книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения

Получение высоких качественных показателей при обогащении руд Подорожненского месторождения осложняется наличием в них труднообогатимых разновидностей серы. Сравнительная обогатимость их, по лабораторным данным характеризуется следующими пока­ зателями:

Слид к ла сси ф и ка т о р о в

ГотоВый концентрат

Рис. 69. Результаты обогащения руды Роздольского месторождения по действующей схеме обогатительной фабрики

Сл а б к л а сси ф и к а т о р о в

у-10 0% \

ß-22,14

Е-ЮО

Руда обогащается хорошо на уровне руд с явнокристаллической серой. Извлечение серы из концентрата при выплавке высокое (65,3%). Зерна серы наиболее полно раскрываются при измельче­ нии до 65% < 0,074 мм. В классах >0,074 мм раскрытой серы содержится 26%, сростков серы с породой 28% и свободных зерен породы 45%.

не наблюдаются. Имеет низкую степень обогатимостн и низкое извлечение серы из концентрата при выплавке (58%). Повышенная твердость руды, тонкое и сложное прорастание серы с пустой поро­

Руда представляет собой брекчию, состоящую из обломков различной формы известняка, мергеля, сцементированных серно­ карбонатной массой. Сера в основном представлена тонкорассеян­ ной и скрытокристаллической разновидностями. Данный тип руды

Руда с явнокристаллической серой

Занимает в Подорожненском месторождении подчиненное место. Технологические показатели руды высокие.

Минералогические исследования продуктов флотации руд Подорожненского месторождения показали, что в концентрат флотируется значительное количество (до 51%) сростков серы с пустой породой (табл. 54).

Зависимость качества концентрата от крупности измельчения руды наиболее характерно выражена при флотации руды с тонко­ рассеянным осернением (табл. 55).

Увеличение содержания раскрытой серы с 17,6 до 27,4% дости­ гается при измельчении руды до 78,9% < 0,074 мм. При такой

Минералогический состав концентрата из руд Подорожненского месторождения

Зависимость качества концентрата из руды с тонкорассеянным осернением от крупности ее измельчения

Т а б л и ц а 5 6

Результаты полупромышленных испытаний флотации руд Роздольского и Подорожненского месторождений по двухстадиальной схеме

тонине помола максимальное содержание серы в концентрате со­ ставляет 70%.

Полупромышленные испытания (в опытном цехе обогатитель­ ной фабрики) проектной двухстадиальной схемы флотации руд

С л а в к л а сси ф и к а т о р о в

Рис. 71. Результаты обогащения смеси руд Роздольского и Подорожненского место­ рождений в две стадии с классификацией и доизмельчением крупных фракций концен­ трата контрольной флотации и хвостов первой стадии

Роздольского и Подорожненского месторождений на оборотной воде подтвердили улучшение показателей флотации по сравнению с по­ казателями флотации по старой схеме переработки Роздольских руд (табл. 56). Однако, качество концентрата из Подорожненских

руд остается низким: содержание серы в концентрате составляет 65,7%.

Новая схема смонтирована на обогатительной фабрике и осва­ ивается. Первая стадия флотации осуществляется по действующей

Сгиб классификаторов

Рис. 72. Результаты обогащения смеси руд Роздольского и Подорожненского месторождений по измененной схеме с доизмельчением только хвостов контроль­ ной флотации

схеме, с дополнительно введенной третьей перечисткой чернового концентрата. Классификация хвостов флотации и концентрата контрольной флотации проводится в гидроциклонах 0 500 мм. На вторую стадию флотации направляется продукт после доиз­

мельчения крупных фракций хвостов флотации и концентрата контрольной флотации. Вторая стадия флотации осуществляется в отдельном цикле с получением готового концентрата после трех­ кратной перечистки концентрата основной флотации. Доизмельчение песков, согласно проекту, осуществлено в открытом цикле без классификации.

Результаты обогащения руд Роздольского и Подорожненского месторождений по двухстадиальной схеме представлены на рис. 71.

циклонов.

Руды Роздольского и Подорожненского месторождений имеют различную твердость и измельчаемость. При крупности измельчения до 65% < 0,074 мм исходных руд с одинаковым гранулометрическим составом для измельчения Подорожненской руды требуется вре­ мени на 25% больше, чем для Роздольской руды. Измельчаемость песков гидроциклонов от хвостов первой стадии флотации по срав­ нению с рудами значительно хуже (рис. 73).

Наладка процесса цикла доизмельчения песков проводилась при работе шаровой мельницы в открытом цикле (согласно про­ екту). Снятие показателей работы мельницы проведено при разной ее производительности, различной плотности пульпы и шаровой загрузке. Для регулировки мельницы и определения оптимальных условий измельчения использованы результаты отработки режима

измельчения в полупромышленных условиях. Крупность измельче­ ния песков гидроциклона находится в прямолинейной зависимости от нагрузки на мельницу. При снижении производительности мель­

вечает требованиям регламента. Удельная производительность мель­ ницы при этом снизилась с 0,47 до 0,22 т/м3-ч.

Замена в мельнице крупных шаров 0 100—80 мм более мел­ кими шарами 0 60—30 мм с одновременным увеличением тоннажа

60

загрузки шаров с 20 до 30 т дала возможность увеличить удельную производительность мельницы с 0,34 до 0,57 т/м3-ч и повысить со­ держание класса < 0,074 мм в сливе с 28,4 до 33,3%.

Увеличение плотности пульпы в мельнице от 40 до 60% содер­ жания твердого повысило содержание класса < 0,074 мм в сливе мельницы с 35 до 46% (рис. 75).

Удельная производительность мельницы в оптимальных усло­ виях ее работы в открытом цикле по данным опробования за весь

Выводы

1. Промышленные испытания проектной двухстадиальной схемы флотации показали, что несмотря на имеющиеся улучшение каче­ ства концентрата и повышение содержания в нем серы с 59 до 65% эта схема не обеспечивает получения плановых качественных пока­ зателей.

2. Направлять на повторную флотацию хвосты первой стадии флотации нецелесообразно.

3. Работа мельницы для доизмельчения продуктов флотации в открытом цикле неэффективна, так как при этом не обеспечивается необходимый выход (70%) класса <0,074 мм. Для улучшения работы мельницы необходимо перевести ее на работу в замкнутом цикле с гидроциклонами.

4. Оптимальной схемой флотации, обеспечивающей повышение качества флотационного концентрата на рудах с преобладанием тонкорассеянной серы, является схема с доизмельчением концентрата основной флотации.

§ 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОЦЕССА АВТОКЛАВНОЙ ВЫПЛАВКИ СЕРЫ

Сущность автоклавного процесса предыдущие исследователи изу­ чали преимущественно в лабораторных условиях: в ампулах и в лабо­ раторных автоклавах. При этом не представляется возможным наблюдать весь ход процесса выплавки серы и моделировать про­ мышленный автоклав в части гидродинамических и тепловых явле­ ний, возникающих в концентрате от действия на него пара. Нами были проведены исследования процесса выплавки серы в промыш­ ленном автоклаве емкостью 50 м3 с помощью специального пробо­ отборника, позволяющего отбирать пробы в любой интересующей нас точке автоклава, в желаемое время цикла выплавки серы. Раз­ мещение точек опробования внутри автоклава показано на рис. 76. Одна стадия опытов проводилась путем отбора проб из точек, про­ нумерованных от 1 до 8, другая — от 1" до 8'. Было отобрано и обра­ ботано более 300 проб, взятых от 33 плавок в автоклаве разных концентратов на протяжении трех месяцев. Количество эксперимен­ тальных плавок и период проведения эксперимента обосновывается необходимостью получения более объективных характеристик авто­ клавного процесса при работе сероплавильного цеха на рудах с раз­ личными соотношениями агрегатных разновидностей серы. Коли­ чество проб с каждой плавки, очередность точек отбора, уровень размещения концов пробоотборных трубок устанавливались перед каждым опытом на основе анализа предыдущих результатов. Этим достигалась экстремальность экспериментирования, минимизация количества проб и сокращение времени для принятия решений по выдаче новых рекомендаций.

Результаты опытов сводились в таблицы, по которым анализи­ ровался процесс плавки, и при необходимости строились графики. Для примера, рассмотрим обработанные результаты опыта № 3. В автоклав было загружено 40 м3 пульпы концентрата плотностью 39,3%, содержащей 20,5 т твердого с 14,1 т серы. Выплавлено 10,1 т серы, т. е. товарное извлечение серы составило 71,6%, технологи­ ческое 74,1%. Характеристика загруженного концентрата и хвостов плавок представлены в табл. 57.

Отбор проб осуществлялся в этом опыте с восьми уровней за­ грузки в автоклаве в установленной последовательности — снизу вверх по четыре приема отбора с каждого уровня (рис. 77). Каждой пробе присвоен кодированный номер из двухзначного числа, первая цифра означает номер точки отбора, вторая — последовательность операций отбора пробы во времени.

Например, проба № 72 означает, что она отобрана в 7-и точке условного уровня загрузки в автоклаве в период второго приема отбора проб. Внизу на графике (см. рис. 77) представлены стадии процесса со шкалой времени. Эта же шкала времени дублируется на графиках / —V III в оси абсцисс, на которой отмечены моменты

отбора проб с обозначением присвоенных им номеров. На оси ординат графиков нанесены шкалы содержания твердого в пробах и серы

в твердом.

Рассмотрим ход процесса выплавки серы, совмещая анализы проб с графиками по точкам отбора их сверху вниз. На графиках

и серы в верхней части загрузки автоклава уменьшилось примерно в три раза по сравнению с исходным концентратом. В период выпуска серы из автоклава содержание твердого и серы здесь непрерывно уменьшается, а в точке № 8 проба представлена лишь водой.

Т а б л и ц а 5 7

Характеристика концентрата и хвостов плавки опыта № 3

серы,

%Содержание серы, %

52 отобрана пульпа с низким содержанием твердого и серы, что характерно для уровней верхних точек (№ 6, 7, 8). До конца цикла плавки содержимое загрузки этого уровня автоклава (пробы 52, 53 и 54) остается без изменения. В пробе 51 не отмечено присутствие влаги, кроме пара, во время набора пробы. Это свидетельствует о наличии резкой верхней границы обогащенного серой плотного

ного слоя по времени соответствует и опусканию нижней границы этого слоя (см. рис. 77, а, пробы 21, 22 и И , 12). Пробами 53 и 54 отмечено резкое уменьшение в загрузке содержания твердого и серы, что свидетельствует об опускании верхней границы продукцион­ ного слоя в момент слива серы. Точки № 3 и № 4 опробования на графиках IV и I I I пробами 41 и 31 также говорят о наличии такого плотного слоя за 17 мин до окончания набора пара. Содержание серы в загрузке увеличивается и составляет соответственно 88,2 и 90,67%. Характерно, что содержание серы в загрузке этой зоны продолжает возрастать, причем в большей степени в точке № 3. Однако сера еще не приобретает товарных качеств. Пробы № 34 и 44 проследили опускание верхней границы плотного слоя в период слива серы.

Точки № 2 и № 1 (графики I I и I) дали характерные пробы 11 и 21, свидетельствующие об отсутствии продукционного слоя, но за 10 минут до конца набора пара в этих точках появляется про­ дукционный слой, что объясняется смещением его с верхних уров­ ней автоклава. Пробами 22 и 12 отмечено содержание серы 84—91% но затем в пробах 23 и 13 оно становится близким к товарному.

Пробами 21 и 11 обнаружено под нижней границей продукцион­ ного слоя наличие обедненной по серосодержанию жидкой пульпы.