Национальный исследовательский технологический

университет

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

К афедра обогащения руд цветных и редких металлов

Курсовая работа по курсу:

“ Добыча, подготовка и обогащение сырья цветных и редких металлов ”

Вариант 3в

Выполнила:

студентка группы МЭ-08-3

Коломеец К.Г.

Проверил:

Горячев Б.Е.

Москва 2010

Содержание

Введение

1 Характеристика Гайской обогатительной фабрики

2 Расчетная часть

2.1 Определение режима работы цехов фабрики

2.2 Выбор и расчет схемы дробления

2.2.1 Ситовые характеристики

2.2.2 Выбор оборудования для дробления

2.2.3 Выбор грохотов

Введение

Обогатительными фабриками называются промышленные предприятия, предназначенные для обработки полезных ископаемых методами обогащения с целью выделения из них одного или нескольких товарных продуктов с повышенным содержанием полезных минералов или с пониженным содержанием вредных примесей.

Руды цветных и редких металлов отличаются сложностью минерального и химического состава. В большинстве своем они являются комплексными, полиметаллическими, содержащими несколько цветных и редких металлов в виде минералов, совместное присутствие которых затрудняет или исключает применение металлургических процессов без предварительного разделения их методами обогащения.

Рудоподготовительные процессы – дробление и измельчение обязательно проводятся стадиально и сопрягаются с операциями грохочения и классификации. Этот принцип объясняется стремлением к снижению затрат. Гораздо выгоднее сначала классифицировать, а затем уже дробить и измельчать то, что необходимо.

Перед крупным дроблением в ряде случаев нецелесообразно проводить предварительное грохочение, поскольку средние размеры кусков руды могут достигать 1200-1300 мм, а учитывая плотность руды, мы получим, что такой кусок в несколько тонн разломает грохот. Также необходимо уделять внимание выбору оптимальной крупности дробления и измельчения руды. При определении крупности нужно основываться на выбранном флотационном процессе и учитывать то, что в настоящее время руды цветных и редких металлов тонковкрапленные и как правило обогащаются флотационным или комбинированным методами.

В данной работе необходимо выбрать и произвести расчет качественно-количественной схемы дробления и измельчения при производительности обогатительной фабрики 5,0 млн. тонн руды в год; выбрать основное и вспомогательное оборудование, составит баланс металлов по меди и свинцу при обогащении медно-цинковой руды Гайского месторождения; рассчитать качественно-количественную схему флотации руды, выбрать и рассчитать флотационные машины.

1 Характеристика Гайской обогатительной фабрики

Гайская фабрика ( Оренбургская обл.) перерабатывает колчеданные руды Гайского месторождения. По минеральному составу руды подразделяются на медные и медно-цинковые, а по текстурным признакам – на вкрапленные и сплошные колчеданные. Рудные минералы представлены главным образом пиритом, халькопиритом, сфалеритом; нерудные – кварцем, серицитом, полевым шпатом, карбонатами и др.

В колчеданных рудах помимо меди, цинка, железа и серы присутствуют кадмий, кобальт, свинец, селен, теллур, золото, серебро. Медь в рудах находится главным образом в форме халькопирита, содержание меди во вторичных сульфидах (ковеллине, халькозине), сульфатах, окислах и других соединениях сильно колеблется по различным залежам и горизонтам.

Характерной особенностью сплошных колчеданных руд Гайского месторождения является тонкое взаимное прорастание сульфидов меди с пиритом. Во вкрапленных рудах наблюдаются сравнительно крупные включения сульфидов меди, цинка и железа в породе.

Руды Гайского месторождения добываются открытым и подземным способами. Они доставляются на фабрику автомобильным и железнодорожным транспортом.

Разработан способ усреднения и складирования руд в отвалах в течение 2-3 месяцев с подшихтовкой к основной массе руды 5 – 10 % серного колчедана, что позволяет улучшить ритмичность работы фабрики и повысить извлечение цинка.

Плотность сплошной руды 3,8 – 4,3 т/м³, вкрапленной 2,9 – 3,1 т/м³; коэффициент крепости сплошной руды 8 – 10, вкрапленной 10 – 12; влажность руд 3,5 – 4 %; максимальный размер куска 1200 мм.

I очередь фабрики введена в эксплуатацию в 1966 г., II – в 1970 г. С ростом переработки руд новых месторождений намечено строительство III очереди. В настоящее время часть добываемой на предприятии руды отправляется на другие фабрики Урала.

В комплекс сооружений фабрики входят: корпус крупного дробления, корпус среднего и мелкого дробления, усреднительный склад, главный корпус, склад реагентов и отделение приготовления реагентов, отделение сгущения, фильтровально-сушильное отделение, склады медного, цинкового и пиритного концентратов.

Оборудование Гайской фабрики:

• Щековая дробилка ЩДП 15 x 21

• Конусные дробилки КСД – 2200, КМД - 2200

• Грохот ГИТ42

• Стержневая мельница МСЦ 3200 x 4500

• Шаровые мельницы МШЦ 3600 x 4000, МШЦ 2700 x 3600

• Классификатор 2КСН – 30

• Трехпродуктовый гидроциклон диаметром 750 мм, короткоконусный гидроциклон диаметром 750 мм

• Концентрационный стол СКО – 7,5

• Механические флотационные машины ФМ 6.3, ФМ 3.2

• Сгуститель с периферическим приводом П-24

• Дисковой вакуум-фильтр ДУ 100 – 2.5

• Барабанная сушилка 3200 x 22000 мм

Режим работы дробильных корпусов двухсменный, главного корпуса и отделений обезвоживания трехсменный с непрерывной рабочей неделей.

Технологическая схема обогащения медно-цинковых сплошных и вкрапленных руд Гайской фабрики показана на рис. 1.

Рис. 1 Технологическая схема обогащения медно-цинковых сплошных и вкрапленных руд Гайской фабрики

Дробление всех руд производится в три стадии до 25 мм в открытом цикле. Сплошные и вкрапленные руды измельчаются в отдельных секциях: вкрапленных – по двухстадиальной схеме, сплошных – по трехстадиальной, что обусловлено различной вкрапленностью минералов. Практически полное отделение сульфидов от пустой породы достигается при измельчении до 60 – 70 % класса -0,074 мм, а разделение сульфидов – при измельчении до 98 – 100 % класса -0,074 мм.

Для отделения сульфидов меди и цинка от пирита в сплошных рудах также необходимо измельчение всей руды до 98% класса – 0,074 мм.

Вкрапленные и сплошные медно-цинковые руды обогащаются раздельно по коллективно-селективной схеме флотации. Коллективный цикл флотации вкрапленной руды предусматривает медную флотацию, доизмельчения черновых коллективного и медно-цинкового концентратов, две перечистные флотации медно-цинкового концентрата. Коллективный цикл флотации сплошных медно-цинковых руд предусматривает доизмельчение чернового коллективного концентрата и три перечистные операции.

При обогащении одной из разновидностей сплошных руд также предусмотрена в начале процесса медная флотация.

Коллективный концентрат, полученный в результате переработки сплошных и вкрапленных руд, направляется в цикл селекции. Перед разделением минералов меди и цинка производится десорбация собирателя сернистым натрием с последующей отмывкой реагентов, что позволяет подавлять сернистым натрием и цинковым купоросом сульфиды цинка, активированные ионами меди еще в недрах месторождения, и получать цинковый концентрат в виде камерного продукта.

Для получения кондиционного пиритного концентрата применяется классификация в трехпродуктовых гидроциклонах с последующей флотацией. Выполнен комплекс работ по увеличению выпуска пиритного концентрата из малосернистых руд.

Особенностью технологического режима фабрики является перемещение пульпы вкрапленных руд перед медно-цинковой флотацией. Планируется внедрение перемешивания сплошной сульфидной руды в начале процесса.

В коллективном цикле флотации при переработке вкрапленной руды применяется сочетание собирателей – бутилового и изопропилового ксантогенатов. Освоена технология коллективной флотации с применением сульфгидрата натрия в целях частичной замены сернистого натрия.

Технологические и реагентные режимы фабрики приведены в таблице 1.

Таблица 1 Технологический и реагентный режимы Гайской фабрики

Операция, точка подачи	Содержание твердого,%	Содержание класса -0,074 мм,%	pH (содержание свободной CaO, г/м3)	Расход реагентов, г/т руды
Вкрапленная руда
Слив классификатора – питание флотации	28 - 32	65 - 70	5,6 – 11,2	20 – 30 оксаля Т-80
Медная флотация	28 - 32		5,6 – 11,2	По 1 – 5 бутилового и изопропилового ксантогенатов; оксаль Т-80
Основная коллективная флотация	28 - 30		11,2 - 12	25 – 40 бутилового ксантогената; оксаль Т-80; 20 – 30 медного купороса
Контрольная	26 - 30			По 5 – 10 бутилового ксантогената; оксаль Т-80; 5 – 10 медного купороса
Основная медно-цинковая флотация	26 - 30		(500 – 600)	10 – 20 бутилового и 5 – 10 изопропилого ксантогенатов; оксаль Т-80; 20 – 30 медного купороса
Контрольная	25 - 30		(400 – 500)	По 5 – 10 бутилового и изопропилого ксантогената; оксаль Т-80; 0 – 10 медного купороса
I перечистная	28 - 30		(500 – 600)	0-5 медного купороса
II перечистная	28 - 30		(500 – 600)
Сплошная руда
Слив гидроциклонов – питание флотации	30 – 32	83 - 87	(200 – 250)	30 – 50 бутилового ксантогената; 15 – 20 оксаля Т-80; 50 – 70 медного купороса
Основная коллективная флотация	28 – 30		(300 – 400)	120 – 150 бутилового ксантогената; оксаль Т-80; 60 – 100 медного купороса
Контрольная	26 – 28			20 – 40 бутилового ксантогената; 10 – 20 бутилового дитиофосфата; 40 – 50 медного купороса
I перечистная	30 – 35		(500 – 600)	5 – 10 бутилового ксантогената; 10 – 25 медного купороса
II перечистная	26 – 28		(500 – 700)
III перечистная	25 - 27		(300 – 500)
Селекция коллективных концентратов из вкрапленных и сплошных руд
Десорбция	45 – 55			800 – 1000 сернистого натрия; 100 – 200 активированного угля
Доизмельчение	60 – 65	96 - 98		100 – 200 сернистого натрия; 1500 – 2000 цинкового купороса
Слив гидроциклонов – питание флотации	38 – 42		8,5 – 9
Основная медно-пиритная флотация	38 – 42		8,5 – 9	15 – 40 бутилового ксантогената; оксаль Т-80
Контрольная	30 – 35			5 – 20 бутилового ксантогената
I перечистная	30 – 35		8 – 9
II перечистная	30 – 35		8 - 9

Анализ распределения металлов по классам крупности показал, что значительная часть (до 60 %) меди и цинка теряется в классах флотационной крупности +0,044 мм. Потери металлов при разделении приходятся в основном на тонкие классы.

Совершенствование операций подготовки руды и пульпы к флотации является резервом снижения потерь металлов в хвостах и разноименных концентратах.

Таблица 2 Технологические показатели обогащения Гайской фабрики,%

	Концентрат
	Медный	Цинковый	Пиритный
Содержание
Cu	16 – 18	1,7 – 2,4	0,3 – 0,4
Zn	4,5 – 4,8	47 – 49	0,4 – 0,5
S	38 - 39	30 - 32	40 - 41
Извлечение
Cu	87 – 88	1,6 – 1,8	4 – 4,4
Zn	37 – 38	47 – 50	7 – 8
S	18 - 20	2 - 5	35 – 38

Таблица 3 Химический состав отдельных проб концентратов Гайской фабрики, %

Концентрат	Cu	Zn	S	SiO2	BaSO4
Медный	16,83	4,63	38,85	1,4	---
Цинковый	1,75	47,35	30,92	2,3	---
пиритный	0,37	0,45	40,04	11,6	0,65

Коэффициент использования измельчительного оборудования 0,95.

Влажность концентратов: медного 6,8 – 7,2 %; цинкового 9,8 – 10,2 %; пиритного 3,2 – 3,5 %.

Хвосты транспортируются самотеком до пульпонасосной станции, откуда они насосами подаются в хвостохранилище.

Использование оборотной воды составляет 80 – 85 % общего водопотребления.

На Гайской фабрике эксплуатируются следующие узлы и системы автоматизации: дистанционный пуск, блокировка и контроль работы основного технологического оборудования дробильного цеха; защита конусных дробилок от попадания металла; гидросмыв полов и площадок; загрузка стержневых мельниц рудой; контроль и регулирование плотности слива классификаторов; звукометрический контроль загрузки мельниц II стадии измельчения; дистанционное управление дозаторами реагентов; пуск вакуум-фильтров в зависимости от количества материала в контактных чанах; контроль работы сушильных барабанов.