Обзор и анализ исследований по разработке технологий подготовки к металлургическому переделу комплексных железных руд. Справочные данные

 
 
 
 
 
 
А. А. Панычев 
 
 
 
 
 
 
ОБЗОР И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ  
ПО РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПОДГОТОВКИ 
К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ  
КОМПЛЕКСНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД 
 
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
1 

 
 
УДК 622.341/.7:669.1 
ББК 33.4+34.32 
П16 
 
 
Рецензенты: 
профессор, доктор технических наук (Магнитогорский  
горно-технический университет им. Г. И. Носова)  
Ячиков Игорь Михайлович; 
доцент, кандидат технических наук (НИТУ «МИСиС»)  
Братковский Евгений Владимирович 
 
 
 
Панычев, А. А. 
П16  
Обзор и анализ исследований по разработке технологий подготовки к металлургическому переделу комплексных железных руд. Справочные данные : монография / 
А. А. Панычев. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2023. – 148 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1249-0 
 
Приводится обзор результатов исследований по составу комплексных труднообогатимых железных руд Халиловского хребта отрогов Южно-Уральских гор, различным способам обогащения, включая интенсификацию 
процесса магнетизирующего обжига и новый способ магнитного обогащения.  
Для научных и инженерно-технических работников 
горного профиля. 
 
УДК 622.341/.7:669.1 
ББК 33.4+34.32 
 
 
ISBN 978-5-9729-1249-0 ” Панычев А. А., 2023 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
2 

 
 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................. 5 
 
ГЛАВА 1. ДОРАЗВЕДКА И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ 
КОМПЛЕКСНЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ  
ОРСКО-ХАЛИЛОВСКОГО РАЙОНА ..................................................... 9 
 
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ СВОЙСТВ КОМПЛЕКСНЫХ  
БУРОЖЕЛЕЗНЯКОВЫХ РУД ХАЛИЛОВСКИХ  
МЕСТОРОЖДЕНИЙ 
................................................................................ 19 
 
ГЛАВА 3. КРАТКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ  
ПО ОБОГАЩЕНИЮ БУРОЖЕЛЕЗНЯКОВЫХ РУД ........................... 33 
 
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ  
ОБЖИГМАГНИТНОГО ОБОГАЩЕНИЯ  
ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД 
............................................. 44 
4.1. Общие сведения ................................................................................. 44 
4.2. Восстановительный обжиг комплексной железной руды  
Халиловского месторождения – Уралмеханобр 1933 г. 
........................ 49 
4.3. Исследование магнетизирующего обжига аккермановской  
руды – ЦНИИЧМ 1955 г. ......................................................................... 54 
4.4. Исследование магнетизирующего обжига аккермановской  
руды – Механобрчермет 1971 г. .............................................................. 74 
Выводы по разделу ................................................................................... 83 
 
ГЛАВА 5. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА  
МАГНЕТИЗИРУЮЩЕГО ОБЖИГА РУДЫ ......................................... 84 
5.1. Изучение вещественного состава сырья 
.......................................... 84 
5.2. Результаты исследований влияния карбоната кальция  
на обжиг руды ........................................................................................... 87 
5.3. Промышленные испытания добавки карбоната кальция  
на магнетизирующий обжиг руды .......................................................... 98 
5.4. Исследования обогатимости комплексных руд .............................. 98 
 
3 

 
 
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗИСТЫХ  
КОНГЛОМЕРАТОВ 
............................................................................... 102 
 
ГЛАВА 7. ОСОБЕННОСТИ ОКУСКОВАНИЯ ОТСЕВОВ 
БУРОЖЕЛЕЗНЯКОВЫХ РУД И КРИЧНОЙ МЕЛОЧИ .................... 109 
 
ГЛАВА 8. НОВЫЙ СПОСОБ МАГНИТНОГО 
ОБОГАЩЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО  
СЫРЬЯ 
..................................................................................................... 123 
 
Заключение 
.............................................................................................. 126 
Обсуждение результатов 
........................................................................ 126 
Справочные данные 
................................................................................ 129 
Список использованной литературы .................................................... 136 
Приложение 
............................................................................................. 141 
4 

 
 
ВВЕДЕНИЕ 
 
В последние десятилетия экономическое развитие многих 
стран происходит благодаря бурному росту добычи и переработки минерально-сырьевых ресурсов Земли. Происходит истощение мировых запасов полезных ископаемых. В связи с этим 
основной стратегией промышленно-развитых стран мира должно являться обеспечение их экономического роста при снижении затрат на единицу производимого продукта. Это может 
быть обеспечено за счёт применения новых ресурсо- и недросберегающих технологий добычи и переработки минерального 
сырья, комплексных технологий переработки, обеспечивающих 
наиболее полное извлечение полезных компонентов, производство дополнительных видов продукции, минимизацию отходов 
производства и устранение вредных выбросов. 
Россия перед другими странами имеет значительное преимущество в виде огромного потенциала минеральных и топливно-энергетических ресурсов. К сожалению, это не стимулирует повышение глубины эффективности переработки добываемых природных ресурсов, что наносит ущерб нашим последующим поколениям. Одновременно с этим, в России необходимо 
снижать уровень загрязнения окружающей среды. Это возможно 
только при устранении использования устаревших технологий и 
оборудования. Наибольшую важность приобретает необходимость разработки технологий наиболее полного извлечения полезных компонентов из комплексных руд. 
После развала СССР промышленность России лишилась 
некоторых важных, в стратегическом плане, месторождений. В 
наибольшей степени это касается крупных месторождений хромовых и марганцевых руд, в меньшей степени железных, никелевых и других руд. В условиях резкого увеличения производства в мире нержавеющих, жаростойких и высокопрочных сталей в России ощущается острый дефицит хрома, марганца, нио5 

 
 
бия, кобальта, вольфрама, молибдена из-за ограниченных запасов соответствующих рудных месторождений. Обеспечение металлургических предприятий Урала железными и никелевыми 
рудами неудовлетворительное. Вместе с тем, на Урале имеется 
много крупных и небольших месторождений комплексных руд 
содержащих железо, хром, никель, кобальт и другие сопутствующие металлы. Например, в Свердловской области запасы Серовского месторождения бобово-конгломератовидных железных 
и охристых железо-никелевых руд составляют около 1 млрд т  
со средним содержанием по месторождению, %: Fe – 36,62;  
Cr – 1,62; Ni – 0,22; Co – 0,02; Mn – 0,12; TiO2 – 0,65; P – 0,15; 
S – 0,09; SiO2 – 15,65; Al2O3 – 15,64. В охристых рудах среднее 
содержание железа составляет 41,39 %, хрома – 1,44 %, никеля – 0,73 %, кобальта – 0,06 %. Силикатные руды, имеющие 
более высокое содержание никеля и кобальта, перерабатываются на Режевском и Уфалейском никелевых заводах. При отработке силикатных никелевых руд бобово-конгломератовидные железные руды в количестве 60 млн т попадают во 
вскрышу карьера. В настоящее время бобово-конгломератовидные железные руды не перерабатываются из-за трудности 
их обогащения, хотя представляют интерес для получения 
хромоникелевого чугуна и низколегированных сталей. Институтом металлургии УрО РАН и Уралмеханобром были предложены схемы комплексной переработки железохромоникелевых руд с извлечением основных полезных компонентов и минимальным количеством отходов, но они пока не реализованы. 
Аналогичные минеральный и химический составы, а также 
проблемы их переработки имеют железохромоникелевые руды 
Алапаевского, Елизаветинского и других месторождений в 
Свердловской и Челябинской областях. 
Группа Орско-Халиловских месторождений в Оренбургской области – Аккермановское, Орловское, Новопетропавловское и другие более мелкие представлены конгломератовидны6 

 
 
ми, бобово-оолитовыми, глинисто-охристыми, охристыми и сидеритовыми разновидностями. Запасы руд составляют около  
300 млн т. Среднее содержание компонентов в рудах, %:  
Fe – 38,8; Cr – 1,14; Ni – 0,45; Cu – 0,013; P – 0,21; S – 0,13;  
SiO2 – 21,5; Al2O3 – 9,8; CaO – 1,33; MgO – 1,29; MnO – 0,31;  
TiO2 – 0,48; ППП – 10,30. В небольших количествах присутствуют кобальт, ванадий, германий. 
С изменением цен на рудное сырьё, топливо и металлы, а 
также совершенствованием технологии производства чёрных и 
цветных металлов изменилась потребительская ценность природнолегированных руд. Ранее железохромоникелевую руду с 
содержанием никеля более 1 % считали никелевой и направляли 
её на никелевые заводы, а руду с меньшим содержанием никеля 
использовали для производства хромоникелевого чугуна и низколегированных марок сталей. В связи с увеличением потребности в никеле для производства нержавеющих и коррозионностойких сталей к никелевым начали относить окисленные железоникелевые руды с содержанием никеля 0,3–0,6 %. Однако при 
существующих технологиях производства никеля из окисленных руд железо не извлекается и уходит в отвалы со шлаком. 
Это расточительные технологии. В современных условиях для 
рационального использования минерально-сырьевых ресурсов 
необходимо разрабатывать технологии с максимальным извлечением всех ценных компонентов. 
Для вовлечения в переработку комплексных бурожелезняковых руд Серовского и Орско-Халиловского месторождений 
различными научными и производственными коллективами, 
начиная с 20-х годов прошлого столетия, было проведено много 
работ по обогащению руд и их дальнейшей переработки с получением металла. Наибольшее количество работ было проведено 
для железохромоникелевых руд Орско-Халиловской группы месторождений, как первичной железорудной базы ОрскоХалиловского металлургического комбината для выпуска леги7 

 
 
рованных марок сталей. Строительство комбината планировали 
в 30-е годы, начали строительство в годы Великой Отечественной войны. Первый чугун на ОХМК на доменной печи № 1 получили 5 марта 1955 года. В последующие годы в г. Новотроицке был построен комбинат с полным металлургическим циклом, 
производившим около 4 млн т металлопроката, в основном низколегированных и легированных марок сталей. После 2002 года 
добычу железохромоникелевых руд, получение из них природнолегированного чугуна для машиностроения и выплавку стали 
с использованием этого чугуна на ОХМК (сейчас ОАО «Уральская сталь») постепенно прекратили.  
В связи со сложившимся для Урала дефицитом железных, 
хромовых и окисленных никелевых руд представляет интерес 
проанализировать выполненные работы и рассмотреть дальнейшее возможное развитие технологий производства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 

 
 
ГЛАВА 1 
 
ДОРАЗВЕДКА И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ  
КОМПЛЕКСНЫХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ  
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОРСКО-ХАЛИЛОВСКОГО  
РАЙОНА 
 
Изучение руд на обогатимость в большей мере проводилось институтом Механобр, начиная с 1932 по 1981 годы, а 
именно – 1932, 1934, 1940, 1948, 1953, 1958, 1977 и 1981 гг.  
В разные годы к изучению труднообогатимых бурожелезняковых руд подключались другие исследователи: в 1933 году Уралмеханобра, в 1941 году фирмы Лурги (Германия), в 1955 году 
ЦНИИЧМ, в 1960–1961 гг. Челябинского НИИ Металлургии, в 
1971 году Механобрчермета. С 1970 по 1990 год над проблемой 
рационализации обогащения Аккермановских руд работал Панычев А. А. в созданной им Лаборатории обогащения при Аккермановском рудоуправлении. 
На железистые конгломераты, ранее использовавшиеся 
как строительный камень при постройке жилых домов в г. Новотроицке, впервые обратил внимание главный геолог Горного 
управления Орско-Халиловского металлургического комбината 
Рудницкий И. Л. только в 1956 году, когда на большинстве запасов уже была расположена промышленная площадка комбината со всеми инженерными сетями и коммуникациями. В апреле 1956 года горное управление ОХМК произвело отбор из железнодорожной выемки вблизи железнодорожного моста в  
г. Новотроицке двух качественных проб конгломератов с признаками железистого орудения. Отобранные пробы конгломератов были изучены в научно-исследовательской лаборатории завода «Сибэлектросталь». Затем в 1958 году на восточном склоне 
Красного дола, вблизи г. Новотроицка, была отобрана проба 
9 

 
 
конгломератов весом 600 т. В августе 1958 года проба была доставлена на завод «Сибэлектросталь» для проведения укрупнённых исследований. Результаты обогащения этой пробы дали положительные результаты [3].  
Восточной геолого-разведочной экспедицией (Коста- 
рев Г. Л.) в 1958–1961 гг. была проведена поисковая разведка и 
подсчитаны запасы железистых конгломератов по категории 
С2. Общие запасы определились в количестве 149469,5 тыс. т со 
средним содержанием железа 18,99 %, в том числе запасы с содержанием железа более 20 % (22,73 %) составили 5267,8 тыс. т. 
Под застройкой оказалось 92226 тыс. т руды. Почему Иосифом 
Леонтьевичем Рудницким это месторождение не было поставлено на государственный баланс – неизвестно.  
Не поставленное на баланс месторождение выпало из поля 
зрения государственных органов и специалистов до 1998 года. В 
этом году Панычевым А. А. была отобрана проба по Красному 
долу и совместно с исследователями ОАО «Механобр-инжиниринг» (Тациенко П. А., Сентемова В. А.) проведены испытания 
на обогатимость руды. Работа была сориентирована на переработку руды сухим способом на простаивающих производственных мощностях ОХМК. Результаты были приемлемыми, однако 
с большими потерями в хвостах полезных компонентов железа и 
никеля. Дальнейшие исследования в 1999–2005 гг. привели к 
разработке рациональной схемы обогащения этих руд, названных в дальнейшем маггемитовыми. 
А 3 июля 2005 года Панычевым А. А. было обнаружено 
рудопроявление кусковых маггемитовых руд, расположенное в 
Гайском районе Оренбургской области, в 2 км на юг от Новогеоргиевского месторождения бурожелезняковых руд. Методы 
обнаружения – визуальный, магнитометрический с помощью 
компаса и магнитометра М-27, а также раскопкой борозд. Рудопроявление простирается с юго-запада на юго-восток. Площадь 
рудопроявления представлена на юго-западе сопкой высотой 
10