книги из ГПНТБ / Щедринский М.Б. Обогащение асбестовых руд

время начато внедрение станков шарошечного бурения. Разделка

негабаритных (свыше 800 мм) кусков осуществляется взрывани­

ем мелких шпуров и накладными зарядами.

Погрузка взорванной рудной массы производится одноков­

шовыми экскаваторами СЭ-3, ЭКГ-4, ЭКГ-8.

Благодаря значительной мощности отдельных зон асбестонос­

ности имеет место раздельная выемка руд по типам асбестонос­

Добыча руд с предварительным обогащением в забое произво­ дится в зонах крупной сетки и отороченных жил, содержащих ос­ новную массу длинноволокнистого асбеста. В этом случае уступ

высотой 10 м разбивается на три подуступа высотой 3—3,5 м

каждый.

Рыхление рудной массы на подуступах для облегчения разборки забоя производится взрыванием зарядов в мелких

шпурах.

Разрыхленная рудная масса разбирается забойщиками вруч­

ную, которые путем отбойки отделяют длинноволокнистый асбест и куски руды с прожилками асбеста.

Отобранная руда классифицируется как «руда кускового ас­

беста», отборная 1 сорта и отборная II сорта.

Отходы после выборки указанных руд в зависимости от содер­

жания в них асбеста используются как рядовая руда или нап­

равляются в отвалы бедных руд. Если же в отходах содержание

асбеста незначительно, то они направляются в отвалы пустой

породы.

Общий выход руд предварительного (вручную) обогащения составляет 4—6% всей добываемой руды в карьере, при выходе

руды кускового асбеста 0,005—0,01%.

Внастоящее время осуществляется переход на механизирован­ ную добычу высокосортных руд с применением массового обру­

шения при соответствующем изменении последующих операций

обработки руды.

Впроцессе добычи асбестовых руд весьма важно сохранить

природные свойства волокна и обеспечить возможно меньшую его распушку и засорение посторонними предметами, что легче

осуществить при открытом способе ведения горных работ. Поэтому для предупреждения засоренности руды в карьерах

участки (блоки) руды, предназначенные для взрыва, тщательно

очищаются от остатков вскрышного слоя и посторонних предме­

тов.

20

Глава III

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ

ВПРАКТИКЕ ОБОГАЩЕНИЯ АСБЕСТОВЫХ РУД

Своеобразные физические свойства асбеста и вмещающей его

породы вызывают необходимость применять для его обогащения специальные процессы и оборудование.

Главное принципиальное отличие хризотил-асбеста от других

полезных ископаемых состоит в том, что асбест и вмещающая по­

рода имеют одинаковый химический состав, а также удельный вес

и отличаются друг от друга только формой кристаллов. Характерной особенностью асбеста является и то, что он пред­

ставлен в породе волокнами различной длины.

Поскольку длина волокна определяет промышленную цен­

ность асбеста, вопрос о том, какие волокна следует условно счи­ тать асбестом, а какие не следует, решается на основании требо­

ваний потребляющей промышленности и технической возможно­

сти извлечения его в процессе обогащения, т. е. зависит от уровня развития техники в добывающей и перерабатывающей промыш­

ленностях.

Поэтому вопрос об истинном содержании асбеста пока не раз­

решен и все определения базируются на применении стандартно­

го метода анализа, специально разработанного для этой цели.

Вследствие волокнистой структуры асбеста результаты его си­

тового анализа имеют весьма условное значение.

При определении содержания асбеста в руде или в любом продукте обогащения в категорию асбеста попадает не только

ние.

Для облегчения понимания сути явлений и процессов, связан­

ных с обогащением асбеста, считаем полезным в самом начале книги дать перечень и краткое объяснение терминов и определе­ ний, принятых в настоящее время в асбестовой промышленности.

Геологическое содержание асбеста в руде и геологические сорта

При разведке месторождения содержание асбеста в руде и его сортность определяются обработкой геологической пробы (керна).

Проба подвергается последовательно ряду операций дробления. После каждой операции дробления проба просеивается на си­

тах с отверстиями размером 8; 6,3; 4; 2,8; 1,6; 0,5 и 0,25 мм.

Из оставшегося на каждом сите продукта с помощью щетки

21

Сумма волокон всех геологических сортов дает общее геоло­ гическое содержание асбеста.

Лабораторное содержание и ситовый состав волокна асбеста в руде

Лабораторное содержание асбеста в руде определяется путем обработки горной пробы, взятой от исходной руды на фабрику.

При обработке горной пробы различают содержание свободно­ го и скрытого волокна.

Свободным волокном (ocb) считается такое, которое находится в пробе и не связано с вмещающей породой, а скры­

тым (сіекр)—сохранившееся в отобранной пробе в природном

виде в жилках и извлекающееся только после дробления пробы.

Сумма свободного и скрытого волокна дает общее лаборатор­ ное содержание асбеста в руде.

Ситовый состав извлеченного из пробы волокна асбеста (сво­ бодного и скрытого вместе) определяют ■ путем анализа навесок

500 г на первом комплекте сиг контрольного аппарата в соответст­

вии с ГОСТ 7—60.

Аналогичным образом определяется содержание и ситовый со­ став асбеста в промежуточных продуктах и в хвостах обогащения.

Условный прирост содержания асбеста в руде

В процессе дробления асбестовой руды на фабриках в зави­

симости от типа дробилки и стадии ее установки в технологической

схеме имеет место некоторое, не одинаковое по величине увеличе­

ние лабораторного содержания асбеста в продукте дробления по

сравнению с содержанием его в исходном продукте для дробле­

ния.

22

Это явление объясняется меньшей эффективностью вскрытия

иподпушки короткого волокна лабораторными дробилками по сравнению с промышленными. Чем интенсивнее истирающее и до

некоторой степени ударное действие дробилки промышленного размера, тем лучше вскрывается короткое волокно, не улавли­

ваемое в процессе лабораторного анализа.

Малоэффективные лабораторные дробилки, освобождая во­

локно, хорошо сохраняют его текстуру, поэтому часть промышлен­

ного волокна в виде тонких иголок при лабораторном анализе уходит в просев сита с отверстиями 0,5 мм и не учитывается как

асбест.

На величину повышения содержания асбеста в продукте после

дробления в дробилке промышленного размера влияет также

адсорбирование пыли на вскрываемом в процессе этого дробления волокне, что увеличивает его вес.

Дробилки, работающие на принципе раздавливания (щековые

ивалковые), не изменяют содержания асбеста.

Кроме того, в руде хризотил-асбеста кроме волокна, видимого

невооруженным глазом, находящегося в руде в виде более или менее мощных жилок и определяемого методом горного анализа,

имеется еще так называемое «волокно массы», представленное

чрезвычайно тонкими прожилками в массе вмещающей породы и

неопределимое применяемым методом горного анализа. Только

эффективное истирающее действие промышленных дробилок обес­

печивает вскрытие и распушку части этого волокна и приобщение его к промышленному волокну, что также влияет на величину ус­

ловного прироста.

По данным И. Ф. Гергенредера, волокно, отдаваемое за счет

«волокна массы», относится к самым низким сортам и не влияет на абсолютный выход асбеста, остающегося на I и II ситах конт­

рольного аппарата, а влияет в основном на выход волокна короче

1,35 мм.

Таким образом получается, что в одинаковых по весу пробах

одной и той же руды, взятых до и после дробления, во второй про­

бе весовое количество волокна определяется анализом большим,

чем в первой пробе.

Отношение общего количества асбеста в продукте после дроб­ ления к общему количеству асбеста в продукте до дробления на­

зывается условным приростом содержания асбеста (Xn).

Этот коэффициент используется для оценки работы дробилок в

отдельных стадиях дробления.

23

Вскрытие волокна

В процессе дробления асбестовой руды происходит освобожде­

ние волокна из вмещающей его породы.

Степень освобождения волокна из породы в процессе дробления

называется вскрытием волокна (Kb) и определяется как отноше­ ние количества вновь вскрытого волокна (без учета условного при­ роста) к количеству скрытого волокна в продукте до дробления.

При м е р. Содержание асбеста в руде до дробления:

Процент вскрытия волокна в процессе дробления колеблется в широком диапазоне и зависит от характера руды и эффективности

дробильного аппарата.

Товарные сорта асбеста и их текстура

В результате обогащения асбестовой руды на фабрике получают

товарные сорта асбеста, обусловленные ГОСТ 7—60 или техни­ ческими условиями.

Товарный сорт представляет собой смесь волокон различной длины, их агрегатов и некоторого количества сопутствующей

породы.

Ситовый анализ пробы на контрольном аппарате и текстура, т.е. степень сохранности отдельных пучков и иголок асбеста, слу­ жат основной характеристикой товарного сорта хризотилового ас­

беста. При определении сортности готовой продукции анализ про­ бы производится на обоих комплектах сит контрольного аппарата.

Текстура асбеста определяется на специальном аппарате или

на глаз, путем сопоставления отобранной пробы с эталонным образ­ цом. При определении текстуры на аппарате проба весом 100 г раз­ рыхляется в барабане при определенных стандартных условиях и

высыпается в мерный цилиндр. О текстуре сорта судят по занимае­

мому объему в миллилитрах.

Товарные сорта асбеста хризотилового ниже шестого (седьмой и восьмой) оцениваются по объемному весу без анализа на конт­

рольном и текстурном аппаратах.

24

Сортность асбеста антофиллитового определяется по анализу

на контрольном аппарате и по растворимости пробы в химически чистой соляной кислоте с удельным весом 1,19.

Кроме ситового состава и текстуры при оценке сортности учиты­

поперечнике не менее 2 мм, условно называются кусками асбеста,

аагрегаты, имеющие в поперечнике менее 2 мм — иголками.

Асбест, в котором волокна деформированы и перепутаны между

собой, называется распушенным.

Расчетное содержание асбеста в руде

Расчетное содержание асбеста в руде (αp) определяется как от­

ношение количества чистого асбеста (без пыли) в готовой продук­

и в хвостах должна быть более лабораторного содержания асбеста

вруде.

Следует отметить, что условный прирост содержания асбеста в

процессе обогащения за счет волокна массы и адсорбирования пы­

ли, а также за счет распушки иголок значительно влияет на увели­ чение количества асбеста по расчетным данным в сравнении с по­

казателями лабораторного анализа в исходной руде.

При определении расчетного содержания асбеста в руде не учи­ тываются седьмой и восьмой товарные сорта, которые, безусловно,

содержат промышленный асбест, но определение его в готовой про­

дукции ГОСТом не предусмотрено.

Расчетный коэффициент на лабораторное содержание асбеста в руде

Для определения некоторых технологических показателей про­

цесса обогащения и оценки технологической схемы фабрики поль­ зуются так называемым расчетным коэффициентом на лаборатор­

ное содержание асбеста в руде (Æp). Этот коэффициент опреде­

25

ляется как отношение расчетного содержания асбеста в руде к лабораторному:

Kp-

ал

Поправочный коэффициент на лабораторное содержание в руде волокна 1 и Il сита контрольного аппарата

Длинноволокнистый асбест находится в руде в незначительном

количестве и сильно рассредоточен, а вес отбираемых проб невелик,

поэтому трудно получить представительную пробу по содержанию длинноволокнистого асбеста. Вследствие этого содержание длинно­

волокнистого асбеста в руде (I и II сита контрольного аппарата)

по лабораторным данным всегда оказывается ниже фактического содержания его в товарных сортах.

На увеличение количества волокна I и II сит контрольного аппа­

рата в товарных сортах в сравнении с лабораторными данными

влияет также некоторая распушка волокна в процессе обогащения,

в результате чего менее длинное волокно, подпушиваясь, задержи­

вается при анализе на I или II ситах контрольного аппарата.

Показатель отношения количества волокна I или II сита конт­ рольного аппарата, находящегося в товарных сортах, к количеству

этого волокна в исходной руде, по лабораторным данным, называ­

ется поправочным коэффициентом на лабораторное содержание в

руде волокна I или II сита (Kc) •

Коэффициенты ВИМСа*

При разведке сортность асбеста в руде определяется в геологи­

ческих сортах.

Каждый геологический сорт представляет собой волокно опре­

деленного диапазона крупности; для каждого сорта выведена сред­

Товарные сорта асбеста, вырабатываемые фабрикой, оценива­

ются по анализу на контрольном аппарате, т. е. определяются соот­

ношением остатков волокна на ситах.

Естественно, что при таком положении нет прямой связи между

геологическими и товарными сортами.

Поскольку геологические сорта представлены чистым волокном,

а товарные сорта содержат некоторое количество пыли, а также имеется условный прирост, то выход товарных сортов на фабрике

всегда будет выше, чем содержалось геологических сортов в руде

по анализу.

ВИМС — Всесоюзный институт минерального сырья.

26

Для перехода от геологических сортов к товарным при оценке

месторождения по возможному получению из него отдельных то­

варных сортов пользуются коэффициентами ВИМСа, которые оп­

ределяются как отношение фактически полученного товарного

сорта к количеству аналогичного геологического сорта в исходной

руде.

Средняя запыленность товарных сортов

В товарных сортах асбеста (начиная с третьего) допускается

содержание пыли для каждого сорта в количестве не выше норм,

предусмотренных ГОСТом.

Средняя запыленность готовой продукции (П) подсчитывается

по результатам ситового анализа на контрольном аппарате шести товарных сортов и представляет собой отношение средневзвешен­

ного количества пыли во всех сортах к общему весу сортов.

Извлечение асбеста

Степень извлечения асбеста определяется как отношение коли­

чества асбестового волокна в шести товарных сортах к количеству

асбеста в исходной руде по расчетным данным и выражается в

процентах.

Глава IV

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА РУДЫ

§ 3. РУДА ХРИЗОТИЛ-АСБЕСТА

Кроме классификации по типам асбестоносности все руды хри­

зотил-асбеста, поступающие на обогатительные фабрики, класси­

фицируются по техническим условиям, в основу которых положено

общее лабораторное содержание асбеста в руде и количество ас­ бестового волокна верхнего сита контрольного аппарата в процен­

тах.

Классификация руды хризотил-асбеста по техническим услови­

ям: кусковая; отборная I сорта; отборная II сорта; дробленая

обогащенная и необогащенная.

Руда кускового асбеста, отборные руды, а также дробленая

обогащенная называются высокосортными рудами, а необогащен­ ная — рядовой рудой.

Руда кусковая, идущая для выработки товарного куско­ вого асбеста марки AK, должна удовлетворять следующим усло­

виям: содержание асбеста не менее 75%, длина волокна не менее

18 мм, остаток волокна на I сите контрольного аппарата не менее

22%, содержание иголок и распушенного волокна не более 10% и

кроме того волокно не должно иметь видимых невооруженным

глазом просечек, т. е. включений минералов, пересекающих волок­

но асбеста.

27

Руда отборная I сорта, идущая в основном для выра­

ботки высших (текстильных) сортов товарного асбеста, должна

иметь содержание асбеста не менер 20%, остаток волокна на I си­ те контрольного аппарата не менее 3% и на II сите не менее 25%.

Примечание. Недостающее количество волокна на II

сите контрольного аппарата может быть компенсировано по­ вышенным содержанием волокна на I сите контрольного ап­

парата.

Руда отборная II сорта, идущая для получения высо­

ких и средних сортов товарного асбеста, должна содержать асбе­

да имеет некоторое количество длинноволокнистого асбеста и

обогащается или по схеме обработки высокосортных руд, или по

в зависимости от размера дробилки первой стадии дробления на

фабрике. Содержание асбеста в руде составляет 3—5%.

Нормы остатка волокна на II сите контрольного аппарата

устанавливаются отдельно для каждой фабрики в зависимости от

технологии обработки руды и от сортамента вырабатываемой ею продукции. Остаток волокна на III сите контрольного аппарата

принимается не менее 50%. Содержание влаги в руде обычно не

превышает 7%.

Руды, поступающие на фабрики, не должны бцть засорёны

посторонними предметами (дерево, металл и др.).

§ 4. РУДА АНТОФИЛJIИТ-АСБЕСТА

Руда антофиллит-асбеста вследствие специфичности асбесто­

носности и особых условий залегания на отдельные сорта не под­

разделяется, а после селективной добычи в карьере подается на

28

Глава V

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ АСБЕСТОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Асбест был известен человеку еще в древние времена.

Первое применение асбеста относится к временам древней Иу­ деи (1300 лет до н. э.) и древней Греции (390—305 гг. до н. э.).

Историю развития асбестовой промышленности можно условно разделить на два периода: первый от момента открытия и изуче­

ния асбеста до перехода к массовой добыче и выработке асбесто­ вых изделий.

Второй, современный период, начинается с 1880 г. и характери­ зуется тремя этапами развития асбестовой промышленности, раз­

личающимися по состоянию техники, выпускаемой продукции и

степени эксплуатации месторождений.

На первом этапе развития, продолжавшемся 10—15 лет, раз­ рабатывались только те участки, которые были представлены

длинноволокнистым асбестом.

Добыча и обогащение осуществлялись исключительно вруч­

ную, поэтому извлечение асбеста было крайне низким. Добытая

руда разделялась на пустую породу и кусковой асбест путем от­ бойки молотком.

Отобранный кусковой асбест сортировался по длине волокна

на два-три сорта, а вся остальная часть руды, содержащая корот­ кое волокно и волокно средней длины, а также отходы сортировки, считалась отвальным продуктом.

Кусковой асбест применялся для производства текстильных из­ делий.

Второй этап развития начинается с середины 90-х годов прош­

лого столетия и характеризуется внедрением в практику приемов

механического обогащения, расширением сортамента продукции

за счет извлечения короткого волокна и средней длины, получив­

ших разнообразное применение в промышленности.

Третий этап развития отражает современное состояние про­

мышленности и связан с исключительным ростом потребления ас­

беста.

Непрерывно растущее потребление асбеста оказало положи­

тельное влияние на развитие его добычи и обогащения в главней­ ших мировых центрах: Россия (1720 г.), Южная Родезия (1909 г.),

Канада (1878 )г*. Эти асбестодобывающие районы и определили характер развития асбестовой промышленности.

В настоящее время добыча руды почти полностью механизиро­ вана. Обогатительные фабрики оснащаются мощным и современ­

ным оборудованием, они способны обогащать руды с более низким

* Год открытия месторождения.

29