Ермагамбетова К.М., Барменшинова М.Б.
ОБОГАТИМОСТЬ ВОЛЬФРАМОВОЙ РУДЫ БОГУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ *
Аннотация:
статья посвящена исследованию обогатимости вольфрамовой руды Богутинского месторождения, расположенного в Восточной Сибири. В статье рассматриваются геологические и минералогические особенности руд этого месторождения, а также методы, применяемые для их обогащения, такие как гравитационное, флотационное, термохимическое и гидрометаллургическое обогащение. Особое внимание уделено эффективности использования комбинированных методов для извлечения вольфрама из различных типов руд. Представлены результаты исследований, показавшие, что коэффициент извлечения вольфрама варьируется от 60% до 85% в зависимости от содержания вольфрама и типа руды. Также в статье рассмотрены проблемы, такие как неоднородность состава руд, присутствие примесей и высокие энергетические затраты, а также перспективы дальнейшего улучшения эффективности обогащения через применение инновационных технологий.
Ключевые слова:
вольфрамовые руды, термохимическое обогащение, гидрометаллургия, минералы вольфрама, рудные минералы, технологии обогащения
Вольфрам является важным стратегическим металлом, широко используемым в различных отраслях промышленности, включая электронику, атомную энергетику, оборонную промышленность и производство специальных сплавов. В связи с растущим спросом на этот металл, разработка месторождений вольфрама, а также исследование и совершенствование методов его обогащения становятся актуальными задачами. Одним из таких перспективных объектов является Богутинское месторождение вольфрамовых руд, расположенное в России. Данное месторождение привлекает внимание ученых и специалистов в области горного дела благодаря своей рудной базе и возможному потенциалу для извлечения вольфрама.Целью данной статьи является исследование обогатимости вольфрамовой руды Богутинского месторождения с применением современных методов обогащения, а также оценка эффективности существующих технологий.Богутинское месторождение расположено на территории Восточного Сибири, в районе с развитой горнодобывающей и металлургической промышленностью. Месторождение известно своими значительными запасами вольфрамовых руд, преимущественно в виде минералов вольфрамата кальция и аммония. Рудное тело месторождения состоит из кварцевых, серицитовых и гранитных пород, содержащих вольфрамовые минералы в разных концентрациях.Основными видами руды, на которые ориентированы исследования, являются высокозольные и низкозольные руды, характеризующиеся различным содержанием вольфрама. Рудные минералы варьируются от слабо-карбонатных до более жестких и труднообогатимых форм, что представляет собой сложную задачу при проведении обогатительных работ.Основными методами обогащения вольфрамовых руд являются:Гравитационное обогащение. Это наиболее распространенный метод для вольфрамовых руд с высоким содержанием вольфрама, однако для низкозольных руд его эффективность может быть ограничена. Применение центрифуг, пульсационных таблиц и тяжелых жидкостей позволяет отделить ценные минералы от пустых пород и других примесей.Флотационное обогащение. Флотация используется для извлечения вольфрама из руд, где он содержится в виде тонкодисперсных частиц, что делает их трудными для гравитационного разделения. Этот метод требует разработки специализированных реагентов для повышения селективности флотации вольфрамовых минералов.Термохимическое обогащение. Этот метод включает пирометаллургические процессы, такие как обжиг и восстановление. Они позволяют удалить примеси и извлечь вольфрам в концентрированном виде. Однако данный способ требует высоких температур и значительных энергетических затрат.Гидрометаллургические методы. Включают экстракцию с использованием растворителей, что позволяет получать высокочистые концентраты вольфрама, однако данный метод ограничен применением при низком содержании вольфрама в руде.Для Богутинского месторождения наибольшее значение имеет комбинация гравитационных и флотационных методов, что позволяет извлекать вольфрам из различных типов руд с максимальной эффективностью.Исследования обогатимости вольфрамовых руд Богутинского месторождения показали, что в зависимости от типа руды и методов обогащения коэффициент извлечения вольфрама может колебаться от 60% до 85%. В случае более высокозольных руд, где содержание вольфрама выше, эффективность гравитационного обогащения значительно возрастает. В то же время для низкозольных руд, где содержание вольфрама ниже, флотация позволяет добиться лучших результатов.Рисунок 1. Технологическая схема флотационного обогащения бедной вольфрамовой руды.Принцип действия флотационной машины основывается на различной способности минералов взаимодействовать с межфазной поверхностью газ-жидкость. Во время флотации пузырьки газа прилипают к частичкам руды, которые плохо смачиваются водой, создавая тем самым пузырьковую пену. Эта пена поднимается на поверхность флотационной камеры, а затем удаляется с помощью скребков или самотеком. Такой процесс позволяет отделить полезные минералы от пустых пород, что является основой обогащения руд.Флотационные машины могут быть различного типа, но основной принцип их работы одинаков. В простейших механических флотационных машинах воздух всасывается в камеру благодаря вращению импеллера, создающего отрицательное давление и центробежную силу. Это приводит к тому, что воздух смешивается с пульпой — неоднородной смесью воды и частиц руды. Пузырьки воздуха прилипают к минералам, плохо смачивающимся водой, что позволяет им всплывать в виде пены. В этих машинах пена удаляется с поверхности с помощью скребков, а оставшиеся частицы оседают на дно камеры как отвальный продукт.В более крупных флотационных установках, таких как пневмомеханические или пневматические машины, воздух подается с помощью нагнетателей, которые приводятся в действие электрическими моторами. Эти установки способны обрабатывать большие объемы пульпы, обеспечивая стабильный поток воздуха для эффективной флотации. В таких машинах процесс флотации также сопровождается образованием пены, которая удаляется с поверхности камеры. Отвальный продукт, не содержащий ценных минералов, оседает на дне и удаляется из системы.На промышленном уровне флотационные машины работают в непрерывном режиме, что позволяет эффективно перерабатывать большие объемы руды. В лабораторных условиях используются периодические машины, которые предназначены для небольших партий руды и позволяют точно настроить параметры процесса.Флотация представляет собой высокоэффективный метод обогащения руд, широко применяемый в горной и металлургической промышленности, благодаря своей способности разделять полезные минералы и пустую породу по физико-химическим свойствам.Основными проблемами при обогащении вольфрамовых руд Богутинского месторождения являются:Неоднородность состава руд - вольфрамовые минералы присутствуют в разных формах, что требует применения комплексных методов обогащения и тщательного контроля процесса.Примеси в рудах - руды содержат значительное количество примесей, таких как кальций, магний и железо, что усложняет процесс извлечения вольфрама и снижает чистоту концентрата.Энергоемкость методов - применение термических и химических методов требует высоких энергетических затрат, что увеличивает стоимость производства.Тем не менее, развитие новых технологий обогащения, таких как улучшенные методы флотации с использованием новых реагентов, а также внедрение автоматизированных систем управления процессами, открывают перспективы для более эффективной переработки руд и повышения коэффициента извлечения вольфрама.Для исследования использовались образцы вольфрамовых руд с преобладанием шеелита, а также кальцит и кварц как сопутствующие минералы. Процесс подготовки образцов включал несколько этапов.Образцы были отобраны с высоким содержанием шеелита. Руды подверглись дроблению до размеров 10–15 мм с использованием щековой дробилки для подготовки материала. Вторичное измельчение проводилось валковой мельницей, после чего частицы просеивали через сито, получая фракцию 0,1–0,5 мм, оптимальную для гравитационного обогащения и флотации. Рентгенофлуоресцентный анализ показал, что содержание WO₃ в руде составляет 0,225%, что указывает на низкое содержание вольфрама, а также высокое содержание кальцита и кварца. Метод рентгеновской дифракции подтвердил преобладание шеелита в образцах и наличие кальцита и кварца. Образцы были разделены на крупнозернистую (0,3–0,5 мм) для гравитационного обогащения и мелкодисперсную (<0,1 мм) для флотации, далее они хранились при температуре 20 ± 2 °C и влажности <5%, что обеспечивало стабильность химических и физических свойств руды.Такой подход обеспечил точность результатов и подготовку к дальнейшим исследованиям в переработке вольфрамовых руд.Согласно химическому анализу исходной руды содержание вольфрама 0,225 %.Таблица 1. Химический состав исследуемой руды.Согласно фазовому анализу, вольфрам представлен в минералах в виде шеелита (CaWO₄) и вольфрамита (FeWO₄).Шеелит (CaWO₄) является основным источником вольфрама в руде, содержащим около 70,3 % от общего количества вольфрама. Вольфрамит (FeWO₄) встречается в меньших количествах (около 22,8 % от общего количества вольфрама), в основном в виде железистого вольфрамита.Кремний в основном представлен кварцем (SiO₂), а кальций — кальцитом (CaCO₃) и шеелитом, что также определяет значительную роль этих минералов в составе руды.Присутствие магния и титана может указывать на наличие дополнительных минералов, таких как магнезит (MgCO₃) и рутил (TiO₂), которые могут быть сопутствующими минералами.Такой состав руды позволяет сделать вывод, что для эффективного извлечения вольфрама потребуется использовать методы флотации и гравитационного обогащения для отделения вольфрамовых и шеелитовых минералов от кальцита и кварца.Богутинское месторождение вольфрамовых руд представляет собой перспективный объект для добычи и обогащения вольфрама в Восточной Сибири. Современные методы обогащения позволяют достигать высоких показателей извлечения вольфрама, однако еще существуют определенные проблемы, связанные с неоднородностью состава руд и высокими энергетическими затратами. В будущем можно ожидать улучшения эффективности обогащения благодаря внедрению инновационных технологий и совершенствованию методов переработки руд.
Номер журнала Вестник науки №1 (82) том 2
Ссылка для цитирования:
Ермагамбетова К.М., Барменшинова М.Б. ОБОГАТИМОСТЬ ВОЛЬФРАМОВОЙ РУДЫ БОГУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ // Вестник науки №1 (82) том 2. С. 1388 - 1396. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/20786 (дата обращения: 13.11.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+