Файл: Министерство образования российской федерации уральская государственная горногеологическая академия.rtf
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 177
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
SO2-4 и Zn2+ которые повышают гидротацию поверхности. Высшие ксантогенаты могут хорошо флотировать неактивированный сфалерит, однако для повышения флотируемости сфалерит перед взаимодействием с собирателем активируют. Лучший активатор медный купорос, который образует с ксантогенатами трудно растворимое соединение. Подавители сфалерита - цианиды; сочетание сернистого натрия и цинкового купороса. Образующийся коллоидный сульфид цинка понижает концентрацию катионов меди и предотвращает активацию. Основные физико-механические свойства руды приведены в табл. 1.3.
Таблица1.3 Физико-механические свойства руды
Руда Гайского месторождения характеризуется сравнительно крупной вкрапленностью сульфидов меди, цинка и железа в нерудных минералах. Успешное разделение сульфидов и нерудного минерала кварца может быть осуществлено при измельчении руды до 70% класса -0,071 мм. В том числе в руде наблюдается взаимное тонкое прорастание медных и цинковых минералов с пиритом между собой. Размеры зёрен пирита от 0,2 до 0,05 мм. Межзерновые пространства и трещины в пирите заполнены халькопиритом и сфалеритом. Халькопирит образует неправильные выделения крупностью 0,2-0,02 мм и преимущественно является свободным. Наблюдается также и эмульсионная вкрапленность халькопирита в цинковой обманке. Сфалерит распределён неравномерно, подобно халькопириту заполняет межзерновые промежутки пирит, иногда образует линзовые выделения размером от нескольких миллиметров, а также зёрнышки в срастании с кварцем до 1 см. Для успешного разделения необходимо очень тонкое измельчение до 90% класса -0,074 мм.
Руда добывается открытым способом. Максимальный размер куска в руде составляет 800 мм. Доставка на фабрику руды осуществляется автомобильным транспортом. Технологически равнозначные сорта руд вначале шихтуют на борту карьера, затем подвергают усреднению в складе усреднения, это обеспечивает прирост извлечения меди и цинка в одноимённые концентраты на 1-2%.
Гранулометрический состав исходной руды представлен в таблице 1.4. и показан на рис. 1.1., его особенностью является повышенная массовая доля мелочи (кривая вогнутая).
Таблица 1.4 Гранулометрический состав исходной руды
Рис.1.1
1.5 Выбор строительной площадки
Поверхность промплощадки проектируемой обогатительной фабрики имеет общеуральский характер: таёжный грунт - верхняя мокрота, обусловленная водонепроницаемым грунтом, легко поддающийся осушке.
Грунт под тонким растительным слоем из различной толщи бурой, красной и жёлтой глины, нередко со щебнем. Под толщей глины - щебень, который местами выклинивается на поверхность. Грунтовых вод шурфованием не обнаружено. Геологическое обследование проведено путём бурения и посредством шурфирования, причём результаты исследования грунта вполне благоприятны в смысле восприятия нагрузки.
Местоположение рудников и обогатительной фабрики в отношении населённости района, близости железных дорог, источников водоснабжения, наличие местных материалов и экономики района - выгодно по сравнению с прилагаемыми новыми стройками цветной металлургии. Все эти предпосылки создают благоприятные условия для строительства и освоения обогатительной фабрики.
2.
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД
В практике обогащения, в зависимости от минералогического состава и содержания цветных металлов, медно-цинковые вкрапленные руды Урала подразделяются на две группы:
I - вкрапленные руды с высоким содержанием металлов. Содержание сульфидов в них составляет 25-50% (руды месторождения им. III Интернационала на Среднем Урале, руды Сибайского и частично Гайского месторождений) /1/. Этот тип руд обогащается в основном по технологии коллективно-селективной флотации.
II - вкрапленные руды с низким суммарным содержанием металлов. Содержание сульфидов в них составляет 20-30% - руды Кировоградского, Пышминского и Гайского месторождений.
На обогатительной фабрике Сибайского медно-серного комбината перерабатываются медно-цинковые руды представленные как колчеданным так и вкрапленным типом. Основной рудный минерал - пирит. Медные минералы - халькопирит, ковеллин, халькозин. Относительное содержание меди в форме вторичных сульфидных минералов 20-40%. Цинк представлен сфалеритом. Руды отличаются тонкой взаимной вкрапленностью сульфидных минералов вплоть до эмульсионной вкрапленности халькопирита в сфалерите. Отделение их возможно лишь при измельчении до 95-100% класса -0,044 мм. Пирит имеет полидисперсную вкрапленность, и его отделение от других сульфидных минералов происходит при измельчении до 75-80% класса -0,074 мм. Неравномерная и сложная вкрапленность минералов вызвала необходимость применения трёхстадиальной схемы измельчения.
Крупность измельченной руды перед флотацией составляет 92-93% класса -0,074 мм, а степень раскрытия минералов меди 75-77% (вместо 65-70% по двухстадиальной схеме), цинка 65-74% (вместо 55-60%). Руда обогащается по схеме селективной флотации. Для подавления сфалерит в измельчение подаются сульфит натрия (50 г/т) и цинковый купорос (50 г/т), для подавления пирита - известь (400 г/м3 свободной СаО). Медная флотация проводится с подачей бутилового ксантогената (90-150 г/т) и пенообразователя - бутилового дитиофосфата и флотомасла. Цинковая флотация осуществляется при щелочности пульпы 800-900 г/м3 свободной СаО после активации сфалерита медным купоросом (400 г/т). Расход ксантогената на цинковую флотацию составляет до 140 г/т. В перечистных операциях цинкового цикла щёлочность пульпы повышается до 1300 г/см3 свободной СаО. Однако, несмотря на это, содержание цинка в цинковом концентрате не превышает 29-30%, поэтому он подвергается обезмеживанию и обезжелезнению (медно-пиритной флотции). Перед основной медно-пиритной флотацией пульпу сгущают до 76% твёрдого и перемешивают с FeSO4 до содержания свободной СаО 140-350 г/м3. В основную медно-пиритную флотацию подают соду (230 г/т), цинковый купорос (1150 г/т) и ксантогенат (570 г/т).
После обезмеживания содержание меди в цинковом концентрате снижается с 0,79 до 0,56%, а содержание цинка возрастает до 51-52%. Полученный при обезмеживании медно-пиритный продукт присоединяется к медному концентрату, который содержит 19-20% меди при извлечении 83-84%. Получаемый пиритный концентрат содержит 45-46% серы при извлечении 74-75%.
Технологическая схема обогащения Башкирской фабрики представлена на рис. 2.1.
Добыча руды происходит открытым способом. Максимальный размер куска, поступающий на фабрику, 1200 мм. Руда из карьера доставляется автосамосвалами на открытую площадку, где производится её усреднение и складирование по сортам. На фабрику руда доставляется железнодорожным транспортом (в думпкарах грузоподъёмностью 80 т).
Плотность руды 3,8-4,2 т/м3, коэффициент крепости колеблется в пределах 8-18, влажность 1,5-2%.
Технологическая схема обогащения Башкирской фабрики
Руда
Дробление I
Дробление II
Грохочение
Измельчение I Дробление III
I классификация
II классификация Измельчение II
Измельчение III
Основная Cu флотация
I Перечистная Контрольная
II, III Перечистная
Сгущение Основная Zn флотация
Фильтрование I Перечистная Контрольная
Сушка II, III Перечистная Сгущение
Медный концентрат Фильтрование
Перемешивание с Na2S Сушка
Сгущение Пиритный концентрат
Перемешивание с FeSO4
Основная Cu-FeS2 флотация
Перечистная Сгущение
Фильтрование
Сушка
Цинковый концентрат
Рис. 2.1
Руда Кировоградского района имеет следующие технологические особенности: 1) руда представлена на 25-30% сульфидами меди, цинка и железа и на 70-75% породой.
) сульфиды меди, цинка, железа достаточно полно могут быть отделены от породы при сравнительно грубом измельчении порядка 50-60% класса -0,071мм.
) тесная ассоциация самих сульфидов требует для их разделения очень тонкого измельчения коллективного концентрата порядка 90% класса -0,071 мм.
В настоящее время вкрапленные руды Кировоградского района обогащаются на Кировоградской обогатительной фабрике по схеме коллективно-селективной флотации см. рис. 2.2. По этой схеме сливы второй стадии классификации поступают в коллективную флотацию, где разделяются на коллективный концентрат и отвальные хвосты. Коллективный концентрат представлен сульфидами меди, цинка, железа как в свободном состоянии, так и в сростках. После одной перечистки коллективный концентрат подаётся на доизмельчение в шаровую мельницу, после чего подвергается разделению на медный, цинковый и пиритный концентраты. В цикле медной флотации предусматривается получение готового медного концентрата в голове флотации, грубого медного концентрата и промпродукта. “Медная головка” снимаемая с шести флотокамер направляется на обезвоживание, а грубый медный концентрат - на двукратную перечистку. Медный промпродукт поступает на классификацию в гидроциклон вместе с хвостами перечисток грубого медного концентрата. Хвосты грубой медной флотации направляются на контрольную флотацию, хвосты которой - на основную цинковую, где снимается грубый цинковый концентрат, который после трёхразовой перечистки является готовым продуктом. Хвосты основной цинковой флотации выдаются как готовый пиритный концентрат.
Таблица1.3 Физико-механические свойства руды
| Руда | Влажность, % | Крепость по пр. Протодьяконову | Плотность, г/см3 | Коэффициент разрыхления | Насыпная плотность, Т/м3 |
| Вкрапленная медно-цинковая колчеданная | 4,0 | 10-12 | 3,0 | 1,5 | 1,8 |
Руда Гайского месторождения характеризуется сравнительно крупной вкрапленностью сульфидов меди, цинка и железа в нерудных минералах. Успешное разделение сульфидов и нерудного минерала кварца может быть осуществлено при измельчении руды до 70% класса -0,071 мм. В том числе в руде наблюдается взаимное тонкое прорастание медных и цинковых минералов с пиритом между собой. Размеры зёрен пирита от 0,2 до 0,05 мм. Межзерновые пространства и трещины в пирите заполнены халькопиритом и сфалеритом. Халькопирит образует неправильные выделения крупностью 0,2-0,02 мм и преимущественно является свободным. Наблюдается также и эмульсионная вкрапленность халькопирита в цинковой обманке. Сфалерит распределён неравномерно, подобно халькопириту заполняет межзерновые промежутки пирит, иногда образует линзовые выделения размером от нескольких миллиметров, а также зёрнышки в срастании с кварцем до 1 см. Для успешного разделения необходимо очень тонкое измельчение до 90% класса -0,074 мм.
Руда добывается открытым способом. Максимальный размер куска в руде составляет 800 мм. Доставка на фабрику руды осуществляется автомобильным транспортом. Технологически равнозначные сорта руд вначале шихтуют на борту карьера, затем подвергают усреднению в складе усреднения, это обеспечивает прирост извлечения меди и цинка в одноимённые концентраты на 1-2%.
Гранулометрический состав исходной руды представлен в таблице 1.4. и показан на рис. 1.1., его особенностью является повышенная массовая доля мелочи (кривая вогнутая).
Таблица 1.4 Гранулометрический состав исходной руды
| Классы в долях максимальной крупности руды, мм | Выход, % | å “+” | å”-“ |
| -800+600 | 9 | 9 | 100 |
| -600+400 | 6 | 15 | 91 |
| -400+200 | 20 | 35 | 85 |
| -200+100 | 35 | 70 | 65 |
| -100+0 | 30 | 100 | 30 |
Рис.1.1
1.5 Выбор строительной площадки
Поверхность промплощадки проектируемой обогатительной фабрики имеет общеуральский характер: таёжный грунт - верхняя мокрота, обусловленная водонепроницаемым грунтом, легко поддающийся осушке.
Грунт под тонким растительным слоем из различной толщи бурой, красной и жёлтой глины, нередко со щебнем. Под толщей глины - щебень, который местами выклинивается на поверхность. Грунтовых вод шурфованием не обнаружено. Геологическое обследование проведено путём бурения и посредством шурфирования, причём результаты исследования грунта вполне благоприятны в смысле восприятия нагрузки.
Местоположение рудников и обогатительной фабрики в отношении населённости района, близости железных дорог, источников водоснабжения, наличие местных материалов и экономики района - выгодно по сравнению с прилагаемыми новыми стройками цветной металлургии. Все эти предпосылки создают благоприятные условия для строительства и освоения обогатительной фабрики.
2.
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД
В практике обогащения, в зависимости от минералогического состава и содержания цветных металлов, медно-цинковые вкрапленные руды Урала подразделяются на две группы:
I - вкрапленные руды с высоким содержанием металлов. Содержание сульфидов в них составляет 25-50% (руды месторождения им. III Интернационала на Среднем Урале, руды Сибайского и частично Гайского месторождений) /1/. Этот тип руд обогащается в основном по технологии коллективно-селективной флотации.
II - вкрапленные руды с низким суммарным содержанием металлов. Содержание сульфидов в них составляет 20-30% - руды Кировоградского, Пышминского и Гайского месторождений.
На обогатительной фабрике Сибайского медно-серного комбината перерабатываются медно-цинковые руды представленные как колчеданным так и вкрапленным типом. Основной рудный минерал - пирит. Медные минералы - халькопирит, ковеллин, халькозин. Относительное содержание меди в форме вторичных сульфидных минералов 20-40%. Цинк представлен сфалеритом. Руды отличаются тонкой взаимной вкрапленностью сульфидных минералов вплоть до эмульсионной вкрапленности халькопирита в сфалерите. Отделение их возможно лишь при измельчении до 95-100% класса -0,044 мм. Пирит имеет полидисперсную вкрапленность, и его отделение от других сульфидных минералов происходит при измельчении до 75-80% класса -0,074 мм. Неравномерная и сложная вкрапленность минералов вызвала необходимость применения трёхстадиальной схемы измельчения.
Крупность измельченной руды перед флотацией составляет 92-93% класса -0,074 мм, а степень раскрытия минералов меди 75-77% (вместо 65-70% по двухстадиальной схеме), цинка 65-74% (вместо 55-60%). Руда обогащается по схеме селективной флотации. Для подавления сфалерит в измельчение подаются сульфит натрия (50 г/т) и цинковый купорос (50 г/т), для подавления пирита - известь (400 г/м3 свободной СаО). Медная флотация проводится с подачей бутилового ксантогената (90-150 г/т) и пенообразователя - бутилового дитиофосфата и флотомасла. Цинковая флотация осуществляется при щелочности пульпы 800-900 г/м3 свободной СаО после активации сфалерита медным купоросом (400 г/т). Расход ксантогената на цинковую флотацию составляет до 140 г/т. В перечистных операциях цинкового цикла щёлочность пульпы повышается до 1300 г/см3 свободной СаО. Однако, несмотря на это, содержание цинка в цинковом концентрате не превышает 29-30%, поэтому он подвергается обезмеживанию и обезжелезнению (медно-пиритной флотции). Перед основной медно-пиритной флотацией пульпу сгущают до 76% твёрдого и перемешивают с FeSO4 до содержания свободной СаО 140-350 г/м3. В основную медно-пиритную флотацию подают соду (230 г/т), цинковый купорос (1150 г/т) и ксантогенат (570 г/т).
После обезмеживания содержание меди в цинковом концентрате снижается с 0,79 до 0,56%, а содержание цинка возрастает до 51-52%. Полученный при обезмеживании медно-пиритный продукт присоединяется к медному концентрату, который содержит 19-20% меди при извлечении 83-84%. Получаемый пиритный концентрат содержит 45-46% серы при извлечении 74-75%.
Технологическая схема обогащения Башкирской фабрики представлена на рис. 2.1.
Добыча руды происходит открытым способом. Максимальный размер куска, поступающий на фабрику, 1200 мм. Руда из карьера доставляется автосамосвалами на открытую площадку, где производится её усреднение и складирование по сортам. На фабрику руда доставляется железнодорожным транспортом (в думпкарах грузоподъёмностью 80 т).
Плотность руды 3,8-4,2 т/м3, коэффициент крепости колеблется в пределах 8-18, влажность 1,5-2%.
Технологическая схема обогащения Башкирской фабрики
Руда
Дробление I
Дробление II
Грохочение
Измельчение I Дробление III
I классификация
II классификация Измельчение II
Измельчение III
Основная Cu флотация
I Перечистная Контрольная
II, III Перечистная
Сгущение Основная Zn флотация
Фильтрование I Перечистная Контрольная
Сушка II, III Перечистная Сгущение
Медный концентрат Фильтрование
Перемешивание с Na2S Сушка
Сгущение Пиритный концентрат
Перемешивание с FeSO4
Основная Cu-FeS2 флотация
Перечистная Сгущение
Фильтрование
Сушка
Цинковый концентрат
Рис. 2.1
Руда Кировоградского района имеет следующие технологические особенности: 1) руда представлена на 25-30% сульфидами меди, цинка и железа и на 70-75% породой.
) сульфиды меди, цинка, железа достаточно полно могут быть отделены от породы при сравнительно грубом измельчении порядка 50-60% класса -0,071мм.
) тесная ассоциация самих сульфидов требует для их разделения очень тонкого измельчения коллективного концентрата порядка 90% класса -0,071 мм.
В настоящее время вкрапленные руды Кировоградского района обогащаются на Кировоградской обогатительной фабрике по схеме коллективно-селективной флотации см. рис. 2.2. По этой схеме сливы второй стадии классификации поступают в коллективную флотацию, где разделяются на коллективный концентрат и отвальные хвосты. Коллективный концентрат представлен сульфидами меди, цинка, железа как в свободном состоянии, так и в сростках. После одной перечистки коллективный концентрат подаётся на доизмельчение в шаровую мельницу, после чего подвергается разделению на медный, цинковый и пиритный концентраты. В цикле медной флотации предусматривается получение готового медного концентрата в голове флотации, грубого медного концентрата и промпродукта. “Медная головка” снимаемая с шести флотокамер направляется на обезвоживание, а грубый медный концентрат - на двукратную перечистку. Медный промпродукт поступает на классификацию в гидроциклон вместе с хвостами перечисток грубого медного концентрата. Хвосты грубой медной флотации направляются на контрольную флотацию, хвосты которой - на основную цинковую, где снимается грубый цинковый концентрат, который после трёхразовой перечистки является готовым продуктом. Хвосты основной цинковой флотации выдаются как готовый пиритный концентрат.