Обогатительная фабрика Монмен (Франция)

Фабрика Монмен производительностью 750 т/сутки перерабатывает вольфрамовые руды месторождения того же названия.

Месторождение Монмен отличается от других вольфрамовых месторождений Франции. Минерализованные жилы, в которых вольфрамит ассоциирован с кварцем и аплитовыми минералами, богатыми полевым шпатом и плагиоклазом, пронизывают сланцы, окружающие большую массу измененных гранитов. Пирит, арсенопирит и касситерит сопутствуют вольфрамиту только в некоторых жилах, причем в небольших количествах.

Вольфрам содержится не только в жилах и тонких прожилках, но и во всей массе слюдистых сланцов.

Слюдистые сланцы Монмена представляют собой толщи пород, состоящих главным образом из очень мелких зерен кварца и слюд с небольшими количествами андалузита и турмалина. Вольфрамит залегает в виде тонких кристаллов, рассеянных среди мелких частиц кварца длиной в несколько сантиметров. Эти зерна вольфрамита сопровождаются белой слюдой и каолином.

Слюдистые сланцы вмещающих пород имеют значительную минерализацию, которая уменьшается по мере удаления от жилы, становится минимальной и снова повышается по мере приближения к следующей жиле.

В месторождении имеется 6 млн. т руды с содержанием от 0,2.5 до 0,30% WO3 (установленные запасы), 3 млн. т руды с содержанием около 0,22% WO3 (вероятные запасы) и 4 млн. т руды с содержанием 0,20% WO3 (возможные запасы).

Вследствие выветривания выхода рудных тел на поверхности образовалось бедное россыпное месторождение значительных размеров, которое в настоящее время разрабатывается.

На фабрику поступает руда из подземных выработок в количестве 125 т/сутки со средним содержанием 0,5% WO3 и из россыпного месторождения в количестве 300 т/сутки со средним содержанием 0,25% WO3. Следовательно, в течение суток на фабрику поступает 425 г руды со средним содержанием 0,32% WO3.

Технологическая схема фабрики приведена на рис. 87.

Руда доставляется на фабрику по канатной дороге и разгружается в бункер емкостью 150 г, из которого непосредственно получает питание отделение дробления. Если бункер заполнен, то руду разгружают на площадку. В этом случае ее подают на фабрику с помощью бульдозера, который загружает ее в другие бункера емкостью 300 т каждый, расположенные ниже. В случае аварии на канатной дороге руду можно подавать в эти бункера непосредственно из рудничных вагонеток.

Исходная руда крупностью 250—0 мм подается на наклонный колосниковый грохот с отверстиями 40 мм, надрешетный продукт которого поступает в гирационную дробилку. Класс — 40 мм подвергают промывке на грохоте, затем — классификации на втором грохоте с отверстиями 12 мм. Класс +12 мм со второго грохота и продукт первичной дробилки подают на третий грохот, имеющий отверстия 12 и 28 мм. Надрешетный продукт этого грохота поступает в дробилку Саймонса для среднего дробления, а дробленый продукт возвращается на первый колосниковый грохот с отверстиями 40 мм. Дробильное отделение выдает два продукта: первый — крупностью —28+12 мм, а второй — представляет собой пульпу с материалом крупностью — 12 мм.

Работа дробильного отделения значительно улучшилась после установки дробилки ударного действия Хацемаг на руднике, так как эта дробилка выдает материал, дробленный до крупности значительно меньше 250 мм, что, в свою очередь, позволило подавать более мелкий материал на измельчение.

Отделение измельчения состоит из двух циклов: в первый цикл поступает класс —28+12 мм, а во второй — пульпа крупностью —12 мм. Класс +12 мм направляют в стержневую мельницу № 1 размером 1500х2400 мм, работающую в открытом цикле и питающую двухкамерную отсадочную машину Денвера № 1 размером 300 X 450 мм, на этой отсадочной машине получают богатый концентрат и хвосты. Хвосты подвергают грохочению по размеру 1 мм, класс +1 мм возвращают в мелышцу, а класс —1 мм поступает на предварительную концентрацию.

Пульпу крупностью —12 мм подают на грохот с отверстиями 1 мм, работающий в замкнутом цикле со стержневой мельницей № 2 размером 1500х2400 мм. Пульпа, содержащая частицы —1 мм, поступает в гидроциклон диаметром 400 мм; сгущенный продукт гидроциклона обогащают в двухкамерной отсадочной машине № 2 размером 400х750 мм, которая выдает концентрат и хвосты. Хвосты этой машины присоединяют к хвостам первого цикла и направляют па предварительную концентрацию. Слив гидроциклона вместе со сливами других аппаратов поступает в большой осадительный бассейн, находящийся в отделении обогащения тонких классов.

Предварительная концентрация производится на винтовых сепараторах. Детальное изучение работы этих аппаратов показало, что разделение минералов начинается в конце второй трети первого оборота, и содержание вольфрама в первичных концентратах падает весьма заметно после четвертого витка. Поэтому применяют батареи винтовых сепараторов, имеющих по четыре витка, в то время как обычно винтовые сепараторы имеют пять витков.

Пульпу крупностью —1 мм из цикла измельчения сгущают в двух гидроциклонах диаметром 350 мм, а затем делят на два класса па грохотах с отверстиями 0,21 мм и направляют в 20 первичных винтовых сепараторов; эти сепараторы выдают первичный концентрат и хвосты. Хвосты перекачивают в гидравлический классификатор, который питает 10 винтовых сепараторов для контрольной операции, из которых получают первичный концентрат и отвальные хвосты № 1.

В табл. 69 приведена характеристика работы винтовых сепараторов.

Первичные концентраты винтовых сепараторов перекачивают на три грохота Гуммера, имеющие сетки с отверстиями 0,5 мм. Класс —1+0,5 мм с этих грохотов перерабатывается па 2 двухкамерных отсадочных машинах Денвера № 3 размером 300х150 мм. Эти машины выдают концентрат и хвосты, которые сгущают в конусе и направляют в мельницу. Тонкий класс крупностью -0,5 мм направляют в два пятикамерных гидравлических классификатора, пески и слив которых поступают в II первичных столов Плато, которые выдают три продукта: концентрат, хвосты, подвергающиеся переработке в следующем отделении фабрики и промежуточный продукт, который пропускают через гидроциклов и перерабатывают вместе с концентратами отсадочной машины № 4 на двух концентрационных столах Плато; на этих столах получается только два продукта: концентрат и хвосты, которые поступают на дальнейшую переработку.

Хвосты 4 первичных столов Плато и хвосты 2 столов отделения для тонких классов поступают в большой механический классификатор спирального типа, слив которого сгущают в конусе; пески классификатора сгущенный продукт конуса, а также хвосты отсадочной машины № 3 и вторичных столов Плато направляют в коническую мельницу размером 1800х1000 мм, работающую в открытом цикле. Разгрузка мельницы перекачивается па двухкамерную отсадочную машину Денвера № 1 размером 300х450 мм для выделения богатого концентрата. Хвосты этой отсадочной машины после обесшламливания подают насосом на 8 винтовых сепараторов основной операции, хвосты которых подвергают контрольной сепарации на 6 вторичных сепараторах; эти сепаратор выдают отвальные хвосты № 2.

Первичные концентраты этих двух групп винтовых сепараторов подвергают грохочению по размеру 0,5 мм. Класс +0,5 мм возвращают в мельницу, материал —0,5 мм перерабатывают на одном столе Вильфлея и на одном столе с диагональной декой; на этих столах получают три продукта: концентрат, хвосты, возвращаемые в мельницу, и промпродукт, который сгущают в гидроциклоне, а затем перечищают на небольшом столе, с которого получают концентрат и хвосты; хвосты возвращают в мельницу.

Все сливы гидроциклонов, гидравлических классификаторов и конусов предыдущих отделений фабрики подвергают переработке по схем: рис. 88. С этой целью они поступают в большой бассейн, из которого их с помощью трех насосов перекачивают в три гидроциклона диаметром 350 мм, где производится разделение по размеру 75 мк. Слив гидрациклонов направляют в сгуститель диаметром 6 м; сгущенный продукт из сгустителя смешивают с песковыми продуктами гидроциклонов.

Слив сгустителя диаметром 6 м поступает в сгуститель диаметром 12 м, который видает очень тонкий сгущенный продукт и достаточно чистую воду для повторного использования на фабрике для промывки.

Топкие продукты поступают в батарею из 18 винтовых сепараторов, где получают первичный концентрат и хвосты. Первичный концентрат перерабатывают на двух концентрационных столах: на одном столе Вильфлея и на одном столе с диагональной декой. Эти столы выдают по два продукта концентрат, который объединяют с обеих сторон, и хвосты, которые возвращают о классификатор второй перечистки. Хвосты винтовых сепараторов поступают в гидроциклон диаметром 250 мм, слив которого представляет собой отвальные хвосты № 3. Нижний продукт гидроциклона и очень тонкие классы, выходящие на большого сгустителя, обогащают на трех комплектах автоматических опрокидывающихся шлюзов; хвосты этой операции подвергают повторной переработке на таких же опрокидывающихся шлюзах. Хвосты этих шлюзов представляют собой отвальные хвосты № 4. Концентраты первого комплекта шлюзов перерабатывают на трех концентрационных столах с диагональной декой, на которых получают по три продукта. Концентраты второго комплекта шлюзов обогащают на одном концентрационном столе с диагональной декой, на котором получают три продукта; бедный концентрат, промпродукт, перечищаемый на небольшом столе, и хвосты. С этого небольшого стола также получают бедный концентрат и хвосты. Хвосты со всех этих столов объединяют и возвращают в бассейн для сливов.

В табл. 70 приведены показатели работы автоматических шлюзов.

Все пять столов в цикле автоматических шлюзов перерабатывают очень тонкий материал и выдают бедные концентраты с содержанием около 40% WO3, которые высушивают, упаковывают и отправляют потребителям.

С отсадочных машин и с других столон фабрики получают богатые концентраты, содержащие вольфрамит, касситерит и значительное количество железа, попадающего в руду за счет истирания стержней и шаров. В этих же концентратах содержится некоторое количество более легких примесей. Концентраты высушивают по классам, причем более крупные классы подвергают грохочению по размерам 1 и 0,5 мм, затем их перерабатывают на трех дисковых магнитных сепараторах с добавочными полюсами. С добавочного полюса и с первого диска получают железосодержащие продукты. Диск № 2 выдает богатые вольфрамитовые концентраты, диск № 3 — более бедные концентраты, загрязненные железистым кварцем. С ленты сепаратора получают немагнитную фракцию Железистые продукты перерабатывают на аппарате, состоящем из добавочного магнита, представляющего собой постоянный магнит, под который проходит лента той же ширины, что и магнит. Железные частицы собираются на ленте и сгружаются с нее о тот момент, когда лента выходит за пределы магнитного ноля. Вольфрамитовые зерна почти не отклоняются магнитным полем, и они разгружаются отдельно в виде продукта, содержащего 30—40% WO3 и 0,5% железа.

Немагнитная фракция доизмельчается в сухом виде до крупности 0,5 мм. если это необходимо, а затем ее подвергают пенной флотации в четырехкамерной флотационной машине. Таким образом выделяют небольшие количества пирита, содержащегося в немагнитной фракции. Обессеренную пульпу доводят на столе с диагональной декой, выдающем концентрат, промпродукт и хвосты, которые направляют в отвал. Концентрат со стола подвергают сушке, затем обрабатывают на магнитных сепараторах, в результате чего получают магнитный концентрат с содержанием 60% WO3 и немагнитные хвосты с содержанием около 49% олова. Промпродукты этих столов перерабатывают партиями и выделяют концентрат магнитным с содержанием 60% WO3 и немагнитный продукт, содержащий 44% олова.

Вce товарные продукты взвешивают, опробуют и анализируют, а затем отправляют на склад концентратов. Здесь их тщательно перемешивают для получения партии концентратов с определенным содержанием WO3. Эти партии затем упаковывают в небольшие металлические барабаны емкостью по 75 кг сухого концентрата.

Барабаны стоят несколько дороже, чем джутовые мешки, но их преимущество заключается в том, что при транспортировке не происходит потерь, что особенно важно в случае отправки концентратов за границу.

Бедные концентраты отправляют в металлических ящиках на завод где их подвергают химической переработке на искусственный шеелит.

Вес исходной руды определяют подсчетом количества вагонеток, поступающих по канатной дороге, и периодическим взвешиванием содержимого одной серии вагонеток.

Богатые концентраты, полученные в течение каждых суток, взвешивают по классам, опробуют и анализируют.

Хвосты основных операций, общие хвосты и питание автоматических шлюзов опробуют и анализируют ежедневно.

Еженедельно подвергают анализу пробы, взятые в следующих точках: питание обеих шаровых мельниц, первичные концентраты, полученные с винтовых сепараторов для основной операции, и питание стержневой мельницы.

На фабрике имеются химическая и исследовательская лаборатории. В этих двух лабораториях осуществляются химические и ситовые анализы. Вольфрам определяется в продуктах с низким содержанием его колориметрическим методом, с применением для этой цели спектрофотоколориметра. Анализы концентратов производят классическим методом по вольфрамату ртути.

Исследовательская лаборатория оборудована обычными машинами для производства исследований по гравитационному и флотационному обогащению. Кроме того, имеется также гравитационная опытная фабрика, на которой изучают обогатимость собственных руд, а также других руд по заказу различных организаций.

Опытная фабрика размещена в здании площадью 500 м2 и состоит из щековой дробилки с приемным отверстием 150х300 мм, небольшой гирационной дробилки, стержневой мельницы размером 750х1200 мм, грохотов, отсадочных машин, винтовых сепараторов и концентрационных столов.

В результате работы опытной фабрики создано несколько новых аппаратов. Так, отсадочные машины Денвера размером 300х450 мм будут заменены отсадочными машинами, которые специально изучались и конструировались на фабрике Монмэн и опытные образцы которых уже работают. Эти новые отсадочные машины представляют собой двухкамерные диафрагмовые аппараты с камерами размером 500х750 мм. Особенностью этих новых отсадочных машин является то, что ход и скорость поршня, а также количество подрешетной воды можно будет изменять раздельно в каждой камере, что даст возможность лучше регулировать работу машины.

Что касается совершенствования техники извлечения вольфрама из тонких классов, то некоторые изменения в схеме уже произведены. Так, цикл переработки тонких и очень тонких классов является сравнительно новым. Основное изменение заключалось в более точном разделении частиц минералов. Одним из следствий этого изменения являлся перепад части товарных продуктов, получавшихся на столах с диагональной Декой, перерабатывающих концентраты опрокидных шлюзов, на столы, перерабатывающие концентраты винтовых сепараторов. Это дало значительный экономический эффект вследствие того, что концентраты цикла пинтовых сепараторов содержат свыше 60,% WO3 и поэтому являются более ценными, чем концентраты цикла автоматических шлюзов, в которых содержится не более 40% WO3. Еще одно изменение, которое будет произведено, касается отделения измельчения, где число отсадочных машин будет удвоено. Для этой цели будут использованы две отсадочные машины Денвера и две отсадочные машины местной конструкции размером 500х750 мм, которые будут отрегулированы для получения богатых концентратов и промпродуктов. Промежуточные продукты из вторых отделении этих машин будут перерабатываться в отдельном цикле.

Использование автоматических шлюзов представляет большой интерес, так как это единственный способ заметно увеличить извлечение в целом за счет повышения эффективности переработки очень тонких классов. Вопрос повышения извлечения из очень тонких классов всегда был в центре внимания на данной фабрике, которая первой во Франции установила опрокидные шлюзы. Эта проблема продолжает изучаться не только для очень тонких классов, крупностью от 40 до 15 мк. но и для еще более тонких классов — меньше 15 мк.

Среднесуточная производительность фабрики достигает 736 г. В среднем фабрика работает 05% от планируемых 300 дней в году. Главной причиной простоев были частые отключения электроэнергии.

В табл. 71 приводятся показатели работы фабрики.

В табл. 72 приводятся результаты химического и ситового анализов богатых концентратов.

Усовершенствования, введенные в начало схемы фабрики, в частности увеличение числа отсадочных машин, привели к повышению средней крупности зерен извлеченного вольфрама. Так, недавно ситовые анализы показали, что 6% товарной продукции, выданной за месяц, состоит из зерен крупнее 1 мм, в то время как этот класс практически отсутствовал раньше. Распределение WO3 в хвостах показано в табл. 73.

Штаты фабрики характеризуются следующими данными:

В среднем расход энергии составляет 13,9 квт*ч на 1 т переработанной руды и распределяется следующим образом, (квт*ч):

Расход стали на фабрике несколько повышен в связи с абразивным характером перерабатываемых слюдистых сланцев. На 1 т переработанной руды расход стали составляет, (г/т):