Файл: Министерство образования российской федерации уральская государственная горногеологическая академия.rtf
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 174
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра «Обогащение полезных ископаемых»
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
ОБОГАТИТЕЛЬНАЯ ФАБРИКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 1,5 МЛН. Т/ГОД ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-ЦИНКОВОЙ РУДЫ ГАЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Зав. Кафедрой В.З. Козин
Студент группы ОПИ
Р.А. Перегудов
Руководитель
А.В. Колтунов
Рецензент
Нормоконтроль
А.В. Колтунов
ЕКАТЕРИНБУРГ, 2003 г.
РЕФЕРАТ
СТУДЕНТ: Перегудов Рустам Алексеевич
ГРУППА: ОПИ
РУКОВОДИТЕЛЬ: доцент, к.т.н. Колтунов А.В.
ТЕМА: Обогатительная фабрика производительностью 1,5 млн. т/год для переработки медно-цинковой руды Гайского месторождения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: рудоподготовка, медный концентрат, цинковый концентрат, пиритный концентрат, селективная флотация, режимная карта, извлечение, массовая доля, опробование, сгущение, фильтрование.
В ПРОЕКТЕ РАССМОТРЕНЫ ВОПРОСЫ: технология переработки вкрапленной медно-цинковой руды, опробование и контроль качества, охрана труда, рентабельность производства, себестоимость продукции.
ИЗУЧЕНО: режимы флотации, опыт переработки вкрапленных медно-цинковых руд, влияние крупности материала на результаты его обезвоживания.
ВЫПОЛНЕНЫ: выбор, обоснование и расчёт технологической схемы обогащения, основного технологического оборудования; приведены конечные оценочные показатели деятельности фабрики - прибыль и рентабельность.
ПРЕДЛОЖЕНА: технология переработки вкрапленной медно цинковой руды, рациональная схема обезвоживания пиритного концентрата.
Введение
Основным направлением развития экономики нашей страны является полное обеспечение потребности промышленности в цветных, редких и благородных металлах. Для решения этой задачи требуется увеличение объёмов добычи, переработки и обогащения полезных ископаемых, обеспечивающее комплексное использование природных ресурсов.
Развитие техники и технологии обогащения значительно расширило сырьевую базу промышленности, позволило: вовлечь в переработку запасы новых месторождений цветных, редких и благородных металлов, содержание в рудах которых очень низкое; выделить из считавшихся ранее отвальных хвостов концентраты. Без применения современных методов обогащения многие руды не могут быть использованы. В производстве цветных металлов совершенствование селективной флотации является главным резервом повышения извлечения металлов, комплексности использования сырья и во многих случаях определяет направления и успехи металлургической переработки концентратов.
Наибольший интерес с точки зрения теории и практики флотации представляют медно-цинково-пиритные руды, являющиеся уникальным видом сырья по масштабу запасов, технологическим особенностям, комплексу полезных компонентов. Многообразие медных минералов, наличие различных генераций сфалерита и пирита, близкие физико-химические свойства сульфидов меди, цинка и железа определяют значительные технологические трудности их селективной флотации, уровень комплексности их использования, влияние на экологическую обстановку в районах их переработки.
За последние годы накоплен большой опыт разработок, позволяющих, несмотря на значительное ухудшение качества руд, обеспечить технико-экономическую эффективность селективной флотации, повышение технико-экономических показателей обогащения при улучшении условий охраны окружающей среды. Основные направления выполненных работ включают разработку рациональных приёмов усреднения руд, эффективных схем и аппаратов рудоподготовки, разработку рациональных схем и режимов флотации, изыскание и внедрение новых реагентов и реагентных режимов, технологического перевооружения обогатительных фабрик на базе применения высокоэффективного измельчительно-флотационного оборудования.
Руды отечественных месторождений относят к наиболее труднообогатимым. Сложность их обогащения объясняется весьма тонкой вкрапленностью сульфидов и их тесным взаимным прорастанием, наличием в одном и том же месторождении различных минералов меди (первичного и вторичного образования), характеризующихся различными флотационными свойствами. В связи с промышленной переработкой таких руд важное значение приобретает разработка рациональных условий обогащения, а также повышение попутного извлечения благородных металлов. Комплексное использование полезных ископаемых позволяет наиболее экономично использовать бедные руды, добываемые из недр, значительно снижать себестоимость получения концентратов и повышать материальные ресурсы страны.
1.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1. Местоположение фабрики
Проектируемая обогатительная фабрика входит в состав Гайского горно-обогатительного комбината для переработки медно-цинковых руд.
Местоположение фабрики выбрано исходя из следующих причин:
а) наличие трудовых ресурсов;
б) близость источника электроэнергии;
в) близость источника водоснабжения;
г) близость источников снабжаемых сырьём;
д) наличие местных строительных материалов;
е) близость потребителей продукции.
1.2 Климатические условия
Климат район резко-континентальный с жарким летом и холодной зимой, преобладают ветры южного и юго-западного направлений. Температура летом до 38°С, зимой минус 29°С¸40°С.
Среднегодовая скорость ветра 5,9-5,3 м/с, количество атмосферных осадков колеблется в пределах 190-400 мм в год. Около 50% из них выпадают в зимнее время. Снежный покров в районе устанавливается в середине ноября и исчезает в конце апреля. Максимальная мощность его достигает 1,5 м. Глубина промерзания грунта до 2 м.
1.3 Характеристика месторождения
На Гайском месторождении открыто 5 рудных залежей. Общая протяжённость рудной зоны 5 км по простиранию и 2 км по падению. Рудной зоной на Гайском месторождении принято называть часть рудного поля, представленного гидротермально-измельченными, типа вторичных кварцитов, породами вспомогательно колчеданных руд и примыкающим к ним зонам вкрапленного оруднения. Колчеданные залежи Гайского месторождения приурочены к свите эффузивных кварцитовых альбитофиров и их туфов, местами измельченных до состояния вторичных кварцитов. Форма залежей в общем неправильная, пластообразная, строение очень сложное, обусловленное с одной стороны сложностью строения рудовмещающей толщи пиропластических пород, с обычными фаунальными сменами и резкими вклиниваниями, с другой -многократными переходами сплошных руд во вкрапленные и перемежаемостью отдельных рудных линз с вмещающими породами. Во всех залежах, кроме глубокозалегающей залежи 4, прослеживаются вторичная (вертикальная) зональность, проявляющаяся в наличии трёх зон (сверху вниз): верхней зоны - окисления с подзонами окисления и выщелачивания, цементации и первичных руд в залежи 3; и двух зон средней и нижней - зон окисления и цементации в залежах №1, 2, 5. Верхняя зона -650 м, средняя от 300-350 м до 1000-1200 м, нижняя от 100-2000м общей протяжённостью. Во всех типах руд Гайского месторождения первичные минералы представлены пиритом, халькопиритом, сфалеритом, баритом. Часто встречается галенит. Вторичные медные минералы - ковеллин, халькозин. Из сульфатов меди наибольшее распространение имеет халькантит, встречаются пентландит, марказит, блеклая руда. Кроме основных цветных металлов содержится и учитываются сопутствующие и редкие элементы: кадмий, кобальт, свинец, селек, теллур.
Все ресурсы Гайского месторождения по текстурным признакам разделяется на два основных типа: вкрапленные медные и медно-цинковые руды; массивные медные и медно-цинковые руды. Массивные и вкрапленные руды залежей №1,3,5 перерабатываются на фабриках; руды залежи №4, как глубоко залегающие, будут перерабатываться позднее. Залежь №2 представлена серным колчеданом. Третья залежь представлена сплошной сульфидной и вкрапленной рудой. Залежь №5- сплошными сульфидными рудами. Во вкрапленных рудах наблюдаются сравнительно крупные включения сульфидов меди, цинка, железа в породе, кроме того, отмечается повышенное содержание фтора и мышьяка, а также значительное количество золота и серебра. Вкрапленные руды - менее 25% сульфидов, сплошные (массивные)- более 50%сульфидов. Отношение сплошных и вкрапленных руд 2:1.
.4 Состав руды подлежащей обогащению
Обогащению подлежит вкрапленная медно-цинковая сульфидная руд Гайского месторождения. Сульфидные минералы в этой руде представлены первичными минералами - пиритом, сфалеритом и халькопиритом. Нерудные минералы - кварц.
Медь является главным полезным элементом руд. Основной минерал меди - халькопирит. Цинк - второй по промышленной ценности элемент. Основной минерал цинка - сфалерит. Сера - самый распространенный элемент. Главным её носителем является пирит, халькопирит, сфалерит. Минеральный состав руды приведён в таблице 1.1.
Таблица 1.1 Минеральный состав руды, %
| Тип руды | Пирит | Халькопирит | Сфалерит | Кварц |
| Вкрапленная залежь №3 | 25 | 5,5 | 2,5 | 60 |
Кроме основных цветных металлов содержатся и учитываются сопутствующие и редкие элементы: кадмий, кобальт, свинец, селен, теллур. Вредными элементами- примесями являются фтор и мышьяк. Отмечается высокое содержание золота и серебра по сравнению с другими месторождениями Южного Урала. Установлены собственные минеральные формы золота и серебра- самородное золото и серебро. Вещественный состав руды представлен в таблице 1.2.
Таблица 1.2
| Минерал | Хим. формула | Состав, % | Физико-химические свойства |
| Пирит | FeS2 | Fe-46.5; S-53.5; примеси Со, Ni, As, (Au, Cu,Ag,Sb и др.в виде включений минералов) | Тв. 6-6,5; цв. латунно-жёлтый, порошок зеленовато-чёрный; пл. 4,9-5,2; проводник электричества, r=10-5¸10-1 Ом´м; диамагнитен, c=(0,2-0,7)10-6 см3 /г; tпл=1150°с(1423К) |
| Халько-пирит | CuFeS2 | Cu-34.6; Fe-30.5 примеси Ni(до 0,3-0,4) Ag, Au, Tl, Te, Se | Тв. 3-4; цв. латунно-жёлтый, порошок зеленовато-черный; пл. 4,1-4,2; полупроводник, r=10-5 ¸10-1 Ом´м; антиферромагнитен, c=(0,8-4,5)10-6 ; tпл=1000°С(1273К); разлогается в HNO3 с выделением S. |
| Сфалерит | ZnS | Zn-67,1; S-32,9; примеси Fe до 26,2; Mn до 5,8; Cd, Ga, Ge, Sn, Hg, Te | Тв. 3,5-4; сп. совершенная; цв. жёлтый, бурый, по- Рошок белый, бурый; пл. 3,9-4,1; чистые кристаллы плохие проводники, магнитные свойства зависят от примесей (Fe и Mn); разлгается в конц. HNO3 с вы- делением H2S. |
| Кварц | SiO2 | Si-46,6 | Тв. 7; цв. дымчатый, бурый, черный, фиолетовый, чаще серый, белый; порошок белый; пл. 2,6; пироэлектрик, пьезоэлектрик, димагнитен c=-0,46´10-6 см3/г; tпл=1728°С (2001К), растворяется в HF. |
Рассмотрим флотационные свойства минералов. Пирит- при измельчении дает хорошо образованные кристаллы. Свежеобразованные грани лучше смачиваются углеводородами (нейтральными), чем водой. Сравнительно быстро окисляется , при этом на его поверхности в зависимости от рН и О.В. потенциала образуется гидроокись Fe, карбонаты Fe и хорошо растворимые соединения железа с ионами SO2-4, S2O2-3 и SO2-3. Образующаяся на поверхности пирита при высоких положительных значениях О.В. потенциала и рН>7 плёнка Fe(OH)3 характеризуется низкой растворимостью, препятствуя закреплению собирателя, вытесняя его с поверхности минерала. Наиболее эффективно пирит флотируется ксантогенатами и дитиофосфатами в слабокислой или нейтральной среде при рН=6-7. В щелочной среде флотация пирита ухудшается и подавляется при рН>8. Подавитель пирита -известь, действует с повышением рН пульпы, образуя плёнку гидроокислов железа, адсорбирует ионы кальция, что приводит к цементации поверхности и предотвращает адсорбцию собирателя. Активируется пирит в кислой среде, когда избыточная щёлочность нейтрализуется подачей кислоты или отмывается в гидроциклоне.
Халькопирит хорошо флотируется сульфгидрильными собирателями в довольно широком диапазоне рН, так как обладает высокой сорбционной способностью. Свежеобнаженная и чистая сульфидная поверхность обладает некоторой гидрофобностью (легче адсорбирует молекулы углеводородов, чем молекулы воды), частичное окисление её способствует закреплению собирателя. Окисление поверхности происходит быстро, особенно при измельчении. При длительном окислении флотируемость снижается, с образованием труднорастворимого Fe(ОН)3, который препятствует сорбции собирателя. Наиболее распространенные собиратели - ксантогенаты. Бутиловым ксантогенатом халькопирит флотируется при рН = 6-11, сульфид натрия Na2S подавляет халькопирит при рН>5,5 (вытеснение ксантогенат сульфидионами).
Неактивированный свежеобнажённый сфалерит обладает хорошей естественной флотируемостью и может флотироваться в кислой среде одним вспенивателем. Добавки углеводородов повышают флотируемость. Окисление поверхности сфалерита приводит к снижению его флотируемости, т.к. образуются ионы