Промышленное применение обогащения руд в тяжелых суспензиях

27.11.2019

Обогащению в тяжелых суспензиях предшествует подготовка руды, которая включает дробление, промывку и классификацию. В процессе рудоподготовки необходимо стремиться к полной отмывке руды от глины и шламов, так как они повышают вязкость суспензии и ухудшают разделение.

В последние годы процесс обогащения в тяжелых суспензиях, ввиду простоты п высокой точности разделения, получает все более широкое распространение как на зарубежных, так и на отечественных обогатительных фабриках применительно к самым разнообразным полезным ископаемым.

В России тяжелые суспензии стали внедряться в промышленную практику обогащения в конце 50-х годов, прежде всего на углеобогатительных фабриках. Промышленное внедрение процесса обогащения углей и руд в тяжелых суспензиях оказалось возможным только после применения в качестве утяжелителя магнетита и применения магнитной сепарации для регенерации суспензии. Промышленное освоение нового процесса долгое время задерживалось из-за отсутствия необходимого оборудования.

Регенерация суспензии является наиболее сложной операцией. В зависимости от свойств утяжелителя его извлечение и доводка осуществляются магнитной сепарацией, флотацией или гидравлической классификацией. В настоящее время в качестве утяжелителей используются преимущественно магнетит и ферросилиций, обладающие магнитными свойствами, поэтому в основном применяются магнитные методы регенерации суспензии.

При извлечении утяжелителя из суспензии магнитной сепарацией промывные воды и часть рабочей суспензии направляются в электромагнитные сепараторы специальной конструкции. При этом магнитные частицы отделяются, а вода, содержащая немагнитные частицы, удаляется. Отделенный утяжелитель смешивается с водой в необходимой пропорции для образования суспензии заданной плотности и добавляется к рабочей суспензии, циркулирующей через сепаратор. Процесс регенерации утяжелителя должен быть автоматизирован (открывание и закрывание клапанных затворов для суспензии, приготовление суспензии из утяжелителя и т. п.).

Тяжелые суспензии широко применяются (особенно на зарубежных фабриках) для обогащения руд цветных (преимущественно свинцово-цинковых) и черных металлов. В России процесс обогащения в тяжелых суспензиях освоен при переработке свинцовоцинковых и медно-свинцово-цинковых руд на Зыряновской, Акджальской и Краснореченской фабриках, вольфрамовых руд на Ингичкинской фабрике. Намечается внедрение этого процесса на других фабриках, так как по данным исследовательских работ в тяжелых суспензиях могут обогащаться руды цветных и редких металлов более 40 отечественных месторождение В связи с этим в институте Механобр разработана типовая установка для обогащения в тяжелых суспензиях производительностью до 100 т/ч, учитывающая промышленные достижения и использующая специальное оборудование в виде поточной линии. Схема цепи аппаратов комплексного агрегата для обогащения руд цветных и редких металлов в тяжелых суспензиях показана на рис. 58.

Исходная руда конвейером 1 подается на самобалансный грохот 2 для отсева класса —6 мм. Надрешетный продукт поступает на разделенно в конусный сепаратор 3 диаметром 3 м с центральным аэролифтом для разгрузки тяжелой фракции; сжатый воздух подается от компрессора 4 и воздуходувки 5. Легкая и тяжелые фракции направляются на дренажные грохоты 6, под которыми в виде опор установлены чаны кондиционной и разбавленной суспензии 7. Густая тяжелая суспензия насосом 8 циркулирует через сепаратор, разбавленная суспензия поступает в цикл регенерации, включающий контрольное грохочение на дуговом грохоте 9 и магнитную сепарацию в электромагнитном сепараторе 10 при напряженности магнитного поля до 2500 Э. Свежий, утяжелитель подается в чан для приготовления суспензии 11. Последняя совместно с магнитной фракцией после ее размагничивания в аппарате 12 направляется в чан для кондиционной суспензии. Проектом предусмотрены автоматический контроль и регулировка плотности и вязкости суспензии. Немагнитная фракция магнитной сепарации объединяется с подрешетным продуктом —6 мм грохочения исходной руды и присоединяется к тяжелой фракции для дальнейшего совместного обогащения. Предусмотрен вариант обезвоживания класса —6 мм и немагнитной фракции для облегчения условий их транспортирования вместе с тяжелой фракцией. В этом случае отсев —6 мм и немагнитная фракция направляются в классификатор 13, слив которого Песковым насосом 14 перекачивается для обезвоживания в гидроциклоны 15 диаметром 350 мм и затем поступает в дисковый вакуум-фильтр 16. Кек фильтра, так же как и пески классификатора, присоединяются к тяжелой фракции. Оборудованием операции фильтрования являются вакуум-фильтр 16, вакуум-насос 17, ресивер 18, ловушка 19, центробежный насос 20, а также компрессор.

Легкая фракция разгружается на ленточный конвейер, причем для контроля ее качества пробоотбирателем 21 отбирается проба, процесс разделки которой механизирован: скиповым подъемником 22 проба подается на ленточный питатель 23, затем в дробильный агрегат 24, совратитель 25 и дисковый истиратель 26.

В зависимости от типа утяжелителя плотность рабочей суспензии может иметь следующие значения: гранулированный ферросилиций — 3,2—2,9 г/см3; смесь гранулированного ферросилиция с магнетитом (или пирротином) — 2,9—2 г/см3; магнетит или пирротин — 2 г/см3.

Хорошие результаты в условиях Зыряновской фабрики получены в случае применения смеси ферросилиция (60%) и магнетитового концентрата (40%), позволившей устранить расслоение суспензии (первоначально в качестве утяжелителя использовался только ферросилиций). Применение смеси снизило стоимость утяжелителя почти на 40%. Поэтому в типовой установке для обогащения руд в тяжелых суспензиях предусмотрено применение в качестве утяжелителя смеси ферросилиция (удельный расход 120 г/т руды) и магнетита (удельный расход 80 г/т руды). По проекту удельный расход электроэнергии на обогащение составляет около 2 кВт*ч/т, расход свежей воды — 0,5 м3/т; проектная себестоимость передела обогащения 1 т руды 16 к. Всю установку для обогащения в тяжелых суспензиях обслуживает в смену 3 человека.

В России применительно к оловянным рудам Депутатского и Фестивального месторождений разработана технология, предусматривающая совмещение процессов самоизмельчения и обогащения руд в тяжелых суспензиях (рис. 59). От обычной схемы самоизмельчения новая схема отличается введением дополнительной операции грохочения по классу 10(6) мм разгрузки мельницы и раздельного обогащения класса +10(6) мм в тяжелых суспензиях с выводом легкой фракция в отвал; тяжелая фракция является циркулирующей нагрузкой и возвращается в измельчение.
Промышленное применение обогащения руд в тяжелых суспензиях

При обычном самоизмельчении циркулирующая нагрузка мельницы на 85% представлена классом -40 + 10 мм, в котором сосредоточены наиболее твердые и прочные компоненты руды. Накапливание зерен критической крупности (-40 + 10 мм), которые не являются измельчающей средой и одновременно плохо поддаются измельчению, вызывает повышенное ошламование ценных минералов и снижение производительности мельницы. Обогащение класса -40 + 10 мм в тяжелых суспензиях и вывод крупной части циркулирующей нагрузки из цикла самоизмельчения (в виде легкой фракции) приводит к резкому снижению ошламования ценных компонентов в готовом продукте (класса —2 мм), повышению производительности мельницы более чем в 1,5 раза, уменьшению на 15% расхода электроэнергии, причем сама циркулирующая нагрузка снижается в итоге в 7—8 раз. Выход легкой фракции от исходной руды составляет 30—35%. При этом обогащению в тяжелых суспензиях подвергается примерно половина класса -40 + 10(6) мм циркулирующей нагрузки из цикла самоизмельчения.

Примером обогащения руд в тяжелых суспензиях за рубежом может служить свинцово-цинковая фабрика «Виллибальд» (ФРГ) производительностью 1400 т/сут. Основными рудными минералами являются сфалерит и галенит, нерудными — кварц, реже — кальцит и сидерит. В добываемой руде содержится в среднем 1,7% свинца и 4,8% цинка, а также около 17 г/т серебра.

После дробления руды до 40 мм в классе -40 + 7 мм около 50% кусков не содержит металла, что предопределяет практическую возможность обогащения руды в тяжелых суспензиях, которое производится на двух идентичных установках (рис. 60) производительностью 50 т/ч каждая.

Каждая установка включает промывочный грохот 1 для исходной руды, разделитель Гумбольдта 2 с галенитовой суспензией, колосниковый грохот 3 для тяжелой фракции и промывочные грохоты 4 для тяжелой и легкой фракции (отделение суспензии), сборный конус 5 для отделенной суспензии (установлен над разделителем), осветлитель 6 для регенерации суспензии из промывных вод.

Дробленая руда поступает на промывочный грохот размерами 1200х4000 мм, нижний продукт которого крупностью —7 мм (выход около 30%) и промывные воды (600 л/т руды) выводятся из процесса и направляются па подготовку к флотации (классификация, измельчение). Класс -40 + 7 мм поступает в разделитель Гумбольдта, где делится на тяжелую и легкую фракции. Легкая фракция восходящим потоком пульпы выносится через сливной порог разделителя на промывочный грохот, а тяжелая фракция погружается в разделитель и выносится по трубопроводу (принцип аэролифта) на колосниковый грохот, установленный над сборным конусом (см. рис. 60); основная масса суспензии возвращается в разделитель, а тяжелая фракция, аналогично легкой, для отделения суспензии подвергается грохочению с промывкой. Отделенная суспензия в обоих случаях направляется в сборный конус, установленный над разделителем Гумбольдта, и возвращается в процесс. Промывные воды для регенерации суспензии направляются в осветлитель, где пульпа сгущается; галенит осаждается между наклонными перегородками и собирается в шпицкастенах осветлителя.

Несколько подробнее следует остановиться на операции грохочения с промывкой легкой и тяжелой фракций.

На промывочных грохотах суспензия вначале отделяется на сетке с отверстиями 0,2 мм и поступает в шпицкастен, установленный под первым участком каждого грохота; из шпицкастена по U-образному трубопроводу (принцип аэролифта) суспензия возвращается в сборный конус, затем в разделитель.

На средней части грохотов производится отмывка галенита и весьма тонких посторонних примесей от тяжелой и легкой фракций. Для отмывки применяется как свежая вода, так и осветленная вода из осветлителя. Промывные воды (7,5 м3/ч воды и около 2 т галенита вместе с 80 кг примесей) собираются в шпицкастены, установленные под средней частью грохотов, и возвращаются по трубопроводу с помощью воздушного подъемника в осветлитель.

На последнем участке грохотов еще раз производится отмывка галенита и примесей от продуктов разделения; свежая вода подается из брызгал. Смывные воды через перфорированный лист с отверстиями 6 мм поступают в шпицкастен и затем в процесс измельчения и флотации.

Для восполнения потерь галенита с легкой и тяжелой фракциями в шпицкастен под первым участком промывочного грохота подается свежий галенитовый концентрат (8 кг/т исходного питания разделителя).

Плотность суспензии в цикле разделения поддерживается около 2,75 г/см3 (примерно 2 кг галенита на 1 л суспензии). Регенерацией навлекается более 90% галенита. Общий расход воздуха при обогащении в тяжелых суспензиях составляет примерно 1800 м3/ч.

В результате обогащения в тяжелых суспензиях в виде легкой фракции удаляется более 50% пустой породы с содержанием 0,08% свинца и 0,22% цинка. Легкая фракция используется для приготовления щебня и гравия. Тяжелая фракция поступает на дробление и измельчение, а затем — на флотацию.

После внедрения обогащения в тяжелых суспензиях производительность фабрики «Виллибальд» увеличилась вдвое.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна