4.5.8. Выбор схемы обогащения асбестовых руд

На выбор схемы обогащения асбестовых руд основное влияние оказывают свойства исходной руды: минералого-петрографический состав, механические свойства породы, тип асбестоносности, общее содержание асбеста, сортность (длина) волокна, степень сцепления прожилков асбеста с вмещающей породой, способность минеральных агрегатов волокна к расщеплению и наличие вредных примесей.

Руды хризотил-асбеста различных залежей и участков одного ме­сторождения независимо от общего содержания в них асбеста и его сортности часто различаются по обогатимости. Даже в одном и том же месторождении встречаются руды, требующие различных схем обогащения.

В процессе дробления асбестовой руды на разных дробилках имеет место некоторое увеличение массовой доли асбеста в продукте дробления по сравнению с массовой долей, полученной в лаборатор­ных условиях. Это явление объясняется меньшей эффективностью вскрытия и подпушки короткого волокна лабораторными дробилками по сравнению с промышленными. Кроме того, лабораторные дро­билки лучше сохраняют текстуру волокна, поэтому часть промыш­ленного волокна в виде иголок при лабораторном анализе уходит в просев сита с отверстиями 0,5 мм и не учитывается как асбест. Это явление учитывается так называемым «условным приростом общего содержания асбеста», определяемым отношением общего количества асбеста в продукте после дробления к общему количеству асбеста в продукте до дробления.

По способности руд освобождать (вскрывать) асбестовое во­локно и давать условный прирост общего содержания асбеста они подразделяются на три технологических класса.

Руды 1-го класса по геологическим признакам относятся к рудам явно выраженного сетчатого типа асбестоносности, при этом сетча­тый тип может быть выражен в форме крупной, мелкой и мельчайшей сетки. По минералогическому признаку и структуре эти руды отно­сятся к чисто хризотиловым и антигоритовым серпентинитам. Они дают условный прирост содержания асбеста 1,5–1,8 и обладают высо­кими технологическими качествами, отличаются хорошей дробимо­стью и избирательностью дробления, равномерным приростом коли­чества волокна и равномерным вскрытием его во всех стадиях дроб­ления.

Руды 2-го класса по типу асбестоносности представлены неясно вы­раженным сетчатым или переходным типом от сетчатого в мелко­прожил, иногда – сложными отороченными жилами. Отличаются разорванностью и разветвленностью прожилков асбеста. По минерало­гическому составу и структуре они относятся к смешанным или чисто хризотиловым серпентинитам. Коэффициент условного прироста асбеста составляет 1,2–1,4.

Руды 3-го класса представлены ясно выраженным тонким мелкопрожилом. Прожилки асбеста ориентированы параллельно и отличаются правильными контактами. Разорванность и разветвлен­ность прожилков наблюдается меньше, чем в рудах 2-го класса. Коэффициент условного прироста асбеста составляет 1,0.

Низкая обогатимость руд 3-го класса обусловлена их большой твердостью и вязкостью.

Все руды хризотил – асбеста независимо от класса обогатимости проявляют способность к избирательному дроблению, которое обес­печивает концентрацию асбеста в мелких классах крупности.

При выборе схемы обогащения асбестовой руды решающее значе­ние имеют класс руды, тип асбестоносности, общее содержание асбеста в руде и сортность волокна. При этом технологическая схема должна обеспечить:

- сохранность природной длины и текстуры волокна (природ­ного расположения волокон по отношению друг к другу);

- максимальное извлечение асбестового волокна из руды;

- освобождение асбестового волокна от гали и пыли, от случай­ных посторонних включений;

- получение достаточно однородных по длине волокна сортов то­варного асбеста.

Из всех методов обогащения полезных ископаемых для асбесто­вых руд нашли применение следующие сухие методы: обогащение отсасыванием, обогащение в центробежных воздушных сепараторах, обогащение в пневматических сепараторах, обогащение на наклон­ных плоскостях.

Обогащение отсасыванием основано на различии в объемных весах распушенного асбестового волокна (500 кг/м³) и плотных зерен сопутствующей породы (2500 кг/м³) и вследствие этого – на различии скоростей витания указанных компонентов. Под скоростью витания понимается такая скорость вертикального воздушного потока, при которой твердые частицы находятся во взвешенном состоянии.

Обогащение отсасыванием производится на грохотах или в воз­душно-проходных сепараторах. На грохотах с возвратно-поступа­тельным или круговым движением деки за счет стратификации (рас­слоения) волокно, как более легкое, «всплывает» в верхний слой, а зерна породы, как более тяжелые, сосредотачиваются в нижнем слое. Всплывшее асбестовое волокно извлекается с грохота воздушной струей с помощью воздухоприемника и транспортируется в циклоны, где осаждается.

Обогащение отсасыванием осуществляется многостадиально с получением черновых концентратов.

Обогащение в центробежных воздушных сепараторах осуществляется за счет постоянного расслоения руды, разбрасываемой с быстровращающегося диска, который сообщает отдельным частицам различную центробежную силу и соответственно различные скорости, с одновременным продуванием этого веера замкнутым воздушным потоком внутри сепаратора.

Обогащение в пневматических сепараторах осуществляется в результате пересечения под определенным углом равномерно распре­деленного рудного потока струей воздуха.

Обогащение на наклонных плоскостях основано на различии коэффициентов трения и упругости чистого асбестового волокна, сростков волокна с зернами породы и зерен пустой породы. Коэффи­циент трения асбестового волокна по железу равен 0,7 – 0,8, а пустой породы 0,3 – 0,5. При крупности зерен руды и асбестового волокна менее 1 мм разница в трении почти исчезает и точного разделения во­локна и породы не происходит. Недостатками этого способа явля­ются: низкая степень извлечения, значительная трудоемкость про­цесса из-за необходимости предварительной классификации руды и ограниченная возможность обогащения руд с малой массовой долей асбеста.

Применяемые для обогащения асбестовых руд сухие методы обогащения требуют предварительной сушки до влажности не выше 2 %. Процесс сушки, особенно при повышенных температурах, снижает механическую прочность асбеста, которая самопроизвольно восстанавливается при последующем хранении руды. Период восстановления прочности тем больше, чем выше была температура сушки. Верхним допустимым температурным пределом для сушки свобод­ного волокна считается 300 °С, а для сушки руды 600 °С.

Около 40 % руды крупностью плюс 30 мм после первых стадий дробления имеет влажность в пределах допустимой, поэтому сушке подвергаются мелкие классы руды (обычно класс минус 30 мм). Сушка асбестовой руды осуществляется с извлечением чернового концен­трата, для которого могут применяться воздушно-проходные сепара­торы, центробежные сепараторы, пневматические камеры или гро­хота с отсасыванием. Принципиальные схемы сушки с извлечением концентрата приведены на рис. 4.41. Схема на рис. 4.41,а включает обогащение мелких классов руды перед сушкой, а схема на рис. 4.41,б – обогащение мелких классов руды после сушки.

Концентрат

В процессе сушки в циклоны отработанным воздухом уносится 4 – 6 % от исходного продукта, поступающего в сушку. Этот продукт содержит до 8 – 10 % свободного длинноволокнистого асбеста жест­кой текстуры и 85 – 90 % пыли. Поскольку пыль может прочно вби­ваться в массу волокна, снижая его качество, целесообразным явля­ется обеспыливание получаемого при сушке продукта и обогащение его в отдельном цикле от обогащения сухой руды.

Технологическая схема обогащения асбеста состоит из схем «руд­ного» и перечистного» потоков.

«Рудным потоком» при обогащении асбеста называется узел ста­диального дробления и стадиального обогащения исходной руды, обеспечивающий получение черновых асбестовых концентратов. Ко­личество стадий в схеме обогащения отсасыванием с грохотов может составлять от 2 до 5. Первоначально типовые схемы рудного потока асбестообогатительных фабрик имели 5 стадий дробления (рис. 4.42). В настоящее время более прогрессивной схемой рудного потока счи­тается 3-х стадиальная схема дробления с узкой шкалой классифика­ции, выделением отвальных хвостов (класса минус 0,5 мм) во всех стадиях обогащения, выделением крупных отвальных хвостов в виде щебня фракции –40+ 20 мм и –20+5 мм, выделением в качестве мел­ких отвальных хвостов щебеночно-песчаной смеси, крупного песка или крупной посыпки. Такая схема реализована в цехе обогащения № 1 ОАО «Ураласбест» (рис. 4.43).

Схема рудного потока обогащения асбестовой руды с примене­нием центробежных сепараторов также включает от 2 до 5 стадий дробления, В качестве примера на рис. 4.44 приведена пятистадиаль­ная схема рудного потока обогащения асбестовой руды с примене­нием центробежных сепараторов.

Рис. 4.42. Пятистадиальная технологическая схема рудного потока обогащения асбестовой руды

Рис. 4.43.