Козин В.З. Исследование руд на обогатимость

Подождите немного. Документ загружается.

249

дистен, ставролит, силлиманит, а также формовочные и стекольные пески. Ос-

новными аппаратами для обогащения приняты многоярусные конусные сек-

торные сепараторы [109] (рис. 16.2). Затраты на 1 рубль товарной продукции

составляют 0,82 рубля.

Рис. 16.2. Схема цепи аппаратов обогатительной установки по переработке хвостов «Успех»

1 – земснаряд с насосом 8 Гр; 2 – шпальтовый грохот (δ=3 мм); 3 – насос песковый 8 Гр; 4 -

шпальтовый грохот (δ=2 мм); 5 – струйный зумпф, V= 300 м

; 6 – насос песковый НПБР-250;

7 – трехструйный пульподелитель; 8 - сгустительный конус диаметром 1,6 м; 9 – конусный

секторный сепаратор (КСС) диаметром 3 м (3 шт.); 10 – насос песковый 5 Гр; 11 – промпро-

дуктовый КСС диаметром 3 м (1 шт.); 12 – насос песковый ПР-63 (3 шт.); 13 – перечистной

КСС диаметром 3 м (90°); 14 – зумпф, V= 60 м

;15 – концентратовоз, Q=12 т

Опытно-промышленная установка производительностью 80-90 м

/ч для

оценки возможностей обогащения россыпей разработана в ЗАО «Корпорация

МАКС Вальтер» [110]. Установка позволяет извлечь не только крупное, но и

мелкое и тонкое золото (рис. 16.3). В процессе промывки и грохочения удаляет-

ся до 75 % пустой породы. В итоге на шлюзы поступает в 2-3 раза более бога-

тый продукт. Шлюзы мелкого наполнения оснащены

ковриками авторской кон-

струкции, обеспечивают улавливание тонких и дисперсных золотинок. Испы-

тания показывают, что обычно гравитационно не извлекаемого золота в россы-

пи может оказаться столько же, сколько обычно извлекается на обогатительных

установках.

12 15

Хвосты на производство

формовочных и стеколь-

ных песков

В отвал

Коллективный

концентрат

(тяжелая фракция)

250

Загрузка эфелей в бункер

Контрольное грохочение

(колосниковый грохот)

I стадия грохочения

(виброгрохот)

II стадия грохочения

(виброгрохот)

I стадия обогащения

(шлюз мелкого наполнения)

III стадия грохочения

(колосниковый грохот или шпальтовая сетка)

Самородкоулавливатель

Хвосты в отвал

Подшлюзки

Отвальные

хвосты

Серые шлихи

«Золотая головка»

(крупность золотин более 0,5 мм)

Серый шлих

на ШОУ

+100 мм в

отвал

+35 мм

В отвал

-35 мм

+5 мм

В отвал

-5 мм

-3 мм+3 мм

Рис. 16.3 Технологическая схема опытно-промывочного комплекса

Электрическое обогащение. Материал обогащают в крупности –

2(3) мм, разделенный на узкие классы, при этом чаще всего материал надо на-

гревать до 323-370 К. Схема испытаний должна содержать 3 – 4 перечистки в

связи с плохой сепарационной характеристикой. Кроме того, в связи с много-

мерностью процесса требуется подбор оптимальных условий разделения.

Магнитное обогащение. При крупности – 25(40)

мм применяют сухую

магнитную сепарацию для выделения отвальных хвостов из сильномагнитных

руд. Желательна классификация на классы + 6 мм и – 6 + 0 мм. Получение кон-

центратов проводят обычно при меньшей крупности – 3(-0,5) мм в несколько

стадий.

Слабомагнитные руды обогащают в крупности – 3(5) мм. С помощью

обжига можно изменить фракционную характеристику для использования се-

параторов со слабым полем

, но этот вариант более дорогой.

В НПП «Укрэкология» создана передвижная технологическая установка

для обогащения слабомагнитного сырья с удельной магнитной восприимчи-

востью (8-90)

-7

/кг на двух шасси автомобиля КрАЗ-257 [111].

Установка включает в себя щековую дробилку ЩДС-2,5х9, валковую

дробилку ДГ-400х400, магнитный барабанный сепаратор ПБСС-90х110, два

грохота ГИТ-11 и ГИТ-12 и четыре конвейера шириной 500 мм.

251

Барабанный сепаратор ПБСС-90х110 имеет индукцию магнитного поля

0,65 Тл. Производительность установки 30-60 т/ч на материале крупностью

10 (20)-0 мм.

Флотация . Флотацию применяют для материала крупностью менее 0,2

мм. Установление конкретной крупности является предметом специальных,

предваряющих флотацию испытаний. После установления этой крупности в

связи с многомерностью процесса необходим поиск оптимальных условий фло-

тации,

куда входят тип флотационных реагентов, их расход, содержание твер-

дого, продолжительность контакта и т. п. На это накладывается необходимость

поиска схемных решений в связи с плохой сепарационной характеристикой.

Для относительно сложной руды месторождения «Янтарное» в

ЗАО «Механобр-инжиниринг» выполнены следующие работы – определен хи-

мический и минералогический состав руды: в ней оказалось

халькопирита 1,1

%, сфалерита – 0,8 %, пирита – 0,4 %, арсенопирита – 0,4 %, гидроокислов же-

леза – 1 %. Вмещающая порода – кварц-хлоритовые и кварц-серицитовые мета-

соматиты – изучена текстура и структура руды. Руда имеет массивную тексту-

ру, вкрапленность весьма неравномерная.

С использованием микрозондового анализа показано, что сфалерит

(марматит) содержит 54-55 % цинка вместо 66-67 %, соответствующих сфале-

риту, и 11-12 % железа в форме изоморфной примеси

в решетке минерала.

На основе опыта работы медно-цинковых обогатительных фабрик Ура-

ла были выбраны реагентные режимы. Испытания сочетаний собирателей бу-

тилового ксантогената, Z-200Р, ИБК и аллилового ксантогената позволили вы-

брать сочетание «бутиловый и аллиловый ксантогенаты». В итоге успешно ис-

пытана по принципу непрерывного процесса схема (рис. 16.4), на которой по-

лучены

результаты (табл. 16.1). В промышленных условиях для получения цин-

кового концентрата с массовой долей цинка до 45 % следует увеличить число

перечистных операций до трех-четырех.

252

Руда

Медная флотация - 2 мин.

Основная медная флотация - 8 мин.

Медная перечистка - 3 мин. Контрольная флотация - 4 мин.

Основная цинковая флотация - 8 мин.

Цинковая перечистка - 2 мин. Контрольная цинковая флотация - 4 мин.

Цинковый

концентрат

Хвосты

Медный

концентрат

Медная

«головка»

СаО - 2000 г/т

Nа

SiО

- 200 г/т

Измельчение 80 %

класса -0,074 мм

рН - 7

Аллил. ксантогенат - 0,5-1 г/т

Бутиловый ксантогенат - 2 г/т,

Аллил. ксантогенат - 6 г/т,

МИБК - 3 г/т

Бутиловый ксантогенат - 1 г/т,

Аллил. ксантогенат - 2 г/т,

МИБК - 3 г/т

СаО - 1000 г/т

Агитация CuSO

- 150 г/т

Агитация бутиловый ксантогенат. - 10 г/т,

Бутиловый аэрофл. - 10 г/т, МИБК - 5 г/т

Nа

SiО

- 100 г/т

Бутиловый ксантогенат - 2 г/т

Бутиловый аэрофл. - 2,5 г/т

Св. СаО - 220 мг/л

Рис. 16.4 Схема проведения заключительных опытов

Таблица 16.1

Результаты заключительных опытов обогащения медно-цинковой руды

месторождения Янтарное

Содержание, % Извлечение, %

Продукты

Выход,

Cu Zn Cu Zn

Медная «головка» 0,5 17,4 6,0 21,1 7,1

Медный концентрат перечистки 1,4 19,0 11,0 64,6 36,5

Цинковый продукт 0,4 3,8 35,0 3,6 33,2

Хвосты 97,7 0,045 0,10 10,7 23,2

Руда 100,0 0,41 0,42 100,0 100,0

Медный концентрат общий 1,9 18,6 9,7 85,7 43,6

Сгущение, фильтрование. Испытания обычно проводятся отдельно. В

простых случаях для этого проводят опыт по сгущению в цилиндре, после чего

рассчитывают диаметр сгустителя, увеличив расчетную площадь сгущения на

20-30 % для учета неравномерности нагрузки. В сложных случаях при отсутст-

вии четкой границы между оседающей фазой и сливом площадь сгущения нуж-

253

но выбирать по допустимым потерям твердого в сливе, для чего следует про-

вести опыты с измерением этих потерь.

Показатели фильтрования подсчитывают на основании опытов с фильт-

ровальной воронкой методом присасывания или налива.

В ЗАО НТЦ «Бакор» установлена лабораторно-экспериментальная ус-

тановка с керамическими фильтрующими элементами ВДФК-0,25, а также ла-

бораторные фильтрующие

установки с фильтротканью. Для укрупненных про-

мышленных испытаний непосредственно на обогатительных фабриках разрабо-

таны установки ВДФК-3 с площадью фильтрации 3 м

[113].

Установки ВДФК-15 (30,45) позволяют получать концентраты влажно-

стью 5-8 % при удельной производительности 1-1,5 т/м

ч на весьма тонком ма-

териале – 86 % класса -0,044 мм. (Для сравнения – тканевый вакуум-фильтр

имеет удельную производительность 0,1-0,15 т/м

ч, а влажность кека составля-

ет 12,5 %).

Установочная мощность дискового вакуум-фильтра с керамическими

фильтрующими элементами с площадью фильтрации 45 м

составляет 15 кВт, а

для аналогичных фильтров с фильтротканью необходима мощность

125-175 до 340 кВт, кроме того, в год расходуется около 1000 м

ткани, а кера-

мические элементы служат 3 года и более.

254

Глава 17.

ПРИМЕРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГЛАМЕНТОВ

17.1. Объем и содержание регламентов

Технологический регламент – достаточно объемный документ. В каче-

стве примеров предоставляются предельно сжатые варианты технологических

регламентов или их частей, характерных для различных фабрик.

Технологический регламент оформляют в соответствии с

ГОСТ 7.32-2001 «Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и пра-

вила оформления».Это отличает

его от основного текста книги. Так, по-

другому, чем в основном тексте, оформлены таблицы и рисунки.

Несмотря на то, что содержание технологического регламента предо-

пределяется изложенными в п. 1.2 методическими материалами, реальные тех-

нологические регламенты могут несколько отличаться по объему и содержанию

от предписываемого. Во-первых, потому, что методические материалы, разра-

ботанные для разных отраслей и даже организаций, отличаются друг от друга,

во-вторых, бывают различными полнота и достоверность исходных данных и

уровень требований к объему представляемых в регламенте сведений.

В частности, по-разному насыщают регламент сведениями, получаемы-

ми при исследовании на обогатимость, по-разному обосновывают рекомендуе-

мое оборудование – от указаний типов

до детальных расчетов, недостаточно

обоснованными могут быть рекомендации по метрологическому обеспечению и

автоматизации производства и т. п. Это связано с тем, что многие из этих во-

просов должны быть уточнены или выбраны при проектировании либо при

дальнейших испытаниях руды.

Окончательный вариант технологического регламента – это согласован-

ный с заказчиком и проектной

организацией по объему и содержанию доку-

мент, на основе которого начинается проектирование обогатительной фабрики.

17.2. Пример технологического регламента

переработки магнетито-гематитовых руд*

ВВЕДЕНИЕ

Технологический регламент переработки магнетито-гематитовых руд

разработан на основании результатов выполненных исследований, а также дан-

ных укрупненных испытаний, проведенных в ОАО «Уралмеханобр» и рудо-

испытательной станции Криворожского

горно-обогатительного комбината

окисленных руд.

Рудные тела представлены магнетитовыми и гематито-магнетитовыми

разновидностями кварцитов со средней массовой долей железа 32,4 и 35,1 %.

Текстура кварцитов тонко- и среднеслоистая, структура тонковкрапленная. Ос-

новными рудными минералами являются магнетит и гематит. Массовая доля

*Представлен Зайцевым Г. В.

255

магнетитового железа в руде колеблется в пределах 18,7-27,0 %. Сульфиды

представлены пиритом и халькопиритом.

По результатам проведенных исследований из руды с массовой долей

железа 32,46 % при конечном измельчении 98 % кл. -0,044 мм получен концен-

трат с массовой долей железа 68,78 % при выходе 36,6 %.

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Месторождение представлено пластообразными залежами железистых

кварцитов мощностью от 2 до 60 м

, залегающими согласно с вмещающими по-

родами и вместе с ними собранными в крупные складки, осложненные допол-

нительными мелкими складками. Падение залежей западное, восточное и севе-

ро-западное под углами 60-85°, местами вертикальное. Длина рудных злежей

по поверхности меняется от 850 до 3600 м. На глубину залежи прослежены до

200-400 м.

Зона окисленных руд на

месторождении не имеет в плане повсеместно-

го распространения. Глубина распространения ее колеблется от 10 до 210 м, со-

ставляя в среднем 30-60 м.

В зависимости от содержания главных рудных минералов руды место-

рождения подразделяются на следующие типы:

• магнетитовая;

• гематит-магнетитовая;

• окисленная мартитовая;

• гематит-мартитовая.

Магнетитовые кварциты, как правило, тяготеют к висячему

и лежачему

бокам рудной залежи. Гематит-магнетитовые кварциты приурочены к осевой ее

части.

Преобладающими рудными минералами являются магнетит и гематит.

Сульфиды представлены редкими вкраплениями пирротина, пирита и халько-

пирита.

В зоне окисления, кроме мартита, присутствуют гидроокислы железа.

Основной нерудный минерал – кварц, присутствуют амфибол, плагиоклаз, хло-

рит, апатит.

Текстура руд полосчатая, местами

с тонкими секущими прожилками

кварца, амфиболов, хлорита и карбонатов.

Структура магнетитовой руды от мелкозернистой до тонкозернистой. В

гематит-магнетитовой руде преобладает тонкозернистая структура. Характер-

ной особенностью руд является очень тонкое прорастание рудных и нерудных

минералов.

Из вредных компонентов в рудах присутствует фосфор.

Массовая доля серы и других вредных примесей незначительна.

256

2. ОБЗОР РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Были исследованы три пробы магнетитовой и гематит-магнетитовой ру-

ды с целью технологической оценки и разработки принципиальной схемы обо-

гащения. Массовая доля железа в исходной руде по пробам – 32,08 %, 35,43 %,

33,9 %.

Из вредных примесей в пробах содержится фосфор (0,18÷0,27 %). Из

легирующих примесей в руде присутствуют титан, марганец и молибден.

Ввиду тонкой вкрапленности (0,001÷0,10 мм) рудных минералов в не-

рудных, тесного их взаимопрорастания, наличия в руде гематита, мартита, гид-

роокислов железа и железосодержащих силикатов руды, исследования пробы

руды отнесены к труднообогатимым.

Выполнены исследования по сухой магнитной сепарации исходной ру-

ды в крупности 25-0 мм с целью выявления возможности выделения отвальных

хвостов. Установлено, что

проведение сухой магнитной сепарации целесооб-

разно для выделения отвальных хвостов. Выход хвостов сухой магнитной сепа-

рации по пробам в крупности 25-0 мм составляет от 30,7 до 37,9 % массовая

доля железа общего – 12,07-19,46 %, магнетитового – 5,14-6,9 %. В крупности

10-0 мм выход хвостов составил 23,4-26,5 %, массовая доля железа – 10,08-

13,36 %.

Учитывая тонкую и неравномерную вкрапленность магнетита, измель-

чение до конечной крупности 98 %

класса -0,044 мм проводилось в три и четы-

ре стадии.

В результате мокрой магнитной сепарации получены магнетитовые

концентраты в количестве 26,86-36,6 % с содержанием массовой доли железа

66,99-68,78 % и хвосты с содержанием массовой доли железа от 10,43 до

21,84 %, кроме того, получен промпродукт с массовой долей железа 24,34 -

- 42,6 %.

Проведены исследования хвостов мокрой магнитной сепарации с целью

выделения из них концентрата и отвальных хвостов. Проводилась мокрая маг-

нитная сепарация в сильном поле, в результате которой получены отвальные

хвосты с массовой долей железа 12,76-9,23 %, а концентраты получить не уда-

лось. При гравитационном анализе хвостов мокрой магнитной сепарации полу-

чен гематитовый концентрат с массовой долей железа 55,07-54,56 % и отваль-

ные хвосты с

массовой долей железа 10,53-9,02 %. Обжиг-магнитное обогаще-

ние немагнитных продуктов магнитной сепарации в слабом поле позволило

выделить концентраты с массовой долей железа 54,66-53-61 %, выход их соста-

вил 26,37-15-56 %.

С целью получения гематитового концентрата из хвостов мокрой маг-

нитной сепарации были проведены опыты по прямой и обратной флотации.

При применении прямой флотации получены хвосты

с массовой долей железа

15,97-10,61 % и концентрат с массовой долей железа 40,74-42,18 %, при обрат-

ной флотации удовлетворительных результатов не получено.

257

3. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ИСХОДНОЙ РУДЫ

3.1. Химический и фазовый состав

Результаты полного химического анализа исходной руды представлены

в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты полного химического анализа исходной руды

Элементы Массовая доля, % Элементы Массовая доля, %

SiO

43,1 P 0,3

1,5 P

0,69

Fe 33,2 Cr

0,025

FeO 11,44 V

0,013

34,67 S общ. 0,20

CaO 2,33 Ni <0,01

MgO 3,05 Co <0,01

O 0,40 Cu <0,005

O 0,37 Zn <0,015

Ппп 1,82 Pb <0,01

TiO

0,159 Cd <0,005

MnO 0,69 Итого 100,067

Массовая доля железа общего в исходной руде 33,2 %, магнетитового

22,0 %.

Характерной особенностью руды является кислый состав вмещающих

пород ввиду высокого содержания двуокиси кремния – 43,1 % и низкого со-

держания окиси кальция и магния – 2,33 и 3,05 %.

Массовая доля фосфора в руде 0,3 %.

Вредные примеси: сера – 0,2 %, медь, цинк, свинец присутствуют в не-

значительном количестве.

Из легирующих примесей в

руде присутствует диоксид титана 0,159 % и

марганец 0,5 %.

Результаты фазового анализа руды представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Результаты фазового анализа руды

Массовая доля, %

Формы

проявления железа

абсолютная относительная

Железо общее 33,2 100,0

Железо рудное, в том числе: 31,88 96,0

железо, связанное с магнетитом 20,90 63,0

железо, связанное с гематитом 10,97 33,0

Железо нерудное: 1,32 4,0

железо, связанное с силикатами 1,32 4,0

железо, связанное с сульфидами сотые доли % -

258

Из табл. 3.2 следует, что основные формы проявления железа в руде –

магнетит, гематит и железо силикатное. Относительное содержание железа

магнетитового в руде 63,0 %, гематитового 33,0 %, силикатного 4,0 %.

3.2. Минералогический состав руды

Макроскопически это темно-серая, до черного, руда с резко выделяю-

щейся полосчатой текстурой, обусловленной чередованием черных рудных и

темно-серых безрудных или слабо

минерализованных прослоев разной ширины

и насыщенности рудными минералами. Обычно широкие (20,0-5,0 мм) рудные

полоски распадаются на большое количество более узких (5,0-1,0 мм), выкли-

нивающихся или переходящих в слабо минерализованные прерывающиеся

вкрапления. Обычно плоскости скола, проходящие параллельно спайкам, не-

ровные и занозистые, но в части образцов они ровные, блестящие, шелковис-

тые.

На приполированной поверхности

аншлифов выявляется очень тонко-

зернистая сливная структура, иногда прерываемая редкими вкраплениями

сульфидов размером до 1 мм. В некоторых участках керна они представлены

гнездами размером 50-40 мм и сложены крупнозернистыми агрегатами пирита.

Рудные минералы иногда секутся тонкими (0,5-1,0 мм) их жилками, а также

проникают во внутрь слойков в виде постепенно затухающей вкрапленности.

Чисто безрудные

полосы имеют также тонко-микрозернистое строение

и представлены кремнистыми образованиями, часто рассеченными тонкими

(1,5-1,0 мм) жилками кальцита. На плоскостях их скола, по трещинкам, наблю-

даются желтовато-коричневые пленочки окислов железа.

Кроме чисто кварцево-карбонатных участков и полосок отмечаются

также скопления и спайки темноцветных минералов.

При микроскопическом исследовании полированных шлифов установ-

лено,

что образцы с шелковистым блеском на плоскостях скола представлены

агрегатами гематита с редкими вкраплениями магнетита, а черные полоски с

неровным сколом – магнетитом с переменным количеством гематита.

Частота вкраплений рудных минералов варьируется в широких преде-

лах – от густой, почти сплошной, через равномерную, насыщенности до рассе-

янно-редкой и даже единичных зерен.

Структура

руды только кристаллически-зернистая, среди которой мож-

но выделить:

- по размерам зерен: средне-, мелко-, тонкозернистая;

- по форме зерен: аллотриоморфнозернистая, реже гипидиоморфнозер-

нистая, пластинчатая, игольчатая;

- отложения: зернистая, сидеронитовая, скрытокристаллическая;

- коррозии: скелетная, графическая, остатков от замещения;

- перекристаллизации: порфировидная, пойкилитовая.

В минеральном составе рудных минералов преобладают магнетит и ге-

матит, редко

присутствуют сульфиды, окислы железа и марганца. Породообра-