2 Специальная часть

2.1 Описание технологического процесса по отделению.

Технологический процесс обогащения руды третьего шахтного поля Старобинского месторождения на Третьем рудоуправлении РУП «ОАО» «Беларуськалий» включает в себя ряд операций – подготовительных, основных и вспомогательных. Результатом технологического процесса является многотоннажное производство следующих видов калийных минеральных удобрений:

- калий хлористый мелкий непылящий агломерированный

(ТУ РБ 600122610.011-2002);

- калий хлористый мелкий непылящий марка Н (СТО СПЭКС 001-98);

- калий хлористый мелкий марка М (СТО СПЭКС 001-98);

- калий хлористый мелкий (ГОСТ 4568-95);

- калий хлористый мелкий обеспыленный марка О (СТО СПЭКС 001-98);

- калий хлористый гранулированный марка Г (СТО СПЭКС 001-98);

- калий хлористый гранулированный (ТУ РБ 600122610.010-2002);

- калий хлористый гранулированный (ГОСТ 4568-95);

- калий хлористый мелкогранулированный (ТУ РБ 600122610.010-2002).

Переченьопераций технологического процесса:

- дробление добываемой руды до крупности менее 20 мм с предварительным грохочением;

- измельчение дробленой руды до фракций 1,0-1,1 мм с предварительной и поверочной классификациями;

- обесшламливание питания сильвиновой флотации в пять стадий;

- сгущение шламовых отходов, удаление и складирование их в шламохранилище;

- сильвиновая флотация (основная, контрольная и две перечистные);

- обезвоживание галитовых хвостов сильвиновой флотации;

- удаление и складирование галитовых хвостов в солеотвалы;

- первая стадия обезвоживания сильвинового флотационного концентрата;

- выщелачивание из флотационного сильвинового концентрата хлорида

натрия и вторая стадия обезвоживания концентрата;

- сушка сильвинового концентрата;

- гранулирование мелкого концентрата и обработка его смесью амина и гидрофобизатора;

- пневмоклассификация мелкого концентрата и обработка его реагентами-антислеживателем и пылеподавителем;

- складирование полуфабрикатов калия хлористого мелкого и гранулированного;

- отгрузка готовой продукции.

Каждая из указанных операций в свою очередь может состоять из ряда подопераций.

Технологический процесс обогащения осуществляется последовательно в следующих участках и отделениях (структурных подразделениях рудника и обогатительной фабрики):

1. участок дробления – грохочение и дробление исходной руды (относится к руднику);

2. отделение измельчения и флотации – измельчение и классификация дробленой руды до флотационной крупности; первая, четвертая и пятая стадии обесшламливания питания флотации; сильвиновая флотация (основная, контрольная, первая и вторая перечистные); приготовление предварительных и рабочих растворов флокулянтов (данное и последующие отделения относятся к сильвинитовой обогатительной фабрике);

3. отделение фильтрации и выщелачивания – классификация и фильтрование хвостов флотации; первая стадия обезвоживания флотационного сильвинового концентрата; выщелачивание хлорида натрия и вторая стадия обезвоживания концентрата;

4. отделение сгущения – вторая и третья стадии обесшламливания питания флотации; сгущение хвостов флотации; сгущение шламовых отходов; осветление оборотного маточника;

5. отделение сушки – сушка концентрата; получениеполуфабрикатов калия хлористого мелкого, мелкого непылящего, мелкого непылящего агломерированного, мелкого обеспыленного в соответствии с требованиями нормативной документации;

6. отделение грануляции – получение полуфабриката калия хлористого гранулированного;

7. корпус приготовления реагентов;

8. отделение погрузки – складирование полуфабриката калия хлористого

мелкого и полуфабриката калия хлористого гранулированного, шихтовка, классификация, обработка реагентами и погрузка готовой продукции в железнодорожные вагоны;

9. отделение отвалов и хвостового хозяйства – складирование отходов производства (галитовых и шламовых отходов).

Отделение измельчения и флотации состоит из восьми идентичных технологических секций, каждая из которых включает в себя оборудование для осуществления технологических операций: предварительной классификации дробленой руды, измельчения руды до оптимальной флотационной крупности, поверочной классификации руды, первой и пятой стадий обесшламливания питания флотации, основной, первой и второй перечистных и контрольной сильвиновых флотаций.

Кроме того, в состав отделения измельчения и флотации входит общее для всех технологических секций оборудование для четвертой стадии обесшламливания и установка приготовления рабочих растворов флокулянта.

Цикл измельчения

Каждая технологическая секция оборудована двумя бункерами дробленой руды № 3-18 (поз. 2-1). Очистка запыленного воздуха от бункеров производится в десяти аспирационных установках. Запылённый воздух проходит мокрую очистку в эжекционных горизонтальных скрубберах (на каждую аспирационную установку один скруббер). Рабочий объем бункера рассчитан на вместимость 200 т руды. Руда из бункера дозируется в автоматическом режиме согласно установленному заданию шиберным затвором с исполнительным механизмом. Транспортировка руды из бункеров осуществляется ленточными питателями № 3-18 (поз. 2-2), оборудованными весоизмерителями. Номинальная производительность одной технологической секции по руде – 170-200 т/ч. Ленточными питателями дробленая руда подается на дуговые грохоты типа СД-2 (поз. 2-3) для предварительной классификации (по два грохота на каждую секцию), в результате которой из питания измельчения выводится часть руды с крупностью частиц, соответствующей флотационной, в целях снижения переизмельчения питания флотации. Предварительная классификация осуществляется на сварных щелевидных дуговых ситах с шириной щели 1,6 мм.

Руда перед дуговым грохотом смешивается с оборотным маточником, в результате чего образуется пульпа плотностью 1555-1504 г/дм³ (ж:т 1,0-1,3). Подрешетный продукт предварительной классификации поступает в питание первой стадии обесшламливания. Надрешетный продукт направляется в

операцию измельчения, осуществляемую в стержневых мельницах № 2-9 (поз. 2-4) типа МСЦ 3,2-4,5 (по одной мельнице на секцию). Стержневая нагрузка – 35-40 т, диаметр загружаемых стержней – 90 и 120 мм.

Для обеспечения оптимальной плотности 1601-1536 г/дм³ (ж:т 0,8-1,1) в питание мельницы подается часть промежуточного продукта второй перечистной флотации и пенного продукта контрольной флотации.

Слив мельниц поступает в зумпфы (поз. 2-5), в которые подается также и остальная часть промежуточного продукта второй перечистной флотации и пенного продукта контрольной флотации, что обеспечивает доведение соотношения ж:т до 1,3-1,4 (плотность 1504-1490 г/дм³). Насосами № 37-52 (поз. 2-6) пульпа подается на дуговые грохоты поверочной классификации (поз. 2-7) типа СД-2 (по четыре грохота на каждую секцию, в том числе – два грохота резервных) с шириной щели сита 1,6 мм. Надрешетный продукт поверочной классификации возвращается в операцию измельчения (циркулирующая нагрузка), подрешетный продукт – в питание первой стадии обесшламливания.

Дробленая руда при измельчении и классификации доводится до фракций 1,0-1,1 мм.

Первая, четвертая и пятая стадии обесшламливания

Подрешетные продукты предварительной и поверочной классификаций поступают в зумпфы (поз. 2-8), куда также подается слив гидроциклонов пятой стадии обесшламливания (поз. 2-13). Для поддержания оптимального уровня пульпы в зумпф может подаваться оборотный маточник в автоматическом режиме. Насосами № 207-228 (поз. 2-9) пульпа подается в операцию первой стадии обесшламливания в гидроциклоны № 207-228 (поз. 2-10) типа СВП-710 (по два гидроциклона на каждую секцию, в том числе один – резервный). В слив гидроциклона переходят тонкие частицы с основной частью глинистых и карбонатных шламов (или нерастворимого остатка). Пески гидроциклона представлены более крупными частицами сильвина (хлористого калия) и галита (хлористого натрия) с пониженной, по сравнению с исходной рудой, массовой долей нерастворимого остатка.Слив гидроциклонов первой стадии обесшламливания поступает на вторую стадию, а пески – на пятую стадию обесшламливания. Вторая и третья стадии обесшламливания ведутся в гидросепараторах, установленных в отделении сгущения.

Пятая стадия обесшламливания ведется в гидроциклонах (поз. 2-13) типа СВП-500 (по одному на каждую секцию). Пески гидроциклонов первой стадии обесшламливания (поз. 2-10) поступают в зумпфы (поз. 2-11), где разбавляются оборотным маточником в количестве, определяемом

производительностью установленных насосов № 2/2-9/2 (поз. 2-12) и регулируемым в автоматическом режиме. Затем пульпа подается в гидроциклон, где происходит обесшламливание путем перевода тонких частиц нерастворимого остатка в слив гидроциклона.

Слив гидроциклона пятой стадии обесшламливания возвращается в зумпфы (поз. 2-8) питания первой стадии обесшламливания, а пески поступают в цикл сильвиновой флотации.

Тонкая фракция измельченной руды после третьей стадий обесшламливания подвергается четвертой стадии обесшламливания путем флотации нерастворимого остатка, осуществляемой в четырех пневмомеханических машинах типа МПМ-30 № 1, 2, 4, 5 (поз. 2-22). Пески гидросепаратора третьей стадии обесшламливания подаются в пульподелитель (поз. 2-21), где разбавляются оборотным маточником до плотности 1405-1359 г/дм³ (ж:т 2,4-3,5). Туда же подается раствор флокулянта, который является при флотации нерастворимого остатка реагентом-собирателем. Пульподелитель распределяет питание по флотационным машинам. Пенный продукт шламовой флотации с преобладающим содержанием нерастворимого остатка направляется в отделение сгущения для сгущения шламовых отходов перед удалением их в шламохранилище. Камерный продукт машин шламовой флотации подается в контактный чан (поз. 2-23), где обрабатывается реагентом-депрессором, а затем направляется в цикл сильвиновой флотации.

Массовая доля нерастворимого остатка в твердой фазе обесшламленного питания сильвиновой флотации определяется эффективностью на каждой стадии обесшламливания и находится в пределах 3,0 %.

Сильвиновая флотация

Пески гидроциклонов пятой стадии обесшламливания каждой технологической секции поступают в контактный чан (поз. 2-14), где объединяются с промежуточным продуктом первой перечистной флотации и обрабатываются реагентом-депрессором. Из контактных чанов пульпа поступает в приемные карманы флотационных машин основной флотации типа ФКМ-6,3 № 2-9 (поз. 2-15). В приемный карман дозируется раствор собирателя, поступающий из корпуса приготовления реагентов через расходную емкость (поз. 2-27). Собиратель для флотации сильвина представляет собой водный раствор первичных алифатических аминов в хлоргидратной форме с добавлением полиэтиленгликоля, жидкого парафина и вспенивателя (соснового масла). Амины являются гетерополярным катионным собирателем, гидрофобизирующим поверхность частиц сильвина, ПЭГ Е-400 и жидкий парафин – аполярный собиратель, повышающий флотационную активность сильвина и этим способствующий флотации более крупных частиц, вспениватель – нейтральный пенообразователь, обладающий собирательными свойствами.

Во вторые камеры флотационных машин основной сильвиновой флотации подается обработанный депрессором в контактном чане (поз. 2-23) камерный продукт шламовой флотации. При таком вводе питания более тонкие, имеющие повышенную удельную поверхность частицы сильвина, обрабатываются собирателем после обработки более крупных частиц, что позволяет повысить флотационную способностькрупных фракций и уменьшить расходы реагентов.

Растворы реагента-депрессора повышенной концентрации поступают из корпуса приготовления реагентов в расходный бак (поз. 2-28), а затем в бак разбавления раствора депрессора (поз. 2-29), где доводятся до рабочей концентрации разбавлением оборотным маточником. Готовый рабочий раствор из расходной емкости подается в технологические операции: основная часть раствора поступает через дозаторы в контактные чаны (поз. 2-14) для обработки песков гидроциклонов пятой стадии обесшламливания, другая часть раствора при помощи эрлифтной установки (поз. 2-30) подается через дозатор в контактный чан (поз. 2-23) для обработки камерного продукта шламовой флотации. Применение реагента-депрессора предотвращает взаимодействие частиц минералов нерастворимого остатка с собирателем сильвина и перевод их в пенный продукт, что привело бы к существенному повышению расхода реагентов и к загрязнению сильвинового концентрата.

Основная сильвиновая флотация на каждой технологической секции ведется в пяти флотационных камерах. Пенный продукт основной флотации (черновой концентрат) направляется в перечистные операции. Камерный продукт основной сильвиновой флотации поступает в двухкамерную машину для контрольной флотации типа ФКМ-6,3 № 2-9 (поз. 2-16), где в пенный продукт выделяется часть несфлотированных при основной флотации частиц сильвина. Пенный продукт контрольной флотации совместно с промежуточным продуктом второй перечистной флотации направляется в цикл измельчения. Камерный продукт контрольной флотации (хвосты флотации) насосами № 2/1-9/1 (поз. 2-20) подается для обезвоживания в отделение фильтрации и выщелачи вания.

Черновой концентрат, разбавленный оборотным маточником и фильтратом концентрата, поступает в трехкамерные машины типа ФКМ-6,3 первой перечистной флотации № 2-9 (поз. 2-17). Пенный продукт первой перечистной флотации разбавляется оборотным маточником и переходит в двухкамерные машины № 2-9 типа ФКМ-6,3 второй перечистной флотации (поз. 2-19).

Камерный (или промежуточный) продукт первой перечистной флотации насосами № 2/3-9/3 (поз. 2-18) подается в контактные чаны (поз. 2-14).

Камерный (или промежуточный) продукт второй перечистной флотации соединяется с пенным продуктом контрольной флотации и поступает в зумпф слива мельниц, а пенный продукт второй перечистной флотации направляется в отделение фильтрации и выщелачивания.

В результате указанных технологических операций обогащения получаются: флотационный концентрат (массовая доля хлорида калия в твердой фазе 88-90 % или в пересчете на сухое вещество – 86-88 %) и галитовые хвосты флотации (массовая доля хлорида калия в твердой фазе – 1,2-1,5 % или в пересчете на сухое вещество – 2,7-2,8 %).

В состав отделения измельчения и флотации также входят:

- зумпф фильтрата концентрата (поз. 2-25) с насосами № 194-195 (поз. 2-26);

- зумпф фильтрата хвостов (поз. 2-31) с насосами № 354-355 (поз. 2-32);

- зумпф сбора (поз. 2-34) выпускаемого или переливаемого из технологического оборудования материала, а также пульп, образующихся при мокрой уборке производственных площадей; насосы № 400-402 (поз. 2-35) для распределения данной пульпы по зумпфам слива мельниц (поз. 2-5). При остановке фабрики на текущий или капитальный ремонт существует схема откачки пульпы насосами № 400 и №401 (поз. 2-35) в шламовый з умпф (поз. 4-24) отделения сгущения.