книги из ГПНТБ / Иванов, В. А. Интенсификация производства на горнорудных предприятиях

Из дробленой руды карьеров СевГОКа п ИнГОКа с помощью сухой магнитной сепарации выделяли породные фракции массой

более 10% всего потока руды.

Внедрение сухой магнитной сепарации в технологические схе­ мы дробильных фабрик позволит увеличить пропускную способ­ ность корпусов обогащения на 7— 10%.

На НКГОКе освоена переработка считавшихся некондицион­ ными магнетитовых кварцитов с содержанием менее 16% маг­ нетита. В результате сухой магнитной сепарации получают промпродукт с содержанием 24—28% магнетита, идущий на дальнейшее измельчение п обогащение и на щебень (содержание магнетита 2—4%). В течение 1972 г. на установке сухой магнит­

ненно ценен, но в несколько раз больший экономический эффект возможен при выделении безрудных фракций из рядовой руды перед ее обогащением. В этом случае можно получать доста­ точное количество товарного щебня п повысить содержание же­ леза в обогащаемой руде, увеличив выход концентрата.

С н и ж е н и е к р у п н о с т и д р о б л е и о й р у д ы путем ра­ ционализации последней стадии дробления на действующих фаб­ риках обеспечивает значительное повышение производитель­ ности энергоемкого оборудования мельничного отделения. Дроб­ ление руды на фабриках Крпвбасса систематически улучшает­ ся в результате внедрения автоматического контроля крупности конечного дробления (ЮГОК), лучшей формы футеровки на дробилках мелкого дробления (ЮГОК, НнГОК), изменения профиля дробящего пространства (НКГОК) и других мероприя­ тий. Выпуск дробилок с автоматическим регулированием раз­ грузочной щели — одна из возможностей повышения интенсифи­ кации процесса дробления. Если освоить производство дробилок и классифицирующих грохотов, обеспечивающих получение руды крупностью 9—10. мм, млн жиродисковых дробилок, обеспечи­ вающих дробление кварцита до крупности 6 мм, то процесс дробления можно будет вести в открытом цикле, исключив при­ менение многочисленных виброгрохотов в дробильном отделении. На многих зарубежных фабриках освоено дробление руды до крупности, значительно меньшей 20 мм. Например, на канад­ ской фабрике предприятия «Адамс» в мельницы поступает про­ дукт крупностью 100% класса —16 мм, на американской фабри­ ке «Минтак» таконитовую руду дробят до крупности 93% клас­ са —18 мм.

По данным В. Г. Свирина ', перевод отделений измельчения обогатительных фабрик на питание мельниц рудой крупностью 10—0 мм позволит увеличитьна 30—50% их производитель-

Горный журнал», 1972, № 10.

120

постъ без больших капитальных затрат на установку дополни­ тельного оборудования и строительные работы. При измельчении тонкодробленой руды эффективнее будет работать резиновая фу­ теровка в мельницах, снизится расход шаров, повысится коэф­ фициент движения мельниц.

Испытания на обогатительной фабрике ИнГОКа показали,, что измельчение руды крупностью —15 мм уже обеспечивает рост производительности мельниц на 30%. Эффективность тон­ кого дробления руды в замкнутом цикле видна из следующего сравнительного расчета. На увеличение годовой мощности мель­ ничного отделения Ковдорской фабрики с 8 до 15 млн. т руды определены затраты в 12,1 млн. руб., из них 4 млн. руб. на строительные и 1,63 млн. руб. на монтажные работы. На орга­ низацию замкнутого цикла тонкого дробления руды потребуется только 2,5 млн. руб., из них 1,5 млн. руб. на строительные и монтажные работы. По опыту фабрики № 5 Магнитогорского рудника, освоившей тонкое дробление руды, прирост произво­ дительности мельничного отделения Ковдорской фабрики со­ ставит более 50% за счет питания мельниц рудой класса менее 10 мм. Прогрессивность схем с замкнутым циклом дробления в последней стадии теперь общепризнана. В проектах новых фаб­ рик (ДГОК, НКГОК), как правило, принимают трехстадпйныесхемы с замкнутым циклом дробления в последней стадии.

Повышение эксплуатационной надежности конусных дроби­ лок и степени их загрузки — существенный резерв интенсифи­ кации производства дробильных фабрик. Исследование работы дробилок крупного дробления показало, что их простои к кален­ дарному времени составляют: на ЮГОКе — 15%; НКГОКе — 19,5%; ИнГОКе— 14,5%- В сумме простоев на долю плановых и капитальных ремонтов на отдельных фабриках приходится 43,3—55,7%, на текущие ремонты и осмотры 1,6—37%; на меха­ нические, технологические и электрические неисправности 3,5— 13,2%; на простои из-за отсутствия руды 13,35—51,6%. На пла­ новые простом дробилок среднего и мелкого дробления прихо­ дится почти 61% (НКГОК) и 47,2% (ИнГОК) всех простоев. Простои из-за отсутствия руды и места в бункерах фабрик до­ стигают 11,2% (ЮГОК), 31% (НКГОК) и 15,1% (ИнГОК)-

Улучшение качества футеровки, меры по предупреждению по­ падания посторонних металлических предметов в дробилки, улучшение системы смазки дробилок, конструктивное улучшениеэксцентрика и других деталей дробилки, внедрение малой ме­ ханизации и ускорение проведения плановых и текущих ремон­ тов, устранение простоев из-за перебоев в поступлении рудьс из карьера и отборе дробленой руды — таковы резервы повы­ шения коэффициента использования дробильного оборудова­ ния. На отдельных предприятиях ремонт дробилок крупногодробления совершенствуется с помощью применения гидравличе­ ских подъемных приспособлений. Простои дробилки на время

121:

рик оказалось весьма эффективным мероприятием. Хвосты круп­ ностью до 5 мм можно выделять с помощью спиральных клас­ сификаторов. Схема цепи аппаратов одной из секций фабрики, где организовано выделение крупных хвостов, показана на рис. ■10. Из бункера 1 дробленая до крупности 18 мм руда поступа­ ет в стержневую мельницу 2 .размером 4,2X 6,6 м, которая рабо­ тает в открытом цикле; разгрузка мельницы сепарируется на двух четырехбарабанных магнитных сепараторах 3 с выделени­ ем крупных хвостов на классификаторе 4, откуда они удаляются в бункер 5. Магнитный промпродукт измельчается в шаровой мельнице 6, классифицируется в гидроциклонах 7 с выделе­ нием хвостов и грубого концентрата на магнитных сепараторах 8. Концентрат поступает на измельчение в шаровую мельницу 9, работающую в замкнутом цикле с гидроциклоном 10, слив кото­ рого обрабатывается на гидросепараторе 11. Пески гидросепара­ тора подвергаются доводке на четырех магнитных сепараторах 12 и в гидравлическом классификаторе 13.

Тонкоизмельченные хвосты сгущают иа радиальном сгустите­ ле 14 диаметром 63 м. Осветленная вода поступает снова в про­ цесс. Пески сгустителя содержат 50% твердого и перекачивают­ ся насосами в шламохранилище. Во второй стадии измельчения руду измельчают до крупности 40% класса — 53 мкм и в III стадии до 90% класса — 53 мкм.

122

Концентрат содержит 66% железа, 5,3% кремнезема. Извле­ кается в концентрат 92% магнетитового железа при выходе кон­ центрата 30,5%. Доля свежей воды в общем расходе не превы­ шает 8%, влажность концентрата после фильтров не превышает 9,9%. Окомковывают концентрат на трех агрегатах годовой мощностью по 1,5 млн. т окатышей, которые состоят из окомко-

р у д ы обеспечивает повышение интенсивности всех остальных процессов обогащения. Эффективность собственно измельчения зависит от технического совершенства процессов классифика­ ции измельчаемых продуктов, интенсивности и полноты выделе­ ния (сепарации) из них полезных минералов.

Опыт показывает, что интенсификация процесса измельчения в шаровых и стержневых мельницах достигается в результате более мелкого дробления руды, увеличения объемов мельниц и износостойкости футеровки и мелющих тел.

ВСССР на многих фабриках увеличены объемы стержневых

ишаровых мельниц путем их удлинения. Одновременно увели­ чивались число оборотов мельниц и мощности двигателей. Для лучшего использования мельниц систематически повышается ка­

чество мелющих тел, внедряется резиновая футеровка. Напри­ мер, на ССГОКе внедрена футеровка шаровых и стержневых мельниц из безникелевого износостойкого чугуна. Опыт работы показал, что безникелевые чугуны в 3—4 раза более износостой­ ки и экономичны, чем широко применяемая для изготовления футеровок сталь. В шаровых мельницах чугунные футеровки в период испытаний находились в работе от 24 до 35 мес. и про­ должали эксплуатироваться далее; срок службы стальных не превышал 10—13 мес.

На ССГОКе полностью перешли на футеровку барабана ша­ ровых мельниц чугуном.

Все шире распространяются резиновые футеровки мельниц и классифицирующего оборудования. Применение резиновой футеровки на фабриках Кривбасса обеспечивает не только по­ вышение срока пробега мельниц, но и времени полезной работы.

Затраты времени на футеровку мельниц резиной по срав­ нению с затратами на стальную сокращаются на 25—75%. Фу­ теровку мельниц резиной, как показывает опыт, целесообразно выполнять на месте, без переноса мельниц на ремонтную пло­ щадку. Масса мельниц, футерованных резиной, уменьшается на

50%.

Находят применение в качестве футеровки мельниц кованые стальные плиты оптимальной формы, отличающиеся высокой износоустойчивостью.

Размер мельниц имеет решающее значение на интенсифика­ цию процессов измельчения руды. Размольное оборудование на

123

многих фабриках достигло больших размеров. Например, на фабриках устанавливают мельницы диаметром 5 м и длиной 5,5 м с двигателем мощностью 2500 кВт. Корпус таких мельниц выполняют из двух сборных частей. Крупные шаровые мельни­ цы, отличающиеся не только большим диаметром, но и большой длиной барабана, аналогичные (по длине) трубным мельницам, применяемым в цементной промышленности, получили распрост­ ранение на ряде железорудных предприятий.

На фабрике «Маркона» (Перу) работают в открытом цикле шаровые мельницы размером 4,2X12,5 м с двигателями мощно­ стью по 3240 кВт. На одной из окомковательных фабрик в Ка­ наде для доизмельчения концентрата перед окомкованием уста­ новлена шаровая мельница размером 4,4X10,0 м с двигателем мощностью 3760 кВт. Желание применить измельчительные ап­ параты с большим рабочим объемом и освободиться от трудо­ емкого процесса загрузки мельниц мелющими телами привело за

мокрого и сухого помола руды. Наиболее распространены мель­ ницы мокрого самопзмельчения. Однако теоретические п экспе­ риментальные исследования показали, что удельная капитальная стоимость мельницы сухого самопзмельчения по мере увеличе­ ния мощности двигателя снижается значительнее, чем мельницы мокрого самонзмельчения.

В результате применения мельниц рудного самопзмельчения, например, диаметром 9—12 м и массой 700—800 т, из которых на долю футеровки приходится 200—250 т, стало возможным размещать мельницы в обогатительных корпусах по-новому. Практика показывает, что целесообразно размещать крупные мельницы между бункерами крупнодробленой руды и обогати­ тельным корпусом на открытой площадке, или в невысокой пристройке с обслуживанием мельниц мостовыми крапами гру­ зоподъемностью 50 т, рассчитанной на перенос только отдель­ ных элементов футеровки, двигателя или механической части привода.

Преимущества технологии самопзмельчения руды на мельни­ цах небольшого диаметра (7 м) полностью не раскрываются, особенно в случае обработки крепких кварцсодержащих руд. Мельницы рудного самоизмельчения большого диаметра позво­ ляют упростить схемы обогащения и укрупнить другое обору­ дование, работающее в комплексе с ними, что снижает удель­ ные капитальные затраты на строительство фабрик. Эффектив­ ность применения крупного оборудования на железорудной обо­ гатительной фабрике видна из данных, приведенных в табл. 26 и 27.

12 4

В ряде случаев самоизмельчение железных руд оказывается более экономичным по сравнению с шаровым. Например, срав­ нение вариантов измельчения магнетитовой руды для фабрики одного из комбинатов показало, что применение мельниц мокро­ го самоизмельчения дает по сравнению с шаровыми мельницами экономию капитальных затрат 12 млн. руб., эксплуатационных :2,3 млн. руб/год при годовой мощности фабрики по перерабаты­

ваемой руде 21 млн. т.

В СССР и Канаде разработаны проекты фабрики для обога­ щения магнетитовых кварцитов с самоизмельчением руды в одну стадию и магнитным обогащением в две стадии. Схема цепи ап­ паратов таких фабрик включает: мельницу мокрого рудного самоизмельчеиия размером 11,4x3,9 м, конвейеры для возврата крупного продукта в мельницу, вибрационный грохот размером 3,3X8,1 м, насос для подачи измельченного продукта на гидро-

.циклопы, магнитные барабанные сепараторы размером

125

900X3000 мм в первой стадии обогащения, гидравлический сепаратор диаметром 19,5 м, насос, магнитные сепараторы раз­ мером 750X3000 мм во второй стадии обогащения, сгуститель концентрата диаметром 50 м, насос для подачи концентрата на окомкование, общий сгуститель диаметром 120 м для хвостов. Мельница снабжается электродвигателем мощностью 4400 кВт; она рассчитана на измельчение в год 3 млн. т руды плотностью 3,4 г/м3 и влажностью 2%. При расчетном числе работы в год. 8330 ч производительность мельницы составит 360 т/ч. Гидрав­ лические сепараторы, примененные в схемах, заменяют одну стадию магнитного обогащения.

Внедрение мельниц объемом до 500 м 3, магнитных сепарато­ ров производительностью по исходному питанию 300 т/ч, дешламаторов диаметром 12 м, автоматического контроля, усреднения руды позволит снизить удельные капитальные затраты на строительство обогатительных цехов на 25—30%, эксплуатаци­ онные на 30%, повысить производительность труда в 2—2,5 ра­ за по сравнению с достигнутым на отечественных фабриках уровнем 1970 г.

Совершенствование техники и технологии на обогатительных ф абриках СССР

В настоящее время большая часть концентрата окусковыва­ ется, в том числе путем окомковапия с последующим обжигом окатышей. Для этого потребовалось приспособить концентрат к требованиям технологии окомковапия. Такой концентрат дол­ жен быть равномерным по ситовому составу, содержать 80— 90% класса —44 мкм и большее количество железа. Эти требо-

126

вания привели к внедрению на обогатительных фабриках в

СССР и за рубежом таких технологических приемов доводки обычных железных концентратов, как гидравлическая класси­ фикация, разделение тонкоизмельченных концентратов или промпродуктов на щелевых грохотах, комбинированные способы магнитной сепарации и гидравлической классификации, обрат­ ная флотация, электрическая сепарация.

Поскольку при измельчении до крупности 80—90% класса —44 мкм все рудные минералы обогащаемых в настоящее время железных руд оказываются раскрытыми, появились дополни­ тельные возможности повышения содержания железа в концен­ тратах, а реализация этих возможностей привела к значитель­ ному улучшению качества железорудных концентратов.

Измельчение тонковкрапленной бедной железной руды для полного раскрытия рудных минералов потребовало значитель­ ного усовершенствования процессов классификации на всех стадях измельчения. Это в свою очередь позволило более рацио­ нально вести процесс измельчения, интенсифицировать его при­ мерно на 15—20% по сравнению с классификацией продуктов, по обычной технологии. Интенсификация измельчения достигнута в результате устранения (в большой степени) переизмельчения уже раскрытых рудных'зерен и своевременного вывода их из процесса с помощью новых классифицирующих аппаратов.

На большинстве обогатительных фабрик СССР и зарубеж­ ных, обогащающих бедные магнетитовые руды с последующей переработкой концентратов в окатыши, внедрены эффективные магнитно-гравитационные способы доводки магиетитового кон­ центрата до кондиций, обусловливаемых технологией окомкования. Практика подтверждает, что магнитно-гравитационная доводка концентратов значительно эффективнее, чем установка дополнительных магнитных сепараторов. Иногда доводка кон­ центратов по этой схеме конкурирует с флотацией, с помощью которой очищают концентрат от рудных сростков и зерен сво­ бодного кварца. Применение перед последней стадией магнит­ ной сепарации или после нее таких аппаратов, как классифика­ торы с сифонной разгрузкой песков (концентрата), позволяет дополнительно обогащать в процессе классификации различные по крупности продукты.

Разделение почти полностью раскрытых рудных и породных минералов, находящихся в пульпе, гидравлических классифика­ торах и сепараторах основано на различной скорости выпаде­ ния на дно сепаратора тяжелых и выноса из него легких частиц под действием потока напорной промывочной воды и потока са­

мой пульпы.

В качестве примера аппаратурного оформления обогатитель­ ных фабрик на рис. 11 показана схема цепи аппаратов фабрики первой очереди ИнГОКа. На фабрику руда подается в автоса­ мосвалах 1, поступает на дробилку 2 ККД 1500/180, дробилку 3

12Т

Рис. 11. Схема цепи апп аратов обогатительной ф абрики первой очереди И нГОКа

КРД 900/100, дробилку 4 КСД 2200А, инерционный грохот 5 размером 1,75X3,5 м, дробилку 6 КМД 2200/600 и в бункер 7. Из шаровой мельницы 8 размером 3,6X4 м продукт проходит классификатор 9 диаметром 2,4 м, сепараторы 10, зумпф 11, на­ сос 12, гидроциклоны 13, шаровую мельницу 14 размером 3,6Х

Из дешламатора 24 насосом 25 продукт подается на сепара­ торы 26, дешламатор 27. Отсюда насосом 28 концентрат подают на фильтр 29, склад концентрата 30. Грейферным краном 31 через погрузочный бункер 32 концентрат поступает на погрузку ‘(римскими цифрами обозначены стадии измельчения, обведенные кружками — стадии магнитной сепарации).

Приведенная схема одной из фабрик СССР в основном ана­ логична другим отечественным и незначительно отличается по аппаратурному оформлению от зарубежных. Однако на фабри­ ках СССР измельчение руды ведут в три—пять стадий, еще ма­ ло применяют автоматически действующих гравитационных классифицирующих аппаратов, магнитную сепарацию ведут в четыре—пять стадий. Иногда применяют в стадии крупного дроб­ ления поддрабливающие дробилкц (КРД 900/100), которые не­ достаточно эффективны. Это перегружает схемы аппаратами.

Оснащение обогатительных фабрик СССР современным обо­ рудованием и применение более совершенной технологии позво-

І28

лило за последние годы значительно поднять содержание железа в концентратах и улучшить их ситовый состав, необходимый для последующего производства окатышей.

Основные показатели по наиболее крупным магнитно-обога­ тительным фабрикам СССР, которые достигнуты при измельче­ нии руды до крупности 95—98% класса —74 мкм и мокром магнитном обогащении в четыре—пять стадий, приведены в табл. 28. Анализируя приведенные показатели, можно сделать вывод, что фабрики имеют резервы по снижению потерь магнит­ ного железа в хвостах и повышению содержания железа в кон­ центрате. Следует сказать, что на фабриках СССР, перераба­ тывающих магнетитовые кварциты, извлечение магнетитового железа выше, чем на зарубежных. Наименьшие потери магнети­ тового железа в хвостах достигнуты на Губкинских фабриках (0,7—0,9) при содержании в концентрате 65,28% железа и

9,85% влаги.

Наилучшими показателями в Кривбассе в 1972 г. отличалась фабрика НКГОКа, где концентрат содержит 65,6% железа, а хвосты 2,07% магнетитового железа. Извлечение магнетитового железа в концентрат достигло 95%.

Улучшение показателей на фабрике НКГОКа, как и на дру­ гихфабриках, достигнуто в результате замены устаревших маг­ нитных сепараторов более совершенными сепараторами 209-СЭ, освоения системы авторегулирования цикла измельчения пер­ вой—второй стадий, улучшения усреднения руды (например, в течение года содержание общего железа в руде, подаваемой на фабрику, отклонялось не более чем на 0,3%). Повышение из­ влечения железа из сырой руды в товарную — один из резервов показателей интенсификации производства.

Извлечение магнетитового железа в концентрат на магнитнообогатительных фабриках колеблется в пределах 91—96%: Оле­ негорский ГОК — 91,8%, Ковдорский ГОК — 93,6%, Коршунов­ ский ГОК — 82,7,% Абагурская фабрика — 96,8%, ССГОК — 79,14%, Качканарский ГОК — 61,74% и т. д. На фабрике Качка­ нарского ГОКа при содержании в руде 15,85% магнетитового железа (1971 г.) хвосты содержали 7,2% железа. Удельный рас­ ход руды на 1 т концентрата составлял 5,8 т при выходе концен­ трата 16,02% и содержании в нем железа 61,05%. В концентрат извлекалось только 61,7% железа, в хвостах магнитной сепара­ ции оно достигало 14,7%. Поступающая на обогащение руда имеет значительные колебания по содержанию железа и это од­ на из причин больших потерь в хвостах.

На передовых фабриках снижения потерь железа в хвостах достигают прежде всего в результате применения лучших маг­ нитных сепараторов и увеличения фронта магнитной сепарации. На обогатительных фабриках постоянно обновляются устарев­ шие сепараторы. Например, на ИнГОКе внедрены сепараторы