Козин В.З. Исследование руд на обогатимость

Подождите немного. Документ загружается.

210

По существу это аналог относительной технологической величины –

выхода продукта. Выход продуктов определяется по результатам технологиче-

ских опытов, как при испытании отдельных операций, так и при лабораторных

испытаниях всей схемы, т. е. известен на самых первых стадиях разработки схе-

мы обогащения. На этом этапе и нужны хотя бы приблизительные относитель-

ные экономические

оценки.

Обобщение удельных капитальных и эксплуатационных затрат, выпол-

няемых в разных экономических условиях, приводит к результатам, представ-

ленным в упрощенном виде в табл. 14.15.

Для сравнительного сопоставления на рис. 14.10 представлена структу-

ра удельных капитальных и эксплуатационных затрат для фабрик.

Таблица 14.15

Удельные капитальные и эксплуатационные затраты, у.е./т

Наименование операций Капитальные К

Эксплуатационные С

Крупное дробление 0,35 1,3

Среднее и мелкое 0,8 0,2

Брикетирование 0,2 0,2

Усреднение 0,4 0,08

Измельчение 0,4 0,5

Самоизмельчение 1,0 0,6

Классификация 0,4 0,2

Подгото-

витель-

ные про-

цессы

То же в гидроциклонах 0,05 0,03

Сортировка 0,4 0,4

Тяжелые суспензии 0,62 0,2

Отсадка 0,03 0,02

Концентрацион. столы 0,8 1,23

Магнитная сепарация

1ст.

0,4 0,12

Эл. магнитная сепарация

1ст.

1,2 0,7

Процессы

обогаще-

ния

Электрическая сепарация

1ст.

0,3 0,13

211

Флотация, 30 мин 0,4 0,2

Пенная сепарация 0,95 0,25

Выщелачивание

кучное

Общие по предпри-

ятию 20 – 25 % по

сравнению с обыч-

ной схемой

Общие по предпри-

ятию 40 % по сравне-

нию с обычной схе-

мой

Сгущение 0,6 0,05

Фильтрация 2,3 0,75

Сушка или обжиг 2,6 0,7

Складирование хвостов 1,6 0,7

Заключи-

тельные

процессы

Оборотное водоснабже-

ние

0,9 0,2

К С

ОВ

у.е.

ДИ

Сорт

ТС О КС МС ЭМС ЭС Фл Пен.ССг Ф С ХХ

Три стадии

Одна стадия

=60 мин

=30 мин

Рис.14.10. Удельные капитальные К и эксплуатационные С затраты

по процессам (данные в табл.14.15)

Несколько другие величины удельных капитальных и эксплуатацион-

ных затрат получены по результатам других оценок (табл. 14.16 и 14.17).

Таблица 14.16

Удельные капитальные К и эксплуатационные С затраты

(затраты на среднее и мелкое дробление приняты за единицу)

Операции К, отн. ед/т С отн. ед/т

Крупное и среднее дробление 1,5 1,0

Среднее и мелкое дробление 1,0 1,0

Грохочение 0,1 0,15

212

Измельчение стержневое 1,3 8,0

Измельчение шаровое 2,3 11,0

Классификация 0,3 1,0

Обжиг 11,5 25,0

Отсадка 0,2 0,7

Концентрационный стол 2,2 5,0

СМС 0,75 0,9

ММС 0,2 0,5

Флотация 0,5 1,2

Обезвоживание 0,15 0,5

Фильтрование 1,0 3,0

Сушка 4,5 7,0

Хвостовое хозяйство 6,0 8,0

Погрузка концентрата 0,5 0,8

Таблица 14.17

Соотношение удельных капитальных и эксплуатационных затрат и расход

электроэнергии по операциям [102] (за единицу приняты капитальные

затраты на среднее и мелкое дробление (350-16 мм))

Затраты, отн. ед. Технологические операции

капи-

тальные

эксплуа-

тацион-

ные

Расход

электро-

энергии,

кВт. ч/т

1. Крупное дробление (до 350 мм) 0,33 0,12 0,20

2. Среднее и мелкое дробление (350-16 мм) 1 0,33 1,87

3. Усреднение дробленой руды 0,35 0,08 0,61

4. Бункерование дробленой руды 1,01 0,19 0,84

5. I стадия измельчения до 65 % класса

-0,074 мм

0,57 0,54 5,88

6. I стадия классификации (в спиральном

классификаторе)

0,48 0,11 0,1

7. I стадия магнитной сепарации в

ПБМ-ПП-150/400

1,30 0,20 0,64

8. II стадия магнитного обогащения,

I прием в ДР-335

1,14 0,24 15,00

9. II стадия магнитного обогащения,

II прием в ДР-335

0,91 0,18 15,00

10. II стадия измельчения до 99 % класса

-0,074 мм

1,15 0,62 20,92

11. II стадия классификации в гидроциклоне 0,28 0,21 0,39

12. Реагенты на флотацию - 0,39 2,46

13. Флотация магнитных концентратов 1,35 0,35 2,46

14. Сгущение флотационного концентрата 0,43 0,03 0,39

15. Реагент на сгущение - 0,05 -

16. Фильтрация флотоконцентрата 1,6 0,60 24,68

213

17. Реагенты на фильтрование - 0,003 -

18. Складирование и погрузка концентрата 0,35 0,07 -

19. Очистка сточных вод 0,42 0,04 16,24

20. Реагенты на очистку - 0,15 -

Итого расходов по переделу обогащения 12,7 4,48 -

Все экономические оценки даны в относительном виде, так как абсо-

лютные значения непрерывно меняются.

14.15. Сравнение вариантов технологических схем

Сравнивать варианты технологических схем следует на основе сопос-

тавления возможных капитальных и эксплуатационных затрат на обогащение.

Глубина, детальность и достоверность экономических расчетов не ос-

таются неизменными. Они должны увеличиваться по мере

углубления техноло-

гических исследований. Это предопределяет дифференцированный подход к

методам расчета. При наличии данных лишь лабораторных исследований руды

предварительные расчеты могут базироваться на усредненных экономических

показателях, характеризующих отдельные процессы, и на лучших достигнутых

показателях технологии. На стадии полупромышленных испытаний расчеты

должны базироваться на нормативных данных и фактических данных фабрики -

аналога.

Эксплуатационные и капитальные затраты в табл. 14.15, 14.16 и 14.17

приведены на 1 тонну поступающего на операцию продукта.

Для предварительной экономической оценки при выборе схемы следует

найти относительные удельные капитальные затраты:

∑

KK γ

и относительные удельные эксплуатационные затраты:

∑

ЭЭ γ

где γ

– выход (доля) продукта, поступающего в i-ю технологическую опера-

цию;

– относительные удельные капитальные затраты для отдельных опера-

ций, принимаемые по таблицам 14.15,14.16 и 14.17;

– относительные удельные эксплуатационные затраты для отдельных

операций, принимаемые по таблицам 14.15, 14.16 и 14.17.

Сравнение вариантов схем основывается на сопоставлении приведен-

ных затрат:

З=Э+Е

К,

где Е

– нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

При различной стоимости конечных продуктов нужно относительные

величины Э и К переводить в абсолютные, в частности, по аналогии с дейст-

вующими фабриками.

214

Так как при разных схемах обычно бывают различные показатели по

извлечению, то следует сравнивать приведенные к извлечению затраты

2н2

1н1

εε

KEЭKEЭ

−

Для многокомпонентной руды в знаменателе следует подставлять взве-

шенное по стоимости компонентов суммарное извлечение:

∑

−

KEЭ

εε

Так как процессы предварительного обогащения позволяют вывести по-

роду в голове процесса, то можно оценить целесообразность их использования.

Пусть приведенные затраты на разработанную схему без предварительного

обогащения составляет З

, а с предварительным обогащением З

=З

по

+З

(1-γ

по

где γ

по

– выход породы в результате предварительного обогащения.

Из условия З

=З

найдем минимально необходимый выход породы γ

по

=З

по

+З

(1-γ

по

)

отсюда

пo

Из таблиц видно, что З

по

составит не более 10 % от З

. Это значит, что

при выходе породы начиная с 10 %, предварительное обогащение экономиче-

ски эффективно.

Метод прямых расчетов может дать относительно точный ответ на по-

ставленные вопросы, но он связан с полными сметными расчетами и, по суще-

ству, обычно завершает работу по подготовке фабрики к строительству и экс-

плуатации. При этом многие

варианты технологических решений уже отсечены

на этапе разработки именно технологической схемы. Это отсечение целесооб-

разно сопровождать предварительными расчетами капитальных и эксплуатаци-

онных затрат на основе формул и данных, позволяющих укрупненно оценивать

роль тех или иных операций в формировании капитальных и эксплуатационных

затрат (см. табл. 14.15).

14.16. Современная обогатительная фабрика.

Медно-цинковая фабрика

Antamina, Перу [103]

Строительство фабрики началось в 1998 г., а введена она в эксплуата-

цию в 2001 г.

Структура капвложений в предприятие, в млн долларов:

- горное оборудование 286

- обогатительная фабрика 783

- трубопровод и портовые сооружения

с фильтрованием 266

- подъездная дорога 140

215

- прочие расходы 339

Итого основной капитал 1814

- приобретение лицензии, отвод земли,

инженерные изыскания, проектные работы 204

- оборотный капитал 211

Всего 2229

Рудник добывает одновременно несколько (шесть) типов руд, но пере-

рабатываются они поочередно на одной секции. Установлена одна первичная

дробилка 1525х226 мм. Организован склад крупнодробленой руды. Произво-

дительность фабрики 27,0 млн т руды в год

На фабрике одна мельница полусамоизмельчения 11,6 м с приводом

мощностью 20 тыс. кВт и три шаровые мельницы сливного типа 7,32х11 м

мощностью по 11200 кВт. Классификация в гидроциклонах.

Флотация во флотомашинах объемом 100 м

Особенности – селективная добыча и переработка разносортных руд на

одной секции и устройство напольных складов для крупнодробленой руды.

Структура фабричной себестоимости, %

Зарплата - 22

Подрядчики - 14

Технологическое обслуживание - 14

Электроэнергия - 13

Реагенты - 6

Топливо - 6

Измельчающая среда - 5

Прочие - 20

Рис. 14.10. Фабрика Antamina.

Принципиальная технологическая схема изображение по работе [103]

Современные рудоподготовительные комплексы обогатительных фаб-

рик строят с применением оборудования большой единичной мощности. В ито-

216

ге получают простую технологическую схему с минимальным количеством

операций [104].

216

Глава 15.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХАРАКТЕРИСТИК РУД.

УСРЕДНЕНИЕ РУД И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ

15.1. Влияние изменчивости массовой доли извлекаемого компонента

и других факторов на извлечение

Любой технологический процесс должен быть настроен на переработку

руды определенного состава. Изменение состава руды приводит к изменению

показателей процессов обогащения.

Показано, что извлечение в процессах обогащения непосредственно

связано

с изменчивостью свойств перерабатываемой руды. Чем больше средне-

квадратичное отклонение качества руды S

, тем больше потери извлечения

(рис. 15.1).

Рис. 15.1 Общий характер изменения потерь извлечения ∆ε от S

. (а) и реальное изменение

извлечения меди в коллективный концентрат с увеличением коэффициента вариации V

(б)

меди в питании флотации на СП «Эрдэнэт»

Это несколько упрощенное представление о влиянии изменчивости ру-

ды на потери извлечения. Следует учитывать спектральные характеристики

этой изменчивости, т. е. скорость изменений. Указанный на рис. 15.1 график

изменения потерь извлечения справедлив только для той составляющей дис-

персии S

, которая не снижается за счет сглаживающих свойств технологиче-

ского процесса либо воздействия систем управления.

Опытными переработками партий руды с одной и той же массовой до-

лей молибдена показано, что извлечение металла в концентрат из усредненной

руды на 2 – 2,2 % выше, чем из не усредненной (Жирекенский ГОК) [11].

Обеспечение стабильности сырья в течение 15 – 17 смен

на Карагайлин-

ском ГОКе приводит к приросту извлечения свинца на 5,3 % и цинка на

6,7 %. При этом основное усреднение осуществляется в штабелях в объемах

руды, соответствующих недельной производительности фабрик. Валовое ус-

реднение в штабелях производится на карьерном складе и дробленой руды на

фабричном складе. Целесообразно также перспективное и оперативное плани-

рование ведения

горных работ.

∆

217

15.2. Причины изменчивости качества руды

Рудные минералы распределены в руде неравномерно.

Бедные руды характеризуются правосторонним асимметричным рас-

пределением массовой доли в точечных пробах, отобранных от достаточно

большого рудного блока. На рис. 15.2 представлено реальное распределение

массовой доли молибдена в руде [11]. Это значит, что поступающая на фабрику

руда будет иметь большую изменчивость

во времени, рис.15.3. При этом для

бедных руд будут характерны «всплески» массовой доли молибдена вверх.

Асимметрия распределений создается за счет появления участков руд с

высокой массовой долей компонентов [116].

Снижение отрицательного влияния изменчивости свойств руды воз-

можно путем усреднения и сортировки.

При распределениях массовой доли компонентов в пробах,

близких к

симметричным (уголь, бокситы), и сравнительно малой дисперсии качества це-

лесообразно использование складов-смесителей.

При большой дисперсии качества (фосфориты) целесообразна крупно-

порционная сортировка на условные сорта, внутрисортовое усреднение в сор-

товом складе-смесителе с последующей шихтовкой или раздельной переработ-

кой сортов.

При существенно асимметричных распределениях целесообразна мел-

копорционная сортировка с

целью выделения богатых порций руды или порций

пустой породы с последующей их подшихтовкой к руде или удаления в отвал.

Сортировка самосвалов на руднике Мурунтау по вещественному соста-

ву рудной массы позволяет выделить из нее 23,5 % некондиционной руды с

массовой долей золота 1,43 г/т, направляемой на обогащение и 76,5 % забалан-

совой руды, направляемой

на накопительный склад. Массовая доля золота

0,68 г/т [71].

Для сравнительно богатых руд возможна левосторонняя асимметрия

(рис.15.4). График изменения качества поступающей на фабрику руды будет

иметь характерные «всплески» вниз (рис. 15.5).

Порода

Богатые забалансовые руды

Бедные забалансовые руды

0,100,20,30,4

N=700 проб

,%α

Рис. 15.2 Правоасимметричное распреде-

ление массовой доли молибдена в пробах

руды, отгружаемой в карьере

Рис. 15.3 Изменчивость массовой доли в

руде для правоасимметричных распреде-

лений (для бедных руд)

218

Асимметрия распределения создается за счет включений пустых пород

и некондиционных руд.

Распределения массовой доли компонентов в поступающей руде позво-

ляют оценить долю руд различного качества, возможности же управления каче-

ством как руды, так и продуктов обогащения можно оценить лишь рассматри-

вая эти изменения во времени.

15.3. Технологические возможности управления

качеством

продукции на обогатительных фабриках

Показатели работы обогатительной фабрики постоянно меняются. Это

связано с изменением состава и свойств, прежде всего, поступающей на обога-

щение руды.

Обеспечить постоянство всех характеристик руды во времени невоз-

можно, так как свойства руды на различных участках одного и того же место-

рождения различны. Более того, они

различны в пределах участка, разрабаты-

ваемого одной машиной (экскаватором, погрузчиком и т. п.). В итоге любая

описывающая свойства руды величина представляет собою случайную функ-

цию времени. Одной из важнейших характеристик является массовая доля из-

влекаемого компонента в руде

α .

С целью анализа ситуации разложим случайную величину

()

tα в ряд

Фурье, т. е. представим ее как сумму синусоид с амплитудой А

, частотой

ω и

сдвигом фаз φ

(

)

(

)

∑

+⋅=

iii

tAt

ααα

ωsinα

В итоге для обогатительной фабрики можно получить связь между ам-

плитудой изменений

α и частотой (рис. 15.6, а).

Пусть она будет иметь, как на рис. 15.6, а, равномерную «мощность»,

т. е. колебания различной частоты

будут иметь равные амплитуды А. Так как

частота связана с периодом изменений

формулой

t, мин

% ,α

Рис. 15.4 Гистограмма распределения

массовой доли железа для Качканарского

месторождения

Рис. 15.5 Реальный график изменения

массовой доли железа в руде, поступаю-

щей на фабрику

Р, %

% ,α