КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

В зависимости от применяемых технологических процессов обогатительные фабрики можно классифицировать следующим образом:

флотационные фабрики – предназначены, главным образом, для обогащения руд цветных и редких металлов, а также неметаллических полезных ископаемых;

гравитационные фабрики – предназначены для обогащения углей, а также ряда руд (марганцевых, хромовых, редкометалльных);

промывочные фабрики – предназначены для обогащения руд черных металлов: железа и марганца, а также фосфоритов и россыпей благородных металлов;

магнитообогатительные фабрики – предназначены для обогащения в основном железных руд;

дробильно-сортировочные фабрики – предназначены для дробления и грохочения богатых железных руд и известняков, для приготовления строительного щебня, сортировки горючих сланцев и углей;

фабрики с комбинированными процессами обогащения – предназначены для обогащения полиминеральных руд, например, вольфрамовых и оловянных, обогащение которых производится с использованием процессов гравитации, флотации, магнитной сепарации. На комбинированных обогатительных фабриках могут перерабатываться руды с различной вкрапленностью и свойствами минералов. Например, при обогащении углей крупные классы обогащаются с применением гравитационных процессов, угольные шламы обогащаются флотационным методом. К комбинированным относят также обогатительные фабрики, на которых наряду с процессами механического обогащения применяются гидрохимические (выщелачивание, осаждение и др.).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Рассмотрим для примера, несколько технологических схем обогащения различных видов полезных ископаемых.

Обогащение медно-цинковых руд. Основными ценными минералами руд данного типа являются халькопирит, сфалерит и пирит (месторождения Гайское, Учалинское, Сибайское и др). В зависимости от содержания пирита, различают сплошные и вкрапленные руды. Данные руды обогащаются с использованием флотационной технологии по селективной или, чаще, коллективно-селективной схеме. Использование коллективно-селективной схемы позволяет значительно упростить схему обогащения, в первую очередь, сократить требуемый «фронт» флотации. На рис. 16.1 представлена технологическая схема обогащения вкрапленной сульфидной медно-цинковой руды Гайского месторождения.

Рис. 16.1. Технологическая схема обогащения вкрапленной медно-цинковой руды Гайского месторождения

Приведенная технологическая схема включает трехстадиальное дробление руды до крупности –25 мм в открытом цикле, усреднение дробленой руды в усреднительном складе, двухстадиальное измельчение руды до крупности 65-70 % класса –0,071 мм, при которой происходит отделение сульфидов от пустой породы. Измельченная руда подвергается флотации по коллективно-селективной схеме с выделением «медной головки» – богатого медного продукта, представленного легкофлотируемыми минеральными формами меди.

В качестве реагента-собирателя используются бутиловый и изопропиловый ксантогенаты калия (по 1-5 г/т), пенообразователя – Т-80 (20-30 г/т). Хвосты флотации «медной головки» направляются на основную коллективную флотацию, хвосты которой после контрольной операции отправляются в хвостохранилище. В основной коллективной флотации используется бутиловый ксантогенат калия (25-40 г/т), Т-80, медный купорос для активации сфалерита (20-30 г/т), в контрольной – те же реагенты при трех-четырехкратно меньшем расходе. Концентрат основной коллективной флотации подвергается доизмельчению до крупности 85-87 % класса –0,071 мм, после чего поступает в основную медно-цинковую флотацию (бутиловый – 10-20 г/т, изопропиловый – 5-10 г/т, ксантогенаты калия, медный купорос – 20-30 г/т, Т-80).

Концентрат основной медно-цинковой флотации доизмельчается до крупности 96-98 % класса –0,071 мм (крупность раскрытия минералов меди и цинка) и подвергается двукратной перечистке с добавлением до 5 г/т медного купороса. Хвосты основной медно-цинковой флотации подвергают контрольной флотации (по 5-10 г/т бутилового и изопропилового ксантогенатов, медный купорос – 5-10 г/т, Т-80), хвосты которой после классификации в трехпродуктовых гидроциклонах поступают на пиритную флотацию с получением пиритного концентрата и отвальных хвостов.

«Селекция» медно-цинкового концентрата производится после десорбции реагентов с поверхности минеральных частиц сернистым натрием (800-1000 г/т) и депрессии сфалерита цинковым купоросом (1500-2000 г/т) по схеме, включающей основную, три перечистные и контрольную медные флотации с получением медного концентрата и цинкового концентрата (хвосты контрольной медной флотации). После операций сгущения, фильтрования и сушки полученные концентраты отправляются потребителям.

Обогащение железных руд. Основными ценными минералами руды являются магнетит, титаномагнетит, ильменит. Порода представлена пироксеном, оливином, плагиоклазом, серпентином и др. минералами.

На рис. 16.2. представлена технологическая схема обогащения титаномагнетитовой руды Гусевогорского месторождения на обогатительной фабрике Качканарского ГОКа.

Рис. 16.2. Технологическая схема обогащения титаномагнетитовой руды

Гусевогорского месторождения

Технологическая схема обогащения включает в себя четырехстадиальное дробление до крупности –25+0 мм (I очередь) в открытом цикле с предварительным грохочением в III и IV стадиях. Дробленая руда подвергается грохочению по крупности 10 мм. Класс –25+10 мм поступает на сухую магнитную сепарацию, хвосты которой направляются на приготовление строительного щебня. Концентрат сухой магнитной сепарации и класс –10+0 мм исходной руды подвергаются трехстадиальному измельчению и четырехстадиальной магнитной сепарации с выделением отвальных хвостов в каждой стадии. В процессе измельчения руда доводится до крупности 75 % класса –0,071 мм (для II и III очередей обогатительной фабрики – до 95 % класса –0,071 мм). Полученный концентрат подвергается сгущению, фильтрованию и окускованию.

Рис. 16.3. Технологическая схема обогащения вермикулитовой руды

Ковдорской фабрики

Обогащение неметаллических полезных ископаемых рассмотрим на примере обогащения вермикулитовой руды Ковдорского месторождения. Ценным минералом данного месторождения является слюда – вермикулит, породными минералами – оливин, пироксен, кальцит, апатит и др. Технологическая схема обогащения представлена на рис. 16.3.

Исходная руда дробится в одну стадию в открытом цикле с предварительным грохочением и подвергается грохочению по крупности 13 мм. Класс +13 мм подвергается дезинтеграции и промывке в скруббер-бутаре и обогащению по форме на ленточном сепараторе с получением концентрата I сорта, промпродукта и крупнокусковых отвальных хвостов. Концентрат после обезвоживания направляется потребителям, промпродукт додрабливается и совместно с классом -13+0 мм подвергается магнитной сепарации с выделением породы в магнитный продукт. Немагнитный продукт подвергается грохочению по крупности 3 мм. Оба продукта грохочения (мелкий после обесшламливания по классу –0,5+0 мм) подвергаются отсадке, концентрат которой обезвоживается, классифицируется по крупности на грохотах на товарные сорта.

Обогащение углей. Процесс обогащения углей рассмотрим на примере технологической схемы обогащения ЦОФ «Сибирь», перерабатывающей коксующиеся угли Осинниковского и Томь-Усинского месторождений Кузнецкого угольного бассейна (рис.16.4).

Рядовой уголь подвергается предварительному грохочению по крупности 150 мм с додрабливанием надрешетного продукта и разделяется на машинные классы: –150+13 и –13+0 мм. Крупный уголь (–150+13 мм) подвергается обогащению в тяжелых суспензиях в две операции: при плотности суспензии 1800 кг/м³ – для выделения породы и 1450 кг/м³ – для получения концентрата и промпродукта. Все продукты подвергаются грохочению с целью выделения кондиционной суспензии, отмывки магнетита (утяжелителя), обезвоживания и обесшламливания. Концентрат и промпродукт направляются потребителям, порода – в отвал. Класс –13+0 мм после обесшламливания подвергается отсадке с получением концентрата, промпродукта и отходов. Концентрат отсадочных машин после классификации по крупности 0,5 мм и промпродукт подвергаются центрифугированию и сушке, после чего отправляются потребителям, отходы обезвоживаются и направляются в отвал. Все шламовые воды подвергаются сгущению в радиальных сгустителях и флотации с предварительной подготовкой в аппаратах кондиционирования пульпы. Флотационный концентрат подвергается фильтрованию и сушке, отходы сгущаются с использованием флокулянтов, сгущенный продукт направляется в гидроотвал.

Рис. 16.4. Технологическая схема обогащения угля на ЦОФ «Сибирь»

Некондиционная суспензия после отмывки продуктов обогащения на грохотах направляется в схему регенерации (см. рис. 5.9).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Андреев, С. Г. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых/ С. Г. Андреев, В. А. Перов, В. В. Зверевич. - М.: Недра, 1980.

Глембоцкий, В. А. Флотационные методы обогащения/В. А. Глембоцкий,В. И. Классен. – М.: Недра, 1981.

Зверевич, В. В. Основы обогащения полезных ископаемых/В. В. Зверевич, В. А.. Перов. – М.: Недра, 1971.

Кармазин, В. В. Магнитные и электрические методы обогащения/ В. В.Кармазин, В. И. Кармазин. – М.: Недра, 1988.

Козин, В. З. Опробование и контроль технологических процессов обогащения./ В. З. Козин. –М.: Недра, 1985.

Колтунов, А. В. Дробление, измельчение, грохочение: учебное пособие /

А.В. Колтунов, С.Г. Комлев; Урал. гос. горный ун-т. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2014 .

Кравец, Б. Н. Специальные и комбинированные методы обогащения/Б. Н. Кравец. – М.: Недра, 1986.

Кармазин, В. И. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых/В. И. Кармазин, Е. Е.Серго, А. П. Жендринский и др. – М.: Недра, 1974.

Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. – М.: Недра, 1982.

Справочник по обогащению руд. Основные процессы. – М.: Недра, 1983.

Справочник по обогащению руд. Специальные и вспомогательные процессы. – М.: Недра, 1983.

Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. – М.: Недра, 1984.

Чуянов, Г. Г. Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды/ Г. Г. Чуянов. – М.: Недра, 1987.

Шилаев, В. П. Основы обогащения полезных ископаемых/ В. П. Шилаев. – М.: Недра, 1986.

Шохин, В. Н. Гравитационные методы обогащения/В. Н. Шохин, А. Г. Лопатин. – М.: Недра, 1993.