Обогатительная фабрика Клаймакс (США)

10.06.2020

Месторождение Клаймакс (штат Колорадо) находится в Скалистых горах на высоте свыше 3500 м над уровнем моря.

Запасы руд с промышленным содержанием молибдена (свыше 0,1%) оцениваются в 250 млн. т, что при среднем содержании молибдена 0,4'% определяет запасы его в недрах в 1000 тыс. т металла; это составляет около 72% учтенных запасов молибдена во всех капиталистических странах.

Месторождение представлено гранитами и кристаллическими сланцами докембрия, прорванными дайками порфиров и дайками и штоками монцонит-порфиров третичного возраста, с гидротермальной деятельностью которых генетически связано молибденовое оруденение.

Главным полезным минералом в руде является молибденит; второстепенное значение имеют: вольфрам, содержащийся в виде гюбнерита, олово — в виде касситерита, монацит и пирит. Руда содержит 0,4% M0S2, 0,03% WO3, 0,02% Cu, следы олова и 1,25% пирита. Молибденит извлекают флотацией. Из хвостов молибденовой флотации выделяют продукт, содержащий 50% пирита и 1% WO3, из которого флотационным обогащением получают конечный пиритный концентрат, содержащий 50% серы. Конечный вольфрамитовый концентрат содержит 65% трех-окиси вольфрама, выделяют также небольшое количество монацита и оловянного концентрата.

Производитель предприятия составляет 35 тыс. т руды в сутки.

Дробильное отделение состоит из трех секций: первая и вторая служат для дробления руды с горизонта Филлипсон, а третья — с горизонта Сторк.

Руда с горизонта Филлипсон разгружается из 10-тонных вагонеток типа Грэнби в приемные бункера, из которых она поступает с помощью желобов и цепных питателей в щековые дробилки. Разгрузочное отверстие щековых дробилок равно 225 мм, а производительность каждой дробилки составляет 500 т/ч. Дробленый продукт с помощью пластинчатых и ленточных конвейеров подается на вибрационный грохот 1500х2700 мм с размером отверстий 75 мм. Надрешетный продукт поступает в стандартные конусные дробилки Саймонса 2100 мм, а под-решетный — объединяется с продуктом конусных дробилок. Продукт этой стадии дробления крупностью — 75 мм поступает в промежуточные бункера. Отсюда руда подается в короткоконусные дробилки Саймонса 2100 мм, работающие в замкнутом цикле с вибрационными грохотами. Конечный продукт дробильного отделения имеет крупность 6% + 10 мм.

Дробильное отделение для руды с горизонта Сторк рассчитано на прием руды с рудника после выработки горизонта Филлипсон. Для крупного дробления установлена конусная дробилка с шириной загрузочного отверстия 1500 мм производительностью 2000 т/ч. Привод дробилки осуществляется от электродвигателя мощностью 500 л. с. Для контроля работы дробилки установлены расходомеры масла, максимальный и минимальный термометры и манометры. Эти приборы сблокированы с электродвигателем так, что при неполадке в масляной системе дробилка автоматически останавливается. Пуск дробилки возможен только после устранения причины остановки. Для уменьшения износа к нижней части чаши привариваются брусья из марганцовистой стали.

Продукт дробилки крупного дробления поступает на полубункериын склад, расположенный рядом со зданием дробилки. Из этого склада руда подается на вибрационный грохот 1500х2700 мм с размером отверстий 50 мм. Надрешетный продукт грохота додрабливается в стандартной конусной дробилке Саймонса 2100 мм, а затем присоединяется к подрешетному продукту грохота.

После среднего дробления руда подается на расстояние около 1000 м в промежуточные бункера первой и второй секций, поднимаясь при этом больше чем на 90 м. Подача руды в бункера производится с помощью системы ленточных конвейеров со скоростью 2,42 м/сек. Проектная производительность этих конвейеров 1500 т/ч.

Руда с горизонта Сторк подвергается третьей стадии дробления в дробилках второй секции. Дробленая руда всех этих секций поступает в 14 цилиндрических бункеров высотой 10,5 м и диаметром 10,5 м полезной емкостью по 600 г руды каждый.

Перед основной флотацией руда измельчается до крупности 43% + 0,15 мм. Концентрат основной флотации доизмельчается, и таким образом тонкому измельчению подвергается лишь небольшая часть исходного питания.

Основная флотация осуществляется на 14 секциях, работающих параллельно. Каждая секция состоит из буккера, шаровой мельницы, классификатора, трех 13-камерных флотационных машин и соответствующего вспомогательного оборудования. Технологическая схема измельчения и молибденовой флотации приведена на рис. 16.

На восьми секциях установлены мельницы типа Марси с решеткой 2700х2400 мм и электродвигателем мощностью 450 л.с., а на шести секциях — мельницы того же типа, но размером 2700х2700 мм и электродвигателем мощностью 600 л.с. В мельницах применяются футеровочные плиты перекрывающегося типа и стальные кованные шары диаметром 75 мм. Расход шаров составляет 0,65 кг/т руды. Шары добавляют ежедневно.

Мельницы работают с классификаторами с высоким порогом и диаметром спирали 1950 мм. Первые из установленных классификаторов имели валы диаметром 300 мм, но в дальнейшем установили классификаторы с диаметром вала 400 мм для предотвращения поломок валов.

На фабрике после испытаний нескольких типов флотационных машин были приняты к установке флотационные машины Вейнига проточного типа с подачей дополнительного воздуха. Расход энергии в этих машинах составляет меньше 1 квт*ч/т, а расход воздуха (при избыточном давлении 0,14 кг/см2) 98 м3 на каждый импеллер. Флотация осуществляется последовательно во всех трех 13-камерных машинах. Пенный продукт первой машины является концентратом основной флотации, а концентрат контрольной флотации, производимой во второй и третьей машинах, возвращается в начало основной флотации.

До 1937 г. при флотации применяли только сосновое масло паровой или сухой перегонки; временами приходилось добавлять цианид для депрессии пирита. Попытки использовать в качестве собирателей газойль и керосин оказались неудачными.

В дальнейшем были испытаны углеводородные масла, давшие хорошие результаты; позднее стали добавлять реагент синтекс M (сульфированный глицерид). Этот реагент эмульгирует и пептезирует углеводородное масло и в настоящее время он заменил большую часть соснового масла, в результате чего содержание меди в конечном концентрате снизилось. Расход реагентов (кг/т) следующий: 0,025 соснового масла, 0,01 реагента синтекс M и 0,5 углеводородного масла.

Часть соснового и углеводородного масла и половина расхода реагента синтекс M подают в шаровые мельницы, а остальное количество реагентов распределяют по точкам в ходе флотации. Реагент синтекс M дозируется дробно, так как пена, получаемая при его применении, не является достаточно устойчивой.

В концентрате основной флотации содержится 8—10% M0S2. Его-сгущают, а затем подвергают четырем перечисткам; перед каждой перечисткой концентрат доизмельчают в мельницах в замкнутом цикле с классификатором. Доизмельчение перед первой перечисткой производится в двух шаровых мельницах 1500х6000 мм, загруженных коваными стальными шарами диаметром 19 мм. Доизмельчение перед второй перечисткой осуществляется в двух мельницах 2400х5000 мм, загруженных галькой диаметром 50—75 мм. Каждое из остальных двух доизмельчений производится в одной мельнице 2400х6000 мм, загруженной галькой того же размера, что и перед второй перечисткой. Очень тонкое измельчение галькой не сказывается на последующей флотации, тогда как при измельчении до такой же крупности стальными шарами извлечение молибдена заметно снижается. В перечистки подается небольшое количество соснового масла для улучшения флотации молибденита, а также кальцинированная сода и цианиды для депрессии пирита и халькопирита. По существу, цикл перечистки является самостоятельной фабрикой, на которой получают конечный концентрат и отвальные хвосты.

Концентрат последней перечистки фильтруют, высушивают и отгружают либо навалом в железнодорожных вагонах типа хоппера, либо его упаковывают в барабаны (в зависимости от требований потребителя). Установка для фильтрации и сушки оборудована двумя дисковыми вакуум-фильтрами с диаметром дисков 1800 мм. Сушка производится в четырехподовой сушилке диаметром 6000 мм.

Тонкоизмельченные хвосты цикла перечистки направляют в отвал, а крупнозернистые хвосты контрольной флотации идут на установку для выделения побочных продуктов.

Конечный молибденовый концентрат содержит 90% молибденита, 0,3% меди и 0,4% железа; извлечение молибдена в концентрат составляет 89%.

В апреле 1958 г. на фабрике начала работать установка для выделения побочных продуктов. На нее поступают хвосты молибденовой флотации, из которых извлекают вольфрам, олово и пирит.

Схема установки (рис. 17) включает обогащение классифицированного материала на винтовых сепараторах, выделение пирита флотацией, переработку хвостов пиритной флотации на концентрационных столах, выделение монацита из концентрата со столов флотацией и доводку вольфрамитового концентрата на электромагнитных сепараторах. Из хвостов магнитных сепараторов выделяют касситерит. Питание винтовых сепараторов содержит около 0,025% WO3, а концентрат после перечистки — 1 % WO3.

Производительность каждого винтового сепаратора составляет 40 т/сутки. Извлечение на винтовых сепараторах почти равно извлечению на концентрационных столах, но их производительность в 2 раза больше, а занимаемая площадь пола в 40 раз меньше.

В концентрате винтовых сепараторов содержится около 50% пирита, который выделяется флотацией в кислой среде с применением ксантогената, соснового масла и пенообразователя Дауфрос. В результате флотации получается пиритный концентрат, содержащий не менее 50% серы.

Хвосты пиритной флотации подвергают обогащению на столах, концентрат которых с содержанием 25% WO3 поступает в отделение извлечения монацита. Монацит флотируется в сильнокислой среде с помощью амина в качестве собирателя и Крахмала для депрессии вольфрамита. Хвосты этой операции, в которых содержится около 40% WO3, доводят до 65% WO3 на магнитных сепараторах. В немагнитной фракции содержится касситерит, который выделяется в виде кондиционного концентрата на концентрационных столах.

Характеристика крупности питания установки приведена в табл. 15.

Результаты работы винтовых сепараторов по извлечению вольфрама из флотационных хвостов приведены в табл. 16.

Схема цепи аппаратов установки приведена на рис. 18.

Здание установки представляет собой бетонно-стальную конструкцию с плоской крышей; все оборудование расположено на двух отметках. Контрольное оборудование находится на одной отметке и в непосредственной близости от соответствующего технологического оборудования. Предусмотрены широкие проходы для удобства обслуживания и ремонта. Для ремонта оборудования установлен мостовой край и подъемник.

Для транспортирования пульпы широко используются бетонные желоба. Их конструировали из расчета пропуска больших объемов, сильно абразивной пульпы, которая быстро изнашивает обычные железные трубопроводы и деревянные желоба.

Уборка фабрики облегчается благодаря соответствующему уклону всех полов и галерей в сторону главных хвостовых желобов. Все пульпопроводы и насосы, в которых пульпа движется с большой скоростью, гуммированы. Все насосы установлены с соответствующим резервом.

Фабрику обслуживают только три человека в смену: концентраторщик, его помощник и рабочий по очистке винтовых сепараторов от щепы и других посторонних материалов. Упаковщик концентратов, работает только в дневную смену, в которую также работают два ремонтных рабочих.

На установке перерабатывают более 32000 т/сутки хвостов молибденовой фабрики.

Хвосты молибденовой флотации поступают на винтовые сепараторы, установленные на двух параллельных секциях: южной, состоящей из 384 спирален, и северной — из 320 спиралей. Каждая секция питается от отдельного зумпфа с помощью гуммированных пульповых насосов типа Гайдросил D = 300 мм. На южной секции насос имеет электродвигатель мощностью 200 л. с., а па северной 150 л. с. Начальная скорость движения пульпы составляет 5,1 м/сек, а скорость ее при поступление в сепараторы — около 1,5 м/сек. Трубопровод полностью гуммирован.

Расход воды на каждый сепаратор около 19 л/мин. Сепараторы имеют по пять витков и отлиты из белого чугуна. Концентрат снимают через три отверстия из 15 имеющихся. Через нижнее отверстие снимают промпродукт, возвращаемый в питающие зумпфы с помощью насосов. Выход промпродуктов составляет около 7% исходного питания. С учетом оборотного продукта общая нагрузка на винтовые сепараторы составляет около 42000 л/мин.

Хвосты винтовых сепараторов поступают непосредственно и систему бетонных желобов, по которой они направляются в главную хвостовую магистраль.

Концентрат винтовых сепараторов поступает по бетонным и гуммированным стальным желобам в зумпфы северной и южной секций. Объединенный концентрат перекачивают с помощью гуммированных насосов в гидроцнклоны Кребса диаметром 250 мм с углом конусности 20°, где он обезвоживается. Плотность песков гидроциклонов составляет примерно 30% твердого. В этом продукте содержится 0,6% WO3, 30% пирита и другие минералы; материал самотеком поступает на пиритную флотацию. Слив гидроциклонов используется для разбавления пульпы в отделениях флотации и концентрации на столах.

Пиритная флотация осуществляется в восьмикамерной гуммированной флотационной машине типа Клаймакс-Вейниг с применением серной кислоты для доведения pH до 5,0. Собирателем служит этиловый ксантогенат натрия. Пиритный концентрат, содержащий 50% серы, складируют, а затем его отправляют потребителям как сырье для производства серной кислоты. Хвосты пиритной флотации поступают самотеком в зумпфы, из которых они распределяются насосами по концентрационным столам.

Отделение концентрации на столах разделено на две секции, в каждой из которых обогащение осуществляется в два приема. Каждая секция имеет восемь концентрационных столов для основной операции и два стола для переработки промпродукта. Все 20 столов — типа Дейстсра № 6 с одинаковыми шламовыми деками. Производительность одного стола составляет приблизительно 22 т/сутки (по сухому весу). Концентрат столов перекачивают насосами в цикл выделения монацита. Количество концентрата, поступающее в этот цикл, составляет около 6 т/сутки при плотности 8% твердого с содержанием 40% WO3.

В концентрате со столов содержатся фосфористые монацитовые пески. Если такой концентрат направить непосредственно на магнитную сепарацию, то вследствие слабых магнитных свойств монацита конечный вольфрамовый концентрат окажется загрязненным фосфором.

Монацит удается эффективно выделить флотацией. После обезвоживания в спиральном классификаторе (с диаметром спирали 300 мм) до плотности 85% твердого концентрат со столов подают в восьмикамерную флотационную машину Стирнс Роджер размером 400 мм. В пульпу добавляют горячую воду для подогрева ее до 38° С, серную кислоту из расчета получения pH = 1,2, реагент Армак С — в качестве собирателя и крахмал как депрессор гюбнерита. Пенный продукт в количестве около 2,5 т/сутки подают па стол Денстера № 14 для контроля содержания вольфрама в пене. С этого стола собирают примерно 100 кг/сутки вольфрамового концентрата пониженного качества. Хвосты со столов поступают в отвал. Хвосты монацнтовой флотации самотеком поступают в спиральный классификатор (с диаметром спирали 350 мм), в котором происходит обезвоживание и одновременно удаление кислоты. Пески классификатора перекачивают Песковыми насосами Вильфлея на мокрый магнитный сепаратор с погруженной лентой для выделения металлического железа, попавшего в пульпу вследствие истирания футеровки и дробящих тел при дроблении и измельчении руды. Сепаратор выделяет примерно 250 кг железа ежедневно. Немагнитную фракцию этого сепаратора обезвоживают в спиральном классификаторе (с диаметром спирали 350 мм) до 80% твердого, а затем она поступает на сушку.

Концентраты высушивают в двухтрубчатой сушилке Аллис-Чалмерс горизонтального типа с паровыми рубашками. Пар подается прн избыточном давлении около 5,6 кг/см3 и температуре 166° С. В питании сушилки содержится около 15% влаги, а в высушенном продукте 0,5%. Высушенный продукт поступает на вибрационный грохот диаметром 1200 мм с размером отверстий 0,41 мм; надрешетный продукт грохота направляют в отвал, а подрешетный — с помощью ковшового элеватора подают в промежуточный бункер, питающий магнитные сепараторы.

Магнитная сепарация осуществляется в три стадии. Все сепараторы — высокой интенсивности с поперечными лентами.

Сепаратор первой стадии представляет собой восьмиполюсный магнитный сепаратор Дингса шириной 450 мм, снабженный постоянным магнитом. Во второй стадии используется четырехполюсный сепаратор Дингса шириной 300 мм. В третьей стадии установлен четырехполюсный сепаратор Дингса шириной 300 мм, снабженный вспомогательным полюсом с поперечной лентой для выделения железа.

В результате магнитной сепарации получают: богатый концентрат первого сорта, содержащий 72% WO3, и бедный концентрат второго сорта с содержанием 40—50% WO3. Бедный концентрат загрязнен рутилом и ильменитом.

Концентрат первой стадии магнитной сепарации доводится до содержания, соответствующего первому сорту на третьей стадии. Немагнитная фракция первой стадии доводится до содержания, соответствующего второму сорту, на второй стадии. Из каждой тонны хвостов молибденовой флотации выделяется приблизительно 0,07 кг WO3. Хвосты второй и третьей стадий поступают в отделение извлечения олова.

В хвостах магнитной сепарации содержатся 8% олова, небольшое количество пирита, а также кремнезем и тяжелые минералы, среди которых имеются минералы редкоземельных элементов. Этот материал подается на круглый вибрационный грохот диаметром 450 мм с размером отверстий 0,25 мм для выделения слишком крупных частиц. Подрешетный продукт грохота поступает на два стола Вильфлея, из которых получают примерно 125 кг/сутки оловянного концентрата, содержащего 40% олова.

Хвостовой пруд, находящийся на расстоянии 4,8 км к северу от фабрики, служит как для складирования хвостов, так и для осветления воды. Из фабрики хвосты поступают на хвостовой пруд по деревянной трубе диаметром 600 мм. В настоящее время верхняя точка хвостохра-нилища находится на 90 м ниже отметки фабрики. Хвостопровсд проложен почти горизонтальными участками ступенчато; горизонтальные участки соединены между собой вертикальными перепадами, открытыми сверху. Длина горизонтальных участков и высота перепадов соответствует рельефу местности; труба установлена так, что на каждые 300 м горизонтального участка приходится 4,5 м вертикального перепада. Таким образом обеспечивается достаточный напор для поддержания необходимой скорости течения хвостов.

В течение летних месяцев хвосты распределяются по верхней кромке дамбы и трубами диаметром 100 мм. Получающаяся таким образом дамба наращивается по высоте с помощью бульдозеров. Зимой хвосты распределяются четырьмя-пятью трубами диаметром 500 мм перед дамбой, нарощенной в течение лета. Осветленная вода декантируется с помощью бетонных колодцев, через которые она направляется самотеком или насосами в озеро, находящееся на расстоянии 5,6 км от фабрики и на 180 м ниже ее. Потребность фабрики в воде обеспечивается этим озером. Весной озеро заполняется системой каналов, в которых собирается весенний сток с водосбора длиной 16 км. В течение зимы слив с хвостового пруда идет самотеком в озеро, однако дренажную воду из хвостового пруда приходится перекачивать насосами. Расчетная емкость хвостового пруда составляет 175 млн. т. С 1938 г. в него уложено 107 млн. т хвостов. В настоящее время подготовлено новое хвостохранилище, на котором построена начальная земляная дамба высотой 10,5 м. Система для осветленной воды состоит из пруда емкостью 5650 м3, насосной станции производительностью 60 м3/мин, трубопровода длиною 730 м и грунтового канала длиной 1600 м.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна