книги из ГПНТБ / Полькин, С. И. Обогащение оловянных руд и россыпей

пульсация которых создается сжатым воздухом, хвосты отсадки собираются в вагонетки и транспортируются в отвал.

Подрешетный продукт второго грохота поступает на гидравли­ ческую классификацию в два последовательно работающих спигота. Слив классификатора направляется в отвал, а пески — на два концентрационных стола. Полученные черновые концентраты могут быть доведены флотацией в двухкамерной флотационной машине, смонтированной на установке. На этой же флотацион­ ной машине могут флотироваться мелкие классы. Общий вид установки и схема цепи аппаратов показаны на рис. 27.

§15. МГД-сепарация

Магнитногидродинамические сепараторы для обогащения по­ лезных ископаемых являются аппаратами, работающими на новых принципах разделения минералов.

МГД-сепараторы сконструированы институтом Гипромашуглеобогащение. С 1967 г. институтами ЦНИИОлово и Гипромашуглеобогащение проводятся совместно работы по испытанию и со­ зданию конструкции аппаратов, отвечающих требованиям обога­ щения оловянных руд.

Работа МГД-сепаратора несколько напоминает процесс раз­ деления минералов по плотностям в тяжелых суспензиях или тя­ желых жидкостях. Эффект «утяжеления» в МГД-сепараторах со­

от процесса обогащения в тяжелых средах, разделение в МГДсепараторах происходит в движущемся потоке электролита.

На движущуюся в электропроводящей среде (предпочти­ тельно созданной сильным электролитом) минеральную частицу руды действует несколько сил: разности в плотностях частицы и сопровождающей ее жидкости, электромагнитная выталкивающая сила, возникающая от восходящего потока, вследствие движения жидкости под действием наложения магнитного и электрического полей и создающейся при этом неоднородной в пространстве плотности «компонент псевдоутяжеления».

Величину подъемной силы, действующей на частицу, можно рассчитать. Согласно литературе [14, 15], она зависит от электро­ магнитной выталкивающей силы, физических свойств твердой ча­

ницаемости, вязкости и др.). В действительности наблюдаются отклонения, обусловленные тем, что вследствие неоднородности магнитного и электрического полей на границах зоны разделения возникают крупномасштабные циркуляции раствора, которые вызы­ вают перемешивание материала на входе и выходе из рабочей зоны. Это отрицательно сказывается на точности разделения рудного ма­ териала по плотностям. Кроме того, часть энергии расходуется на

114

турбулентообразование. В результате фактическое разделение рудных зерен происходит по плотности несколько ниже расчетной.

МГД-сепарация позволяет разделять минералы по плотностям

вдвижущемся потоке независимо от крупности материала, она обладает преимуществами по сравнению с процессом обогащения

втяжелых суспензиях и может дополнять его. В этом случае це­

лесообразно руду крупностью +6 мм, обогащать в тяжелых сус­ пензиях, а —6 мм МГД-сепарацией.

Проба руды крупностью —40 мм подвергалась грохочению на грохоте с отверстиями размером 6 мм. Надрешетный продукт обо­ гащался в тяжелой суспензии. Выход легкой фракции с содер­ жанием олова 0,08% составил 56,3%. Тяжелая фракция после додрабливания до 6 мм объединялась с нижним продуктом гро­ хочения исходной руды —6 мм. Далее обогащение руды проводи­ лось с применением МГД-сепарации по схеме на рис. 28.

Для сравнения были проведены аналогичные испытания с при­ менением в начале процесса обогащения в тяжелых суспензиях, как предварительной операции, и доработка тяжелой фракции п рудной мелочи по обычной гравитационной схеме с примене­ нием концентрационных столов при измельчении до 2 мм.

Суммарные результаты обогащения руды с доизмельчением до крупности 2 мм

Хвосты и промежуточные продукты гравитационного обогаще­ ния доизмельчались соответственно до —0,5 и —0,2 мм и обога­ щались концентрацией на столах.

Извлечение в черновые концентраты лучшего качества при применении МГД-сепарации выше в основной концентрации на 9%, чем по схеме обогащения с применением концентрационных столов. МГД-сепарация в сочетании с обогащением в тяжелых суспензиях в начале процесса позволяет выделить более 80% пустой породы и сократить количество рудного материала, кото­ рый подлежит более тонкому измельчению и обогащению на столах.

МГД-сепарация применялась в доводочных операциях на пробе черновых концентратов. Проба содержала 20% материала круп­ ностью —0,2 мм. При разделении в тяжелой жидкости (тетрабромэтане) плотностью 2,9 г/см3 из чернового концентрата был выделен продукт с содержанием 17,4% олова и выходом 53,4% и с извлече-

Р у д а

Рис. 28. Схема обогащения оловянной руды МГД-сепарацией

нием олова 99,6%. Черновой концентрат доводился МГД-сепарацией. Исходный продукт предварительно подвергался магнитной се­ парации для удаления сильномагнитных минералов. Немагнитная фракция разделялась на классы —3+ 0,2 мм и —0,2 мм для по-

116

следующей их раздельной обработки. МГД-сепарация продуктов крупностью +0,2 мм проводилась при скоростях потока 0,7— 0,8 м/с. Классы —0,2 мм подвергались сульфидной флотации и концентрации на столе.

Результаты разделения черновых концентратов МГД-сепара- цией приведены в табл. 29. Суммарное извлечение олова в то­ варный концентрат составило 93,55% без доработки промежуточ­ ных продуктов.

цию отвальный (верхний) продукт с содержанием олова 0,07— 0,1% и выходом его от 60 до 75%. МГД-сепарация, как контроль­ ная операция для обогащения промпродуктов, направляемых на измельчение, благоприятно отражается на повышении извлечения олова в черновые концентраты.

При обогащении исходной руды крупностью -—12 мм (питание отсадочных машин) в тяжелую фракцию извлекается около 64% олова от содержания его в руде и выделяется 40% отвального по содержанию олова продукта. При обработке той же руды на отсадочных машинах в надрешетные и подрешетные концентраты меньше извлекается олова и не получается отвальных хвостов.

Положительные результаты, полученные при обогащении на магнитно-гидродинамическом сепараторе, дают основания для со­

117

здания схемы обогащения руды с применением МГД-сепараторов. Характеристика имеющегося МГД-сепаратора для оловянных

РУД:

Глава IV

ОБОГАЩЕНИЕ РОССЫПЕЙ

§ 16. Т е х н о л о ги ч е с к а я характ ери ст и ка р о с с ы п е й

Многократные переотложения материала россыпи путем дви­ жения его под действием воды, селевых потоков сопровождаются измельчением минералов и раскрытием касситерита. Происходят сегрегация материала и обогащение россыпи тяжелыми минера­ лами в нижних слоях потока или долины, где отлагается россыпь. Распределение тяжелых минералов по простиранию также не­ равномерное: вблизи от коренных пород, из которых образова­ лась россыпь, отлагаются более крупные агрегаты, зерна и сростки тяжелых минералов.

По вертикали аллювиальная россыпь имеет следующее стро­ ение: нижний слой — плотик, состоящий из коренных пород, под­ стилающих аллювиальные наносы; над ним находятся пески, со­ держащие валунно-галечные отложения и основную часть ценных минералов; далее идут торфа — песчано-галечный нанос, обеднен­ ный тяжелыми минералами, и наконец, илы, содержащие песча­ ные и песчано-глинистые отложения. Верхняя часть отложений долинной аллювиальной россыпи обычно покрыта растительным слоем (дерн, мох, иногда торф).

Мощность торфов обычно составляет от 1—5 и до 20—30 м. Пески содержат ценные минералы главным образом в нижней ча­ сти слоя. Мощность песков колеблется от 0,1 до 4 м. Пески и торфа часто цементированы глиной.

118

Верхняя часть плотика на глубину 0,3—0,5 м и больше бы­ вает разрушена. Эта часть содержит значительное количество ценных минералов. Обычно граница песков и плотика является наиболее богатым слоем россыпи. Плотик имеет неровную поверх­ ность с уклоном в продольном и поперечном направлении. Про­ дольный уклон по длине бывает от 5 до 20—30 м на 1 км.

Общая мощность отложений в россыпных месторождениях обычно составляет от 1—5 до 30—50 м, а в некоторых случаях

Рис. 29. Схематический поперечный разрез россыпи ( а ) и рас­ пределение в ней тяжелых минералов (б) (по Б. В. Невскому)

доходит до 100 и даже до 400 м(глубокие погребенные россыпи). На рис. 29 показаны схематический поперечный разрез долинной аллювиальной россыпи и распределение в ней металла или тяже­ лых минералов [5].

В практике разработки россыпей обычно всю толщу россыпи разделяют только на две части: на пески, содержащие ценные минералы, и торфа, представляющие пустую породу.

При разработке песков открытыми работами торфа удаляются в отвал, а при разработке россыпи подземным способом в про­ мывку и на обогащение поступают только пески. И в случае ма­ лой мощности пласта (менее 1,0—1,5 м) добытые пески в про­ цессе разработки могут быть разубожены торфами.

Строение морских россыпей более простое. По содержанию касситерита они беднее, но значительные запасы песков позво­ ляют организовать крупномасштабное производство. Поэтому про­ мышленным для морских россыпей содержанием олова является

119

—200 мм), галю —100 +25 мм (иногда —100 +6 мм), эфеля

—25 +0,2 мм (иногда —6 +0,2 мм) и илы (шламы) —0,2 или

—0,1 мм.

К валунам относят куски, которые по своему размеру и массе могут вызвать повреждение или забивание промывочных прибо­ ров. Галя представляет собой окатанные куски крепкой породы (гранитов, гранодиоритов, иногда крепких известняков, сланцев и др.), не содержащих ценных минералов.

Эфеля содержат основную массу извлекаемых ценных мине­ ралов. Выход эфелей после дезинтеграции и грохочения опреде­ ляет производительность аппаратов первичной обогатительной фабрики.

Шламы состоят главным образом из глины и обычно содержат незначительные количества ценных минералов, они повышают вязкость и плотность пульпы, затрудняют извлечение тонких ча­ стиц ценных минералов.

Промывистость песков зависит от количества глины и степени сцемеитированности песков (табл. 30).

120

Степень промывистости песков резко изменяет производитель­ ность обогатительных аппаратов. Производительность оборудова­ ния на легкопромывистых песках может быть в несколько раз выше, чем на труднопромывистых.

Наиболее труднопромывистыми являются вечно мерзлые пески, которые необходимо перед добычей и обогащением оттаивать или разрыхлять взрыванием, что удорожает их добычу.

Количество добытых песков определяется с учетом коэффици­ ента разрыхления, который равен отношению объема разрыхлен­ ных песков к объему, который они занимали в естественном со­

нии (в целике) колеблется от 1,1 до 2 т/м3.

§ 17 . С п о с о б ы д о б ы ч и и о б о га щ е н и я п е с к о в

Россыпные месторождения разрабатываются главным образом открытым способом. В условиях глубокого залегания песков, ко­ гда экономически не выгодно вести вскрышные работы, или при разработке песков, залегающих в вечномерзлом грунте, приме­ няют подземную добычу. Открытый способ разработки месторож­ дений позволяет применять высокопроизводительные механизмы: драги, гидравлики, экскаваторы, скреперы, бульдозеры, автопо­ грузчики.

Наиболее дешевыми способами разработки являются дражный и гидравлический (иногда в сочетании с экскаваторами), позво­ ляющие разрабатывать бедные россыпи с большими запасами.

Разработка драгами. Современные драги по особенностям кон­ структивного исполнения добычного, обогатительного, маневрен­ ного и транспортно-отвального оборудования могут быть подраз­ делены на два класса:

1. Континентальные драги, т. е. предназначенные для разра­ ботки материковых долинных россыпей с уклоном 20—30 м на 1 км, приуроченных к зоне распространения современных или древних речных систем. Эти драги, как правило, монтируются на плоскодонном судне (понтоне), обеспечивающем нормальную их плавучесть и эксплуатацию в замкнутом водоеме в соответствии

стребованиями Речного регистра.

2.Морские драги, предназначенные для разработки россып­ ных и осадочных месторождений, залегающих в прибрежной или глубинной акватории морей и крупных озер. Эти драги обычно монтируются на килевых, реже на плоскодонных, самоходных или буксирных судах, обеспечивающих нормальную их плавучесть и эксплуатацию в открытом море при штормовом волнении в соот­ ветствии с требованиями Морского регистра.

121

Драги обоих классов могут оснащаться стационарным смон­ тированным непосредственно на судне (понтоне) промывочно-обо­ гатительным оборудованием либо работать по раздельной схеме добыча—обогащение в цикле с обособленной береговой или пла­ вающей обогатительной установкой [9, 10, 11]. Преимущественным распространением пользуются конструкции драг с законченным циклом переработки песков, однако на многих морских драгах, особенно работающих в условиях штормового моря, успешно используются схемы с раздельным обогащением (Тасмания).

Современные драги различного назначения можно обобщить по важнейшим признакам в виде следующей единой классифи­ кации:

1. По роду энергии приводных механизмов: электрические, дизель-электрические, дизельные, паровые.

2.По способу передвижения (маневрирования) в разрезе (забое): канатно-свайные, канатно-якорные.

3.По возможной глубине разработки (выемки) пород ниже

ограничивается возможной глубиной разработки продуктивных пород следующими предельными значениями:

Наиболее широкое распространение получили электрические многочерпаковые драги со сплошной и прерывистой цепью чер­

122