратов высших сортов, а с другой, — уменьшает потери за счет оперативного вмешательства в технологический процесс отсадки. В дальнейшем система будет задействована как датчик качества в автоматическую систему управления процессом отсадки.

За счет внедренных перечисленных мероприятий на Орджоникидзевском ГОКе, несмотря на ухудшение вещественного состава подаваемой на обогащение руды, суммарное содержание марганца в концентратах высших сортов практически не изменяется и остается на уровне 43,4—43,8 %, что соответствует мировым требованиям на выпускаемую продукцию (табл. 6.12).

Технологические показатели обогащения марганцевых руд Орджоникидзевского ГОКа за 1992 г.

За последние 10 лет работы комбината на обогатительных фабриках внедрен ряд новых технологий. Это пенная и полиградиентная сепарация, новый способ алгомерации марганцевых концентратов в высоком слое (700 м). На Чкаловской обогатительной фабрике введена в эксплуатацию технология полиградиентной сепарации отвальных шламов. В схеме этой технологии применен электромагнитный полиградиентный сепаратор ВМС-100/2 производительностью 100 т/ч.

Технология полиградиентной сепарации крупностью 0,5—0,02 мм является более эффективной по сравнению со всеми ранее применяемыми флотационными методами обогащения. При выпуске в два приема стабильного концентрата II сорта с массовой долей марганца 35—37 % не требуется затрат на реагенты. Этот метод является экологически чистым и экономически выгодным.

На фабриках комбината постоянной планомерно проводится работа по замене морально и физически устаревшего оборудования: в узлах дробления работают зубчатые и молотковые дробилки, в узлах грохочения _ грохоты ГИТ-52, ГГТ-42, установлены гидроциклоны с новой футеровкой, что позволило улучшить подготовку сырой руды к промывке, а мытой руды — к основным технологическим процессам (отсадке, электромагнитной сеперации). Осуществлена замена основного технологического оборудования на более эффективное и высокопроизводительное. Промывочные машины МБМ-1 заменены на КГ-25, что позволило снизить содержание глинистых веществ в мытой руде на 60 % и повысить качество мытой руды на 0,7 %, массовой доли марганца в готовой продукции на 0,25 %.

В узле удаления свободных кварцевых зерен (из материала крупностью менее 3 мм) были заменены сепараторы ЭРМ-4 на 4ЭВМ-38/250А и 4ЭВМ-40/250А, что позволило более эффективно (на 30 %) удалять кварцевые зерна и тем самым повысить качество готового концентрата на 1,5 %. На стадии дообогащения промпродуктов внедрены четырехвалковые дробилки ДК-4В взамен роторных СМД-75. Это дало возможность снизить простои узла дообогащения и повысить качество II сорта на 0,22 %, агломерата на 0,12 %.

Высокие технологические показатели достигнуты на фабрике после реконструкции: производственная мощность комбината значительно увеличилась и составляет по производству марганцевого концентрата 3920 тыс. т; по агломерату 430 тыс. т.

На фабриках ежегодно ведутся работы по усовершенствованию технологий с целью повышения металлургической ценности выпускаемых концентратов.

В условиях Богдановской обогатительной фабрики испытана технология обогащения оксидной руды отсадкой крупностью +3 мм. Из руды с массовой долей марганца 40,9 % получен концентрат с массовой долей марганца 42,9 % при выходе 79,25 %, что на 0,5 % выше по содержанию марганца и на 7,25 % по выходу в сравнении с принятой технологией.

На Александровской обогатительной фабрике внедрена технология обогащения карбонатной марганцевой руды с применением сепараторов 4ЭВМ-38/250А, что дало возможность производить концентрат I сорта с массовой долей марганца 27,1 %. Впервые на этой фабрике получен расклассифицированный, кремнеземистый (4,8 % свободного кварца) карбонатный концентрат I сорта, что позволяет ликвидировать производство карбонатного концентрата II сорта.

Осуществление реконструкции технологических схем обогатительных фабрик позволило увеличить выход высших сортов па 6,93 %, качество суммарного концентрата — на 1,5 %, извлечение марганца в суммарной концентрат — на 2,35 %; резко снизить содержание кремнезема в концентрате (в высших сортах на 1,85 %, во втором — на 5,84 %).

Высокий уровень технологии и стабильная работа технологического оборудования позволили комбинату достичь наивысших показателей в отрасли по производству готовой продукции, в том числе высших сортов, а также по качеству производимых фабриками окисных, карбонатных концентратов и агломерата.

Качество товарного марганцевого концентрата Орджоникидзевского ГОКа на 4 % выше, чем по отрасли, и составляет 39,3 % при среднеотраслевом 35,3 %. В общем объеме производства марганцевого концентрата 42,4 % составляет концентрат высших сортов, при общеотраслевом 29,5 %, т. е. в 1,5 раза больше (по данным 1991 г.).

Наряду с приведенными выше данными о научно-техническом прогрессе в обогащении марганцевых руд на ОГОКе заслуживают также внимания новые подходы в решении задачи повышения металлургической ценности концентратов и повышения сквозного использования марганца путем создания хотя и усложняемых, но экономически целесообразных схем обогащения руды и выплавки марганцевых ферросплавов. К числу этих процессов относятся давно известные, но пока не используемые в обогащении марганцевых руд обжигмагнитные обогащения некондиционных концентратов, промежуточных продуктов и хвостов обогащения оксидных, карбонатных и смешанных руд. В этих схемах целью обжига продукта является перевод оксидов и карбонатов в гаусманит (Mn3O4), поэтому стадия обжига предшествует магнитной сепарации. Большой вклад в разработку режимов обжигмагнитного обогащения внесли коллективы НИИ (Механобрчермет, Уралмеханобр), вузов (ДГИ, ДМетИ, КГРИ и др.) и инженерно-технический персонал обогатительных фабрик отрасли.

Другая группа способов предусматривает магнитную сепарацию подлежащего переработке продукта с последующим обжигом и флотацией. Из труднообогащаемого марганцевого концентрата IV сорта (23,06 % Mn и 0,19 % P) по этой схеме, дополненной еще и дефосфорацией продукта на заключительной стадии гаусманитовым методом, получен концентрат I сорта с 52,14 % Mn (выход 20,6 %) и III сорта с 40,47 % Mn (выход 15,3 %). Авторы подтвердили, что обжиг коренным образом изменяет технологические свойства марганцевых продуктов и интенсифицирует операции последующего обогащения (измельчение, флотацию, сгущение и фильтрование). Принципиально новым элементом в сквозной технологической схеме обогащения марганцевых руд является обжиг-гравитационный способ карбонатных и смешанных руд, в том числе низкосортных и некондиционных концентратов и промежуточных продуктов, разработанный С. М. Мазмишвили. По этой технологии в Чиатурском бассейне предусматривалось сооружение фабрики для обжига карбонатного продукта гравитационного обогащения. Высококачественный концентрат позволил бы заменить импортную марганцевую руду, которую поставляли в течение длительного времени на Зестафонский завод ферросплавов для выплавки среднеуглеродистого ферромарганца.

Наряду со стадией окислительного обжига марганцевой руды разрабатываются новые схемы и процессы обогащения ее с включением стадии восстановительного обжига. В опытах по обогащению бедных марганцевых руд штатов Бихар и Орисса (Индия) руду (30,5 % Mn; 10,22 % FeO; 28,3 % SiO2; 5,6 % Al2O3; 0,4 % BaO и 0,39 % P) после промывки подвергали восстановительному обжигу и магнитной сепарации. Полученный концентрат имел состав 62,1 % Mn; 4,62 % Fe; 9,5 % SiO2; 2,74 % Al2O3 и 0,04 % P.

Предложен способ, в котором предусматривается переработка карбонатной руды по схеме: измельчение, промывка, отделение пустой породы, а затем восстановительный обжиг в газовой смеси СО : H2 = 2 : 1 или 1 : 2. Восстановление рекомендуется вести в интервале 750—1250 °С (предпочтительно 900—1100 °С) и охлаждать продукты обжига также в восстановительной (или инертной) среде. Восстановленный продукт снова измельчают и вновь отделяют пустую породу. Эта операция должна производиться также в атмосфере с восстановительным потенциалом. На заключительной стадии измельченный продукт подвергают магнитной сепарации. Другие предложенные технологические схемы включают также очень сложные операции обогащения марганцевых руд.