Обзор известных процессов и технологий

Опыт строительства и эксплуатации крупных медных и медно-никелевых обогатительных фабрик и мире показывает, что за последние 10 лет наиболее широкое применение находят схемы рудоподготовки с дроблением руды до 10— 15 мм с последующим одностадиальным измельчением в мельницах боль­шого объема [4,8] на фабриках «Сиеррита» (США), «Бугенвиль» (Папуа Новая Гви­нея), «Колон» (Чили), «Эрдэнэт» (Монголия) и др., а также схемы с исполь­зова­нием рудного самоизмельчения на фабриках «Айленд Коппер», «Пима» (США), «Лорнекс», «Симилкамин» (Кана­да), «Айтик» (Швеция), «Блэк», «Мангула» (Южная Роде­зия), «Байя Маре» (Румыния) и др. При обогащении свинцово-цин­ковых руд наибольшее распространение находят схемы рудоподготовки с ис­пользованием стадиального дробления (в три или две стадии) чаще всего с замк­нутым циклом в последней стадии и измельчением в стержневых и шаровых мель­ницах—фабрики «Кидд Крик», «Энвил», «Руттан» (Канада), «Тара» (Ирлан­дия) и др. Рудное самоизмельчение при обога­щении полиметаллических руд имеет пока ограниченное рас­пространение—фабрики «Вассбо», «Реншторм», «Лайзвеле» (Швеция), «Нептун» (Никарагуа) и «Байя Маре» (Румыния).

Однородность вещественного состава и физико-механических свойств руды, имеющих большое значение в процессах рудоподготовки, обычно решается при детальном изучении и технологическом картировании месторождения, перспек­тивном и оперативном планировании и контроле качества при добыче и транс­портировке руды, а также в результате усреднения ру­ды на руднике и фабрике. Усреднение руды обеспечивает повышение производительности фабрики на 5—7 %, снижение расхода реагентов на 10— 12 % и увеличение извлечения цен­ных компонентов с 0,5 до 3 %.

Предварительная концентрация руды приобретает большое значение вслед­ствие обогащения все более бедных руд. Она позволяет вовлечь в эксплуатацию забалансовые руды. Это до­стигается в результате выделения из руды еще при дроблении 10—35 % (иногда и больше) продукта с минимальным содер­жанием металлов, являющихся по существу отвальным про­дуктом, не требующим даль­нейшей переработки. В настоящее время предварительная концентрация может осуществляться путем предварительного обогащения руды в тяжелых суспен­зиях, отсадочных машинах и сепараторах для автоматической рудоразборки.

Предварительное обогащение в тяжелых суспензиях в на­стоящее время на­ходит широкое применение в схемах рудопод­готовки особенно при обогащении полиметаллических руд. Этот процесс обладает высокой точностью разделения при низких эксплуатационных расходах, но требует относительно высоких капи­таловложений.

В России проведены исследования по применению отсадки для предвари­тельного обогащения руд цветных металлов. Установлено, что этот процесс об­ладает некоторыми сущест­венными преимуществами по сравнению с обогаще­нием в тя­желых суспензиях (более низкие капитальные затраты и воз­можность проведения процесса сепарации при более высокой плотности разделения до 4 г/см³ и выше). Однако исследова­ния показали, что при отсадке обычно выход легкой фракции (хвостов) более низкий по сравнению с обогащением в тяже­лых суспензиях при одинаковом содержании в ней ценных компонентов.

Предварительная концентрация с использованием аппара­тов для автомати­ческой рудоразборки, работающих на основе различия электропроводимости, ра­диоактивного излучения или цвета минералов, находит применение при обога­щении урано­вых руд, алмазов, неметаллических полезных ископаемых, не­кото­рых руд цветных, редких и благородных металлов. Имеются данные об исполь­зовании таких аппаратов в Канаде, Австралии и Южной Африке при обогащении некоторых руд цветных металлов, в основном на опытных установках.

Схемы измельчения, применяемые при обогащении руд цветных металлов, характеризуются большим разнообразием как по числу стадий, так и по харак­теру технологического про­цесса, числу и назначению операций классификации. В зависи­мости от числа стадий схемы измельчения бывают одностадиальные, двухстадиальные и многостадиальные. В промышлен­ной практике наибольшее применение находят одно- и двух­стадиальные схемы. Многостадиальные схемы применяются реже, обычно в сочетании с межцикловыми операциями обогаще­ния.

В зависимости от применяемого процесса измельчения схе­мы можно раз­делить на три основные группы: Первая группа. Схемы измельчения в барабанных мель-ницах с примене­нием в качестве измельчающей среды стальных стержней и шаров: одностади­альные схемы (чаще всего с применением шаровых мельниц); двухстадиальные схе­мы со стержневыми мельницами в I стадии и шаровыми во II стадии (реже с шаровыми мельницами в обеих стадиях).

Вторая группа. Схемы с первичным и вторичным рудногалечным (руд­ным) самоизмельчением: схемы с первичным рудногалечным самоизмсльчепием в I стадии, при котором в качестве измельчающей среды используют крупные классы поступающей руды размером —300+150 (100) мм; двухстади­альные схемы с первичным и вторичным или только вторич­ным рудногалечным само­измельчением (чаще всего во II ста­дии, в барабанных мельницах с соотношением D: L от 1:1 до 1:2) с использованием в качестве измельчающей среды рудной гали крупностью —150(—100) +50 мм и питанием продуктом с I стадии крупно­стью менее 2—3 мм.

Третья группа. Схемы, в которых руда после первич­ного дробления до —350 (—250) мм подвергается рудному самоизмельчению или полусамоизмельчению: одпостадиальные схемы рудного мокрого самоизмельчения или полусамоизмель-чения в мельницах типа «Каскад» с добавкой 5—8 % сталь­ных шаров; двухстади­альные схемы с самоизмельчением в первой стадии и шаровым измельчением во второй стадии; двухстадиальные схемы с самоизмельчением в первой стадии и рудногалечным измельчением во второй стадии или додрабливанием так назы­ваемых зерен «критической» крупности в короткоконусных дробилках.

Схемы первой группы находят наибольшее применение на действующих фабриках и продолжают быть основными при проектировании и строительстве новых фабрик. Одностадиальные схемы (рис. 2.1.)см.прил. с контрольной классификацией в замкнутом цикле применяются на фабриках малой и средней производительно­сти. Однако за последние годы эти схемы по­лучили наибольшее распростране­ние при строительстве круп­ных медных и медно-молибденовых фабрик, на кото­рых ис­пользуются мельницы с центральной разгрузкой объемом более 100 м³ при измельчении мелкодробленой руды крупностью менее 10—15 мм.

Двухстадиальные схемы, относящиеся к первой группе, представлены схе­мами с полностью открытым циклом в I ста­дии (рис. 2.2, а)см.прил., схемами с полно­стью замкнутым цик­лом в I стадии (рис. 2.2, б)см.прил.. Эти схемы характери­зуются большой универсальностью и могут применяться для многих типов руд. В I ста­дии измельчения наиболее распространены.

Схемы, относящиеся ко второй и третьей группам, начали внедряться с раз­витием процесса самоизмельчения с конца пя­тидесятых годов при переработке золотосодержащих, урановых и железных руд, а с 1965—1970 гг. и при обогаще­нии медных и медно-молибденовых руд. Наибольшее распространение полу­чают схемы из второй и третьей групп с применением мельниц «Каскад» и «Аэ­рофол». Схемы с применением мельниц «Аэрофол» приме­нены только на таких фабриках для обогащения медных руд, как «Мангула» и «Мессина» (Южная Ро­дезия) и «Гольфстрим» (Канада). Все остальные фабрики, перерабатывающие руды цветных металлов и применяющие рудное самоизмельчение или полусамо­измельчение, оборудованы мельницами типа «Каскад». В настоящее время в этих мельницах перерабатывают около 180 млн. т/год руды, из которых 127 млн. т/год—железных руд и 53 млн. т/год—медных и медно-молибденовых. Сущест­вует тенденция перехода на все более крупные мельницы типа «Каскад». Их объем при этом будет возрастать как за счет увеличения диаметра, так и за счет частичного удлине­ния (например, мельницы на канадской фабрике «Айленд Коппер» имеют объем 320 м³ и размеры 9760Х4270 мм, а на фабрике «Лорнекс», введенной в эксплуатаци позднее, мельни­цы имеют объем 350 м³ и размеры 9760Х4720 мм). Мельницы «Каскад», установленные на фабрике «Лорнекс», яв­ляются крупнейшими в мировой практике обогащения руд цветных металлов, а самые крупные мельницы этого типа объемом 430 м³ и размерами 11000х4540 мм установлены на фабрике «Хибинг» (США) для переработки железных руд.

Применение этих мельниц приводит, как показала миро­вая практика, к снижению капитальных затрат и расхода ста­ли, сокращению сроков строитель­ства, а в некоторых случаях и к улучшению технологических показателей. Осо­бенно эффек­тивно применение схем третьей группы при повышенной влаж­ности руды и большом содержании глинистых примесей в ней, затрудняющих работу II и III стадии (особенно и замкнутом цикле) дробления при применении так назы­ваемых «стандарт­ных» схем рудоподготовки.

Схемы второй группы находят применение на золотых, ура­новых и поли­металлических фабриках в Канаде («Онтарио», «Ренаби»—золотые; «Коукр», «Нордик», «Мимексн»—урано­вые и др.), ЮАР («Ренд», «Мирайсприйт»), США («Бьютт»), Финляндия («Оутокумпу», «Керетти», «Коталахти»), Швеции («Ренгштрем», «Лаигзеле», «Айтик» I очередь), Никарагуа («Нептун») и др. Са­мое большое распространение из них получили двухстадиальные схемы со стержневым или шаровым измельчением в I стадии и рудногалечным измельче­нием во II стадии (рис. 2.3.)см.прил. Например, на фабрике «Айтик».

Схемы третьей группы находят все большее применение осо­бенно на фаб­риках большой производительности.

Одностадиальные схемы с полным рудным самоизмельче­нием применя­ется сравнительно редко в случае крайне благоприятных физико-механической характеристики руды и характера месторождения (фабрика «Кобар», Австра­лия).

Наибольшее распространение получили двухстадиальные схемы самоиз­мельчения. В этих схемах исходная руда иногда классифицируется на классы —300+100 и —100+0 мм для стабилизации питания мельниц I стадии. Схемы с ша­ровым из­мельчением во II стадии (рис. 2.4.)см.прил. нашли применение при строитель­стве крупных обогатительных фабрик: «Айленд. Коппер» и «Лорнекс» (Канада), «Пима», IV очередь (США) и др.

Схемы с рудогалечным самоизмельчением во II стадии: нашли широкое применение при измельче­нии медных [фабрика «Айтик», II очередь (Швеция)] и некото­рых полиметаллических (фабрики «Вассбо», Швеция и «Байя Марс», Ру­мыния) руд (рис.2.5.)см.прил.

Дата добавления: 2015-07-21