Козин В.З. Исследование руд на обогатимость

Подождите немного. Документ загружается.

190

Удельные энергозатраты по стадиям дробления распределяются так,

кВт·ч/т:

Крупное дробление 0,3 – 0,5

Среднее и мелкое дробление 0,8 – 1,2

Грубое и тонкое измельчение 18 – 20

Сверхтонкое (более 80 % класса -0,071 мм)

Измельчение >50

С целью возможности выбора решения приводятся сведения об основ-

ных типах дробилок (табл. 14.1).

Таблица 14.1

Возможности дробления

Завод (фирма) производитель

Крупность пи-

тания d

max

, мм

Ширина раз-

грузочной ще-

ли b, мм

Производи-

тельность

Q, т/ч

1 2 3 4

Конусные дробилки

ОАО «Дробмаш», г. Выкса 20 - 105 8 - 40 19 - 130

НПК «Механобртехника» 25 - 240 2 - 100 0,6 - 240

ЗАО Новокраматорский машзавод 85 - 1200 - 150 – 2000

Krupp Fördertechnik GmbH 1600 - 2700 87 - 290 600 – 10300

Metso Minersls/ Nordberg 20 - 420 10 - 80 45 – 1000

Щековые дробилки

ОАО «Дробмаш», г. Выкса 130 - 680 17 - 180 5 – 160

НПК «Механобртехника» 50 – 220 2 – 60 0,3 – 11,5

ЗАО Новокраматорский машзавод 210 – 2500 20 - 160 6,6 - 280

Krupp Fördertechnik GmbH 340 – 1300 40 – 400 50 - 1400

Metso Minersls/ Nordberg 500 – 1150 40 – 300 65 - 1225

Дробилки роторные

ОАО «Дробмаш», г. Выкса 150 - 600 10 - 250 35 – 135

ОАО «НИИПроектасбест» до 250 до 3 до 7

ЗАО Новокраматорский машзавод 400 50 – 100 1200

Krupp Fördertechnik GmbH 150 – 3000 - 14 – 2400

Metso Minersls 32 – 66 - 12 – 750

Дробилки валковые

НПК «Механобртехника» 12 – 20 1 – 12 0,8 – 20

ЗАО Новокраматорский машзавод 40 – 500 10 – 150 16 – 450

ОАО «Тяжмаш» 50 – 360 - 44 – 285

Krupp Fördertechnik GmbH 100 – 2000 20 – 400 300 – 5000

Дробилки молотковые

ОАО «Дробмаш», г. Выкса 100 - 400 0 - 15 27 – 210

НПК «Механобртехника» 75 - 400 3 - 200 -

ОАО «Тяжмаш» 80 - 120 0 - 3 до 300

ОАО «НИИПроектасбест» до 250 0 – 10 (20) 0,5 – 0,6

Шеньянский завод тяжелого машино-

строения

80 - 350 3 - 40 12 – 400

191

Окончание табл.14.1

1 2 3 4

Дробилки ударно-центробежные

ЗАО «Новые технологии» 2 – 100 - 20 – 500

GIPO AG 80 - 180 - 150 – 500

Sandvik rock processing 37 - 55 - 10 – 500

Новый смысл должен быть вложен в старый принцип: «не дробить ни-

чего лишнего». Если сейчас вся технология нацелена на максимально полное

извлечение рудных минералов из потока руды после каждой стадии разрушения

по мере их раскрытия, то при обогащении супербедных (убогих) руд, которые

неминуемо предстоит вовлечь в эксплуатацию, такая стратегия становится эко

номически невыгодной. Ориентироваться придется на раскрытие породообра-

зующих минералов и их удаление из потока перед каждой следующей стадией

методами предварительной концентрации (предварительного обогащения) [82].

Первые две стадии общей схемы обогащения – выделение породы воз-

можно осуществлять сухими методами вплоть до крупности 10–6–3 мм.

Это значит, что корпус среднего и мелкого дробления должен быть

со-

ставной частью горного цеха и производить щебень и другие строительные и

материалы, поставляя на обогатительную фабрику (главный корпус) предвари-

тельно обогащенную руду. Сочетание дробилок и сухих методов обогащения

до крупности 3 мм и выше технически возможно. Из обогатительных процессов

– это процессы грохочения, сортировки оптическим или рентгеноспектральным

методами, а также с

помощью термодинамического СВЧ-фактора. Перспектив-

но использование установок типа СЕПАИР – разделения крупнокусковых про-

дуктов в потоке воздуха.

Стремление к снижению расхода энергии на рудоподготовку в целом

приводит к новым современным решениям, в частности, к использованию из-

мельчительных валков высокого давления (ИВВД), обеспечивающих крупность

питания мельниц до 3-4 мм.

Удельный расход энергии для

некоторых схем рудоподготовки сле-

дующий, кВт·ч/т:

Полусамоизмельчение плюс шаровая мельница – 24,3

Трехстадиальное дробление плюс шаровая мельница – 21,3

ИВВД плюс шаровая мельница – 17,3

ИВВД плюс мельница Vertimill – 13,0

За последние 10-15 лет новые фабрики за рубежом (медные, медно-

цинковые, медно-молибденовые и медно-золотые) пускались только с мельни-

цами полусамоизмельчения, вытесняя фабрики со стандартным стадиальным

дроблением и измельчением перед флотацией. Стадиальное дробление остается

лишь при подготовке руд к кучному выщелачиванию.

14.3. Возможности сепараторов для сортировки руд

Сепараторы для сортировки руд, использующие информационный при-

знак разделения, являются более сложными аппаратами, чем другие обогати-

192

тельные аппараты. Их развитие было длительным, но благодаря использованию

современных компьютерных технологий к настоящему времени созданы и вы-

пускаются весьма совершенные и высокопроизводительные аппараты

(табл. 14.2).

Таблица 14.2

Современные аппараты для сортировки руд

Распознавание

минералов

Фирма, тип

Крупность,

мм

Произво-

дитель-

ность, т/ч

Используется

при обогащении

Оптическое, по цве-

ту, форме, размеру,

симметрии и т.п. и их

комбинациям (с от-

мывкой шламов)

OptoSort

ENCE GmbH

4 – 60

10 – 350

1 – 32

8 – 60

5 – 80

40 - 300

2 – 40

10 – 380

2 – 40

10 – 150

до 80

до 300

Алмазов, каль-

цита, руд нике-

ля, стекла, маг-

незита, полевого

шпата, угля,

талька ...

Рентгенорадиомет-

рическое распозна-

вание элементов на

поверхности куска

РАДОС, сепара-

торы рентге-

нофлюоресцент-

ные СРФ

удоконтроли-

ующие станции

КС – А «СТАРК»

10 – 60

30 – 150

60 – 300

Порционная

сортировка

емкостей

(автосамо-

свалов, ва-

гонеток) и

потока руды

на конвейе-

ре

3 – 8

10 – 25

20 – 50

Всех минералов

при непосредст-

венном опреде-

лении массовой

доли элемента

или с использо-

ванием корре-

ляционной связи

(как положи-

тельной, так и

отрицательной)

при малой мас-

совой доле

оп-

ределяемого

элемента (золо-

то, серебро) или

малом атомном

номере с други-

ми элементами:

Fe, Cu, Zn, Pb,

As, Sb и т.п.

Термографическое

распознавание

ООО «Промтех-

нологии»

6 - 90 20 - 50

Любых минера-

лов

Люминесцентный

сигнал

НПП «Буревест-

ник»

2-20 - Алмазов

Среди отечественной техники выделяются разработки ООО «РАДОС»,

рентгеноспектральные сепараторы которого прошли массовую промышленную

проверку и пригодны для эксплуатации в крупнотоннажном производстве [85].

Длительный срок применения имеют рентгенолюминесцентные сепара-

торы в основном на алмазах, хотя возможности их использования более широки

[86].

193

На рис.14.3 представлены спектры люминесценции восьми минералов,

показывающие возможности люминесцентной сепарации для разделения не

только люминесцирующих минералов от нелюминесцирующих, но и люминес-

цирующих друг от друга.

Рис. 14.3 Спектры люминесценции минералов

Наконец, исключительные возможности появились с использованием

термодинамического СВЧ-фактора фирмы «Гамаюн» ООО «Промтехнологии».

Исключительность предопределяется использованием для распознавания кус-

ков универсального объемного разделительного признака.

14.4. Возможности грохочения и классификации

Грохоты всегда создавались для использования в технологической схе-

ме для любой, в том числе большой, производительности. Грохоты отлично ра-

ботают как

на сухих, так и на мокрых продуктах (табл. 14.3).

Там, где это очевидным образом связано с качеством продуктов, грохо-

ты используются для выделения как готовых продуктов, так и хвостов (асбо-

обогатительые, слюдяные, щебеночные фабрики).

Грохоты выпускаются как для крупных, так и для мелких продуктов.

При этом для наклонных проволочных сит размер ячеек

сеток принимается на 5

– 10 % больше требуемой крупности, для резиновых – на 25 – 30 % и для поли-

уретановых – на 15 – 20 %.

Интенсивность люминесценции,

отн. ед.

Длина волны, нм

194

Таблица 14.3

Возможности грохочения и классификации

Крупность Площадь сита, м

Число сит

Производи-

тельность, т/ч

Грохоты многих заводов.

Устанавливается просеи-

вающая поверхность по

заказу (для любых ме-

таллических сит ООО

SPG Russia и т. д.)

3,0 – 7,6

1,1 – 10,5

4,5 – 22,5

1 – 4

1 – 2

5,5 – 15

150 – 400

90 – 1300

Для сухих процессов

ОАО «НИИПроектасбест»

9 - 12 1 до 100

Для тонкого грохочения

(Derrick)

- 1 – 3 до 250

Классификаторы спиральные

Иркутский завод тяжело-

го машиностроения

Диаметр спирали, мм

150 – 3000

Число заходов

спирали 2

6,4 – 150 –

600

Урал МЕГА до 5 мм

Классификатор воз-

душно-каскадный

- до 40

Гидроциклоны

Диаметр, мм

25 – 1000

Угол конуса,

град.

10 – 20

0,7 - 180

Длительное время для мелких продуктов вместо грохотов использова-

лись классифицирующие аппараты (классификаторы для крупности 100-

- 1000 мкм, и гидроциклоны для крупности 10 – 100 мкм), однако уже имеются

пригодные для использования на фабриках большой производительности гро-

хоты с использованием сеток 100 мкм и меньше. Это дает дополнительные воз-

можности конструирования схем на основе мокрой магнитной сепарации

флотации (см. табл. 14.3).

Для разделения тонких классов необходимо использовать центрифуги-

рование (рис.14.4).

Сухие процессы классификации в циклонах пригодны для создания

схем выпуска различных высококачественных тальковых концентратов. Эти

процессы эффективны в диапазоне крупности 5 – 150 мкм.

Для резкого (на порядок и более) повышения производительности гро-

хота можно использовать «вероятностное» грохочение, состоящее в просеива

нии материала через ряд сит с отверстиями, большими, чем размер максималь-

ных кусков в просеиваемом классе. Так, для разделения по классу 10 – 12 мм

следует использовать многодечный грохот с ситами 90; 60; 40; 30 и 20 мм.

195

0,01 0,1 1

10 1000100

Гравитационная

классификация

Пределы в зависимости

от производительности

Гидроциклоны

Центрифуги

Ультра - центрифуги

d,мкм

Ускорение в

единицах, g

Рис. 14.4 Диаграмма Хукки для выбора способа классификации

Разработан [87] вероятностный грохот с исключительно высокой удель-

ной производительностью 35-160 м

/ч

для крупности разделения 2-20 мм при

площади просеивающей поверхности 1,4 м

Работа грохота основана на движении материала по вращающейся сла-

бонаклонной поверхности, состоящей из радиально расположенных съемных

стержней диаметром 6-10 мм, образующих расширяющиеся щели. Надрешет-

ный продукт сбрасывается с периферии поверхности. Граница крупности раз-

деления регулируется частотой вращения просеивающей поверхности, толщи-

ной стержней и расстоянием между ними.

Внедрение таких грохотов показало, что

для них не существует трудных

зерен. Эффективность грохочения более 80 %. Такие высокоэффективные гро-

хоты настолько компактны и просты, что могут быть изготовлены в ремонтно-

механических цехах.

Это следует не только из того, что в этих грохотах размеры ячеек про-

сеивающей поверхности больше заданной крупности разделения, но и имеют

изменяющийся размер.

Грохота гидравлического

типа 299 Гр позволяют разделять пульповые

продукты по крупности 0,05-0,5 мм с производительностью 6-15 т/ч для одной

секции (может быть до шести). Эффективность грохочения, например по классу

0,2 мм, составит 71 % [88].

Для прогноза технологических показателей грохочения и расчета грохо-

тов для тонкого грохочения (-2,5+0,1 мм) получена универсальная формула для

оценки производительности грохотов [89].

Так как эффективность

разделения классифицирующих аппаратов

обычно низка, для ее повышения необходимо создавать схему с контрольными

и перечистными операциями.

На рис. 14.5 представлены схемы классификации песков с помощью

гидроциклонов [90].

196

Пески -3+0 мм

Гидроциклон 750

Гидроциклон 500

Гидроциклон 350 Гидроциклон 500

Пески -3+0,03 мм

Слив -0,03 мм

Пески Пески

Пески

Пески -0,15 мм

Гидроциклон 150

Пески

Гидроциклон 150

Пески

Гидроциклон 75

Пески -0,15+0,02 ммСлив -0,02 мм

Рис.14.5 Схемы использования гидроциклонов для классификации

с высокой эффективностью

14.5. Возможности промывки и отмучивания

Промывка является высокопроизводительным процессом, применимым

для крупнокусковых руд (табл. 14.4). Области промывки постоянно расширя-

ются. Эффективной оказалась промывка руды после среднего дробления на тра-

диционно не промываемой руде на Норильской обогатительной фабрике.

Отмучивание традиционно используется для получения концентратов

каолина.

Таблица 14.4

Возможности промывки и отмучивания

Фирма

Тип моечной машины

Круп-

ность ру-

ды, мм

Произво-

дитель-

ность, м

/ч

ОАО Завод «Труд», г. Но-

восибирск

Скруббер и сруббер-

бутары мойки и промы-

вочные грохоты

100 – 350 10 – 400

ОАО Иркутский завод тя-

желого машиностроения

Скрубберы, грохоты 100 - 450 25 – 320

Power Screen Грохоты - 200 – 500

TelsmiTH Грохоты 200 - 300 120 - 1000

14.6. Возможности измельчения

Возможности мельниц также связаны с крепостью руды. Так как стерж-

невые и шаровые мельницы пригодны для измельчения руд практически любой

крепости, то их использование считается универсальным решением.

Мельницы самоизмельчения хороши для алмазных и золотосодержащих

руд. Наиболее рациональным является полусамоизмельчение (с добавкой до

8 % по объему мельницы шаров)

с шаровым доизмельчением.

В настоящее время линии производительностью 1 млн т руды в год счи-

таются малыми, линии производительностью 2 – 3 млн т руды в год средними.

197

Линиями большой производительности становятся линии производительностью

7 – 10 млн т руды в год. Уже работают фабрики с производительностью до

30 млн т руды в год на одну линию.

Возможности мельниц представлены в табл. 14.5.

Таблица 14.5

Возможности измельчения

Фирма

Тип

мельницы

Диаметр ба-

рабана, мм

Длина бараба-

на, мм

Объем,

Примечания

Многие фир-

мы

МСЦ

МСП

МШЦ

МШР

ММС

МСС

Трубные

мельницы

900-4500

900-2700

900-6000

1500-10000

2000-3000

1800-6000

1800-3600

1800-8500

1000-8000

400-5000

10500-14000

0,9-85

0,9-18

0,9-221

0,5-208

0,6-380

28-86

рупность, мм

150-750

Урал МЕГА

Сухое произ-

водство и

фракциони-

рование

КИ

(комплекс

измельчи-

тельный с

мельницей

центробеж-

ной МЦ)

Крупность

питания, мм

до 40

Крупность из-

мельченного

продукта

0,00 – 0,2(0,5) мм -

Производи-

тельность,

т/ч

0,5 - 15

Производительность мельниц определяется их объемом и эксперимен-

тально устанавливаемой удельной производительностью по готовому классу.

14.7. Возможности магнитной сепарации

Магнитная сепарация является универсальным процессом, пригодным

для использования как в сухих, так и мокрых процессах и для продуктов в

очень широком диапазоне крупности (табл. 14.6).

Таблица 14.6

Возможности магнитной сепарации

Фирма Тип сепаратора

Крупность питания,

мм

Производитель-

ность, т/ч

НПК «Механобр-техника» ЭБМ

ЭВМ

ЭВС

3-6

до 4

0,074-4

0,075-60

1-12

0,3-12

ЗАО «Луганский машзавод» ЭБМ - 270-400 м

/ч

УГМК «Рудгормаш», г. Во-

ронеж

ПБС

ПБМ

ЭБМ

ЭВС

ЭВМ

0-30

0-6

0-1

0,1-4

0,4-4

80-500

100-250

250-400

0,3-12

20-25

ПГ «Магнитный сепаратор» ПБС

ПЛБС

ПБМ

до 50 и 100

до 50

1-6

до 180 и 350

60-260

130-250

198

Для сильномагнитных руд применяют магнитные сепараторы на посто-

янных магнитах, причем область их применения в связи с появлением постоян-

ных магнитов с большой напряженностью магнитного поля растет.

Для слабомагнитных руд приходится применять электромагнитные, а

также полиградиентные сепараторы.

В настоящее время выпускается большая номенклатура магнитных се-

параторов на постоянных магнитах на основе

материала Nd-Fe-B с магнитной

индукцией на поверхности рабочих органов до 1,7 Тл для разделения материа-

лов крупностью 0,01 – 3; 0,1 – 50; 0,1 – 100; 0,1 – 150 мм (последние с индукци-

ей до 0,5 – 0,7 Тл) (НПФ ЭРГА).

Производятся также сепараторы на основе постоянных магнитов из

Nd-Fe-B, отделяющие металлы от непроводящих частиц за счет наведения в

них ЭДС вращающимся магнитным полем.

14.8. Возможности электрической сепарации

Электрическая сепарация отличается тем, что используемые для разде-

ления частиц силы малы. В связи с этим максимальная крупность разделяемых

частиц находится в пределах 3 – 5 мм. Ограничены и конструктивные размеры

сепараторов, поэтому они имеют небольшую производительность (табл. 14.7).

Таблица 14.7

Возможности электрической сепарации

Фирма Тип сепаратора Крупность

питания, мм

Производительность,

т/ч

НПК «Ме-

ханобр тех-

ника» и др.

Коронноэлектростатические

Трибоэлектростатические

-4+0,071

-3+0,071

1 – 20

4 – 20

Разработан трубчатый электростатический сепаратор с коронирующим

электродом [92], позволяющий создать аппараты с существенно большей про-

изводительностью. Существенным расширением возможностей обогатитель-

ных процессов является трибоэлектрическая сепарация весьма тонких частиц

[117].

Огромным ограничением на использование электрической сепарации

является ограничение по влажности разделяемых продуктов. Продукты, как

правило, необходимо перед электрической сепарацией сушить, а часто и

нагре-

вать.

199

14.9. Возможности гравитационных процессов

Гравитационные процессы развиты в такой степени, что предоставляют

возможности конструировать схемы обогащения на их основе любой произво-

дительности (табл.14.8).

Тяжелосредные сепараторы

Тип Диаметр, мм Длина, мм

Крупность

питания, мм

Производи-

тельность, т/ч

Объем,

Барабанный

СЭ, СБЭ

1800-2500 1800-2500 -150+30 40-120 -

Конусный D 3500-6000 - -100+6 100-700 17,2-84

Отсадочные машины ОАО «Завод «Труд»»

Тип

Площадь решет, м

Крупность

руды, мм

Производительность, т/ч

МОД 0,18-3,0 0,5-30 0,9-200

ОПМ 2,5-15 -4 25-125

ОПС 2,5-8,0 -4 30-12

Воздушные сепараторы фирмы «Гормашэкспорт», г. Новосибирск

СЕПАИР

Руда до 30 (50) мм

Уголь до 50 (100) мм

Производительность 45-220 т/ч

Концентрационные столы ОАО «Завод «Труд»»

Тип СКО

Площадь дек, 7,5-45 м

Крупность питания -3+0,04 мм

Производительность 0,05-20 т/ч

Конусные сепараторы «Завод «Труд»»

Тип СК

Площадь дек 3-7 м

Крупность питания -1+0,2 мм

Производительность 20-120 т/ч

Винтовые сепараторы

Фирма Тип

Крупность пита-

ния d

max

, мм

Диаметр же-

лоба, мм

Производи-

тельность, т/ч

ЗАО «Спирит» СВ, ШВ -2+0,03 250-500 0,1-1,6

Усольский завод горно-

го оборудования

СВ, ШВ

ШВ

-2+0,03

-0,5

750-1000

250-2000

0,1-12,0

0,05-20,0

Центробежные концентраторы

Фирма Тип Крупность

питания, мм

Масса кон-

центрата, кг

Производи-

тельность, т/ч

Knelson KC-XD

(порционная

разгрузка)

KC-CVD

(непрерывная

разгрузка)

PC-400

-6

-3,2

-30

2-140

1-50 %

от сы-

рья

0,9-1000

4-250 м

/ч

2,5

Falcon SB, C -6+1,4 - 0,025-392