Кировская (б. Хибиногорская) флотационная апатитовая фабрика (Кольский полуостров)

Кировская флотационная фабрика расположена на южном берегу оз. Б. Вудьявр, в 5 км от вскрытых месторождений апатито-нефелиновых пород Кукисвумчорр, на 67°, 41' северной широты и 33° 40' восточной долготы, на высоте 323—388 м над уровнем моря, являясь одной из немногих наших заполярных фабрик (имеются еще на о. Вайгаче и Игарке).

В настоящее время рудная база фабрики представлена месторождением горы Кукисвумчорр, являющейся почти сплошным массивом апатитонефелиновой породы. Разработка руды производится карьерным способом с высоты 450 м; ведется подготовка к подземным выработкам. Открытый способ разработки повышает влажность руды, особенно мелочи.

Кроме этого месторождения имеется целый ряд других, которые в настоящее время не разрабатываются, но уже разведаны, с определением запасов свыше 15 млрд. т.

В настоящее время рудник при производительности около 5 тыс. г имеет четырех основных потребителей:

1) Флотационная фабрика, 70—75% добычи руды с 27—29% P2O5,

2) Экспорт, 10—15% добычи руды с 29—31% P2O5.

3) Суперфосфатные заводы, около 15% добычи руды выше 32% P2O5,

4) Металлургические заводы (очень незначительно).

Агатито-нефелиновая порода слагается из двух основных минералов — апатита и нефелина; в небольших количествах содержатся второстепенные минералы — эгерин, титано-магнетит, сфен и др. В количественном соотношении содержание указанных минералов колеблется в широких пределах: апатита от 25 до 80%; нефелина 15—70% и второстепенных минералов около 15%. Уд. вес апатито-нефелиновых пород 3,18. В руде зерна апатита расположены весьма неравномерно; наряду с кучевым расположением наблюдается слоистое. Апатит, как обладающий большей хрупкостью, в процессе дробления выделяется первым (указанное свойство апатита вначале хотели положить в основу технологической схемы обогащения апатито-нефелиновой руды). Вследствие своей чисто выраженной кристаллической структуры апатито-нефелиновая порода обладает довольно сильными абразивными свойствами, что сильно сказывается на износе аппаратов

Флотационная фабрика состоит из двух очередей, и запроектирована третья. Проектная производительность фабрики первой очереди — 1300 т/сугки; второй очереди — 4000 т/сутки; годовая производительность всей фабрики 2016000 т по сырой руде, или по концентрату 1000000 т.

Фабрика состоит из шести основных корпусов, не считая подсобных: дробильного тонкого измельчения и флотации, сгущения и фильтрации, склада концентрата, погрузочного устройства и реагентной.

Фабрика разделена на семь секций: две для первой очереди, из которых каждая рассчитана на производительность 650 т/сутки и пять — для второй очереди, с производительностью 800 т/сутки каждая. Секции по своему оборудованию однотипны, за исключением секций первой очереди. Разделение по секциям введено с тонкого измельчения и до сушки концентрата включительно, остальные фазы работы фабрики являются общими для всех секций.

Так как фабрика первой очереди реконструируется по типу второй очереди, то наше описание охватывает работу второй очереди с указанием только некоторых данных о работе первой очереди.

Кондиции, предъявленные к Продукции фабрики, следующие: содержание P2O5 в концентрате должно быть не менее 39,5% при тонине помола 50% —200 меш, с остатком на сите 100 меш 3—6%. Процент влажности в концентрате: для экспорта не более 1% и для внутрисоюзного потребления 1,5—2%.

На фиг. 245 дана схема фабрики второй очереди (проектная). Основное отличие между обеими очередями заключается в тонком измельчении, которое имеет две стадии на первой очереди и одну стадию на второй, и во флотации, использующей на первой очереди в одной секции машины Фаренволда, а во второй секции машины Макинтоша, целиком принятые во второй очереди (и запроектированные для третьей очереди). Крупносреднее дробление является общим для обеих очередей.

Крупно среднее дробление (подробнее см. схему фиг. 245) совершается в две стадии: в дробилках Телсмит 500х4500 мм с 400 до 100 мм и в дробилках Саймонса с диаметром конуса 1670 мм — до — 25 мм.

Тонкое извмельчение совершается в шаровых мельницах Гумбольдта 2,1х3,0 м, работающих в замкнутом цикле с классификатором Дорра 2,4х8,3 м.

Слив классификатора, 3—4% +80 меш (фиг. 246), пройдя четыре контактовых чана Денвер 3,0х3,0 м, поступает в первичную флотацию на две пары машин Макинтоша 7.

Все машины второй очереди — местного изготовления и одинаковы. Роторы размером 225х5500 мм с резиновой покрышкой приводятся по два от одного мотора, через передачу текс-роп к редуктору скорости и цепи Галля к роторам. Габарит сдвоенной машины 750х6000 мм.

Первичный концентрат поступает на очистную флотацию в машины 2, концентрат которых является конечным. Первичные хвосты поступают, пройдя зумпф насоса 3 и контактовые чаны K2, в первую перечистную флотацию хвостов на машины 4, давая промпродукт 7 и хвосты 7. Последние поступают на вторую перечистную флотацию хвостов в машины 5, откуда выходят через зумпф насоса 33 отвальные хвосты и промпродукт 2.

Промпродукт 3 очистной флотации через зумпф насоса 32 вместе с промпродуктом 7 поступает на перечистную флотацию в машины 3, концентрат 7 которых идет в очистную флотацию в машину 2, а промпродукты 4 и 2 с промпродуктом 2 поступают вместе с первичными хвостами в зумпф насоса 31 для первой перечистки хвостов.

Обезвоживание на второй очереди производится без предварительного сгущения (чем отличается от первой очереди), путем фильтрации на барабанных фильтрах Вольфа диаметром 3000 мм с внутренней фильтрующей поверхностью 25 м2 (по типу фильтров Дорко), дающих кек с 13—14% влаги.

Сушка осуществляется в цилиндрических вращающихся сушильных барабанах 2,4х12 м, после чего концентрат передается в склад или на погрузку.

В первой очереди в обеих секциях тонкое измельчение производится в две стадии, причем первые мельницы работают в полузамкнутом цикле с классификатором, а вторые в замкнутых циклах. Слив обоих классификаторов по каждой секции поступает на флотацию.

На фиг. 247 показаны схемы флотации первой очереди на секциях Фаренволда и Макинтоша, из сравнения которых между собой и схемой флотации второй очереди (фиг. 246) видно, что: а) флотация на пяти машинах Фаренволда 610 мм по 12 ячеек имеет первичную, одну очистную и две -перечистных хвостов и дополнительно флотацию на нефелиновый концентрат, получаемый как хвостовой продукт на -пятой машине, после выделения конечных апатитовых хвостов в пену; б) на машинах Макинтоша имеется основная, очистная, две перечистки хвостов и одна перечистка промпродукта, т. е. схема аналогичная схеме второй очереди. Машины Макинтоша все одинаковые.

Обезвоживание на первой очереди использует уплотнение и дисковые фильтры.

Изменения на второй были сделаны с учетом практики работы обеих секций первой очереди, которые в развертывании фабрики явились как бы опытными.

Результаты работы видны из табл. 253.

Примерный расход реагентов и их стоимость за первое полугодие 1934 г. приведены в табл. 254.

В рабочие смеси обычно входят следующие компоненты: олеиновая кислота, жидкое стекло и керосин или торфяная смола, жидкое стекло и едкий натр. Последняя смесь является более дешевой. Асидол служит вторым заменителем дефицитной олеиновой кислоты.

Загрузка реагентов: 70% от общего количества олеиновой кислоты и торфяной смолы задаются в основную флотацию, остальные в перечистную. Жидкое стекло целиком загружается в основную флотацию. Время агитации примерно поддерживается по 20 млн., процент твердого берется в пределах 22—16,6.

Расход электроэнергии — около 34,0 kWh/т руды. Стоимость электроэнергии 11,6 коп./kW; воды — 10 коп./м3; пара — 15 руб./т; дров — 17,5 руб./м3 и угля (шпицбергенского) — 67 руб./т.

Сравнительное распределение штатов фабрики видно из табл. 255.

Приведем в табл. 256 калькуляцию себестоимости продукции фабрики (первой и второй очереди вместе) по статьям расхода в коп./т сырой руды. Для пересчета на стоимость концентрата служит Kс = 2,19.

Фабрика по обслуживанию, чистоте и распорядку может считаться одной из лучших и руководящих фабрик Союза, вполне равноценной лучшим современным заграничным образцам. Большой исследовательский коллектив Испытательной станции обеспечивает фабрике разрешение всех сложных вопросов контроля работы и освоения обогащения отдельных компонентов сложного комплекса руд этого огромного и ценного в народнохозяйственном нашем плане района.