Выбор и обоснование схемы подготовки обогащения медно-молибденовой руды
СОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Молибденовые и медно молибденовые руды обогащаются исключительно флотационным методом обогащения в виду природной флотационной активности минералов.
Исходя из низкого содержания ценных компонентов в руде Сорского месторождения и практики работы обогатительных фабрик, перерабатывающих аналогичные руды, в проекте принята коллективно-селективная схема флотационного обогащения с выделением молибденовых и медных минералов в отдельные концентраты. Реализация схемы по сравнению со схемой прямой селективной флотации позволит:
- сбросить в «голове» схемы основную часть пустой породы;
- уменьшить шламообразование и увеличить извлечение металлов при снижении расхода реагентов;
- увеличить плотность пульпы до 40-50% твердого;
- уменьшить объем пульпы;
- сократить время флотации и фронт флотомашин цикла селекции;
- стабилизировать работу флотомашин по производительности и объему пульпы;
- создать благоприятные условия для интенсификации процесса и автоматического его контроля и регулирования;
- получить более зернистые и плотные хвосты, требующие меньших площадей для сгущения (с целью водооборота) и более благоприятные для складирования (наращивание дамб).
В коллективном цикле флотации следующие операций при крупности измельчения руды 46-48% класса -0,074 мм: для максимально полного извлечения всех ценных компонентов в схему вводится основная коллективная флотация, для снижения потерь молибдена и меди с хвостами коллективного цикла - две контрольных операции; для повышения качества коллективного концентрата – две перечистных.
Для подготовки коллективного концентрата к селекции в схеме предусматриваются операции подогрева пульпы и ее перемешивания с повышенным расходом сернистого натрия.
Молибденовый цикл включает следующие операции: основную молибденовую флотацию, две контрольных и перечистки. В последнее время наблюдается тенденция к снижению содержания молибдена в руде при неизменном содержании последнего в концентрате. Это приводит к необходимости введения в схему семь перечисток молибденового концентрата.
Так как молибденит тесно ассоциируется с кварцем и вкраплен очень неравномерно, то это требует применения многостадиальных схем доизмельчения промпродуктов и флотации - перед селекцией коллективного концентрата последний доизмельчают до 76% класса –0,074мм, а в молибденовом цикле пенный продукт второй перечистки – до 85% класса-0,074мм.
Для получения кондиционного медного концентрата камерный продут молибденового цикла перемешивается с реагентами и направляется в медный цикл, включающий основную, контрольную и две перечистных операции.
Для доведения концентратов до требований ГОСТ по влажности в схеме приняты операции обезвоживания концентратов: для молибденового – сгущение, фильтрация, сушка; для медного – сгущение, фильтрация.
Баланс металлов на действующей фабрике представлен в таблице 2.1.
Таблица 2.1. - Баланс металлов на действующей фабрике
| Наименование продуктов | Выход, % | Содержание, % | Извлечение, % | ||
| молибден | медь | молибден | медь | ||
| Молибденовый концентрат | 0,07 | 48,2 | 0,3 | 0,6 | |
| Медный концентрат | 0,07 | 0,17 | 0,25 | ||
| Отвальные хвосты | 99,86 | 0,012 | 0,020 | 24,75 | 57,4 |
| Исходная руда | 0,0475 | 0,0354 |
Флотореагенты являются одним из наиболее действенных средств повышения технологических показателей обогащения и совершенствования режима флотации.
Технология разделения коллективного медно-молибденового концентрата предусматривает извлечение молибденита с подавлением сульфидов меди и пирита методом паровой флотации (пропарки) с сернистым натрием.
Один из новых методов уменьшения расходов сернистого натрия, а также улучшения результатов селекции - применение антиоксидантов. Метод разработан институтом „Механобр” ТЕМА 9-70-036.
Применение антиоксидантов позволяет повысить извлечение молибдена на 1,2%, а меди на 3,1%. При этом уменьшается расход сернистого натрия с 585 г/т до 405 г/т. Также это способствует уменьшению расхода вспенивателя на 20-40%
Реагентный режим флотации представлен в таблице 2.2.
Таблица 2.2. - Реагентный режим фабрики
| Операции | Реагент | Расход, г/т Концентрация, г/л |
| Измельчение | Керосин Вспениватель | 5-7 3-8 |
| Основная коллективная флотация | Известь Керосин Вспениватель КХ бутиловый Жидкое стекло | 12-25 10-14 0,5-1,5 1-10 |
| Контрольная флотация | Керосин Вспениватель КХ бутиловый Жидкое стекло | 15-25 8-12 0,5-1,5 5-8 |
| Коллективная перечистка | Жидкое стекло | 5-7 |
| Контрольная флотация | Керосин | 4-5 |
| Основная молибденовая флотация | Сернистый натрий ИМ-80 Керосин Жидкое стекло | 0,5-2,5 г/л 100-150 1,5-2,5 |
| I Перечистка | Сернистый натрий | 1-1,5 г/л |
| I Контрольная флотация | Сернистый натрий ИМ-80 Керосин Жидкое стекло | 0,5 г/л 50-100 1,-1,5 |
| II Контрольная флотация | Сернистый натрий ИМ-80 Керосин Жидкое стекло | 0,1-0,2 г/л 1-2 |
| Доизмельчение | Жидкое стекло | |
| III Перечистка | Сернистый натрий Керосин Жидкое стекло | 2-2,5 1-2 0,5 |
| IV Перечистка | Сернистый натрий Керосин Жидкое стекло | 2,5-3 г/л 0,5 |
| I Контрольная флотация | Сернистый натрий Жидкое стекло | 0,8-1,2 |
| Доизмельчение | Жидкое стекло | 0,5 |
| Продолжение таблицы 2.2. | ||
| II Контрольная флотация | Сернистый натрий Жидкое стекло | 0,8-1 |
| V перечистка | Сернистый натрий Жидкое стекло | 1-1,5 0,5 |
| VI Перечистка | Сернистый натрий Жидкое стекло | 1-1,5 0,5 |
| Доизмельчение | Жидкое стекло | 0,5 |
| VII Перечистка | Жидкое стекло | |
| VIII Перечистка | Жидкое стекло | |
| Основная медная флотация | Вспениватель Известь КХ бутиловый | 0,5 1000-2000 0,4-0,6 |
| I Контрольная | КХ бутиловый Вспениватель | 0,1-0,2 до 0,5 |
| II Контрольная | КХ бутиловый | 0,1-0,2 |
Рисунок 2.1 Принципиальная схема обогащения руды Сорского месторождения.
2.1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ И СХЕМЫ ЦЕПИ АППАРАТОВ
При обогащении медно-молибденовых руд решаются задачи отделения сульфидных минералов от минералов вмещающих пород, разделения сульфидных минералов с получением медного и молибденового концентратов.
При разработке режима измельчения и схемы обогащения учитывалось, что более мелкие зерна молибденита при измельчении режутся острыми краями твердых зерен породы и пирита, что может привести к переизмельчению молибденита, понижению его извлечения и ухудшению качества концентрата.
Учитывая характер вкрапленности сульфидных минералов, способность молибденита шламоваться, предусматривается измельчение руды до 42% класса -0,071 мм с получением грубого коллективного медно-молибденового концентрата и отвальных хвостов в коллективном цикле флотации.
В дальнейшем, в доводочных операциях предусматривается доизмельчение коллективного концентрата перед селекцией до 80-85% класса -0,071 мм, концентрата перечистки селекции - до 85-90% класса -0,071 мм, концентрата IV перечистки молибденовой доводки - до 90-95% класса -0,071 мм.
Высокая естественная гидрофобность основных промышленно ценных минералов - молибденита и халькопирита, а также практика работы обогатительных фабрик, перерабатывающих аналогичное сырье, предопределяют метод обогащения -флотацию.
На Сорской обогатительной фабрике принята коллективно-селективная схема флотации.
Выполняемые научно-исследовательские работы, направлены на совершенствование схемы и режима обогащения, улучшение качества выпускаемых концентратов, повышение извлечения молибдена и меди.
Так, институтом "Механобр" выполнялась работа (тема 9-70-036) по уточнению схемы переработки руд Сорского месторождения, где дана экономическая оценка эффективности предполагаемого использования двухстадиальной схемы измельчения с межцикловой флотацией.
По результатам промышленных испытаний прирост извлечения составил 1,2% при снижении производительности цикла измельчения на 9%. Отмечена экономическая нецелесообразность использования испытанной схемы.
Проведенные институтом "Механобр" исследования по полному самоизмельчению руд показали на значительное ошламование молибденита и низкую производительность мельниц. Учитывая сказанное, варианты с самоизмельчением не могут быть рекомендованы.
В течение ряда лет институтом "Механобр" [ 1 ] совместно с исследовательской лабораторией проводились работы [ 2, 3, 4, 5 ] по получению кондиционных концентратов и повышению их качества.
Результатом этих работ явилось использование в технологической схеме доизмельчения коллективного концентрата перед селекцией, доизмельчение пенных продуктов 1 и 4 перечисток молибденовой доводки. Селекция и доводка молибденового концентрата проводятся в среде сернистого натрия с пропаркой (t - 60-70°С) перед селекцией и доводкой и с подогревом по фронту флотации. Испытание других методов разделения коллективного концентрата не дали положительных результатов.
Применяемая на Сорской обогатительной фабрике технологическая схема аналогична принципиальным схемам обогатительных фабрик, перерабатывающих медно-молибденовые руды (Каджаранская фабрика, фабрики фирмы "Клаймакс" США и др.).
Схема цепи аппаратов ОФ скомпонована в соответствии с технологической схемой переработки руды. Оборудование установлено отечественное, проверенное практикой эксплуатации. В состав фабрики входят пять участков :
1. Дробильное отделение № 1
2. Дробильное отделение № 2
3. Измельчительно - флотационное отделение ( главный корпус )
4. Фильтровально-сушильное отделение ( ФСО )
5. Участок складирования хвостов и оборотного водоснабжения.
Дробильное отделение № 1
Действует с начала эксплуатации фабрики ( с 1952 г.). Первая стадия дробления нем производится в дробилке ККД-1200/150; вторая - в двух дробилках КСД-2200Б; третья - в пяти дробилках КМДТ- 2200Т, одна из них работает в замкнутом цикле с грохотами.
Грохочение производится на десяти грохотах ГИТ- 42Н.
Транспортировка руды осуществляется 19-ю ленточными конвейерами.
Дробильное отделение № 2
Введено в работу в 1985 году. Проектная схема предусматривает дробление руды в три стадии с контрольным грохочением на грохотах ГИТ-71М. В 1998г. введена мощность по дроблению руды в составе:
• одна дробилка ККД 1200/150;
• два пластинчатых питателя 2-24-90;
• одна дробилка КСД-2200Т;
Введение мощности позволило стабилизировать обеспечение рудой флотационно-измельчительное отделение.
В 2000г. в ДО №2 введена мощность по дроблению руды в объеме 500 тыс. т/год, за счет установки двух дробилок КМДТ-2200ВД, двух конвейеров с шириной ленты В= 1200мм, двух грохотов ГИТ-71М.
Первая стадия дробления производится в двух дробилках ККД-1200/150; вторая стадия - в 4-х дробилках КСД-2200Т; грохочение - на 9 грохотах ГИТ-71М. Конвейерный тракт состоит из 27 ленточных конвейеров.
ГЛАВНЫЙ КОРПУС
В главном корпусе фабрики установлено 17 мельниц МШР 3,2 х 3,1 м, работающих в замкнутом цикле с классификаторами 1КСН-24 и, введенные по проекту 1-й очереди расширения комбината, 3 мельницы МШЦ 4,5х 6,0, работающие в замкнутом цикле с классификаторами 1КСН-30.
Крупность измельчения руды перед флотацией составляет 40-42% по классу -0,071 мм. Флотационная схема включает в себя коллективный цикл, состоящий из основной, двух контрольных флотации, двух перечисток коллективного концентрата; доизмельчение коллективного концентрата до крупности 80-85 % - 0,071 мм; цикл селекции, молибденовую доводку с доизмельчением пенных продуктов после 1, 4 перечисток; медный цикл, включающий основную, две контрольные и две персчистпые
флотации.
В главном корпусе принята секционная компоновка оборудования : мельницы, флотомашины ( на операциях основной и контрольной коллективных флотации ) -всего 8 секций. Количество пульпы, подаваемой на каждую флотационную секцию определено исходя из необходимого времени флотации. На основной и контрольной коллективной флотации установлено 122 камеры ФПМ-3,2; 40 камер - ФПМ- 12,5 ; 28 камер - ФПМ - 16.
Перечистка коллективного концентрата проводится в двух секциях флотомашин с объемом камер 3,2 м3 с общим их количеством 60 шт. Первая перечистка на обеих секциях осуществляется в пневмомеханических флотомашинах (44 камеры ), вторая - в механических ( 16 камер).
Селективная флотация проводится в механической флотомашине, состоящей из 8 камер ФМ- 3,2 и 3-х камер ФМР-10, имеется аналогичная резервная флотомашина.
Камерный продукт селекции поступает в цикл медной доводки, состоящий из сгустителя, чанов аэрации, агитации и флотомашины. Флотация проводится в механической флотомашине, в которой 12 камер объемом 3,2 м3 и 2 камеры объемом 1,0 м3.
Имеется резервная схема медной доводки, которая может быть быстро приведена в рабочее состояние.
Пенный продукт селективной флотации поступает на молибденовую доводку состоящую из 13 камер ФМР- 10 и 6 камер ФМ- 0,4, имеется резервная флотомашина.
После шести перечисток во флотомашине доводки содержание молибдена в пенном продукте достигает 48 - 49%; содержание двуокиси кремния снижается до 7 -8%, что соответствует требованиям ГОСТа к молибденовому концентрату.
Камерный продукт (хвосты доводки) после классификации в гидроциклоне и сгущения слива гидроциклона направляется в цикл селекции.
Готовые флотационные концентраты насосами 4ПС- 10 подаются в фильтровально - сушильное отделение (ФСО), где они обезвоживаются.
Существующая технологическая схема позволяет получать высококачественные концентраты, отвечающие требованиям зарубежных потребителей. Производство молибденового и медного концентратов Сорского горно-обогатительного комбината сертифицировано на соответствие международному стандарту серии ИСО 9002 (сертификат Det Norcke Veritas прилагается).
ФСО
Медный концентрат сгущается в сгустителе с периферическим приводом П-18. Сгущенный продукт поступает на фильтрацию в дисковых вакуум- фильтрах ДУ 18-1,8 и ДУ 32-2,5 и с влажностью 11-12 % конвейером направляется в бункер готовой продукции.
Молибденовый концентрат сначала фильтруется в барабанных фильтрах БОУ 5-1,75. Кек фильтров с влажностью 10-12% направляется на сушку в электрические барабаннные печи спроектированные в КБ комбината.
Упаковка сухого концентрата производится в мешки, пластиковые контейнеры Евростандарта.
ХВОСТОВОЕ ХОЗЯЙСТВО
Отходы обогащения складируются в старом хвостохранилище, расположенном в пойме ручьев Малые и Большие Алачики и в новом, расположенном в пойме р. Сора.
Между собой старое и новое хвостохранилища разделены промежуточной (разделительной) дамбой.
В старом хвостохранилище производится сосредоточенное складирование хвостов в зимний период года (с ноября по март). В течение 2004 года будет уложено 3240 тыс. т. хвостов.
Максимальная отметка гребня разделительной дамбы - 842м; на этой отметке установлен пульпораспределительный бак.
Минимальная отметка - 830м.
Осветленная вода из прудка старого хвостохранилища через водосбросной коллектор и канал перепускается в прудок нового хвостохранилища, где расположеныдве плавучие насосные станции оборотного водоснабжения с 5 насосами ЦНС-1000 и АЦН-1000.
Основные параметры старого хвостохранилища:
Уровень воды в прудке на 21.10.03.г. - 824,7 м
Объем воды на 19.02.03.Г. - 3871,25тыс. м3, при уровне воды 823 м
В новом хвостохранилище зимнее складирование хвостов не производится.
В теплый период года с апреля по октябрь производился намыв экрана дамбы 4-ой очереди нового хвостохранилища. В 2003г уложено 3960 тыс. т. хвостов, 60 % в новое хвостохранилище, 40% в старое.
Дамба хвостохранилища освещена и обеспечена связью. Положение депрессионной кривой в теле дамбы контролируется измерением уровня воды в пьезометрах с записью в журнале наблюдений.
Основные параметры нового хвостохранилища :
Уровень воды в прудке на 21.10.03.г. - 802,16 м
Объем воды в прудке на 19.02.03.Г. составил - 4752,6 тыс.м3 при отметке уровня 799,94 м.