Краткое описание принятой схемы обогащения.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Обоснование и выбор схемы обогащения 3

1.1 Вещественный состав руды 3

1.2 Анализ работы предприятий по переработке аналогичной руды. 5

1.2.1 Схемы и режимы получения медно-молибденовых концентратов 5

1.2.2 Режимы разделения медно-молибденовых концентратов 7

1.2.3 Комплексность использования сырья 7

1.2.4 Фабрики по обогащению медно-молибденовых руд 8

1.3 Требования к качеству концентрата. 10

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ. 15

2.1 Расчет качественно-количественной схемы обогащения. 15

2.2. Расчет водно-шламовой схемы 22

3 ВЫБОР И РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. 29

3.1 Выбор и расчет оборудования для измельчения. 29

3.1.1 Расчёт мельниц полусамоизмельчения 29

3.1.2 Расчет мельниц I стадии измельчения. 34

3.1.3 Расчет мельниц стадии доизмельчения. 38

3.2 Выбор и расчет оборудования для грохочения 42

3.3 Расчет оборудования для классификации 43

3.3.1 Расчет классификации I стадии измельчения 43

3.3.2 Расчет классификации доизмельчения 45

3.4 Выбор и расчет оборудования для флотации 48

3.5 Выбор и расчет оборудования для сгущения 52

3.5.1 Расчет сгустителей для сгущения молибденового концентрата 52

3.5.2 Расчет сгустителей для сгущения медного концентрата 53

3.6 Выбор и расчет оборудования для фильтрации 54

3.6.1 Расчет вакуум-фильтров для фильтрации молибдена 54

3.6.2 Расчет вакуум-фильтров для фильтрации меди 55

3.7 Выбор и расчет оборудования для сушки 56

4. ОПРОБОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 59

4.1 Опробование и контроль технологических процессов 59

5.2 Автоматизация 62

ВВЕДЕНИЕ

Сердцевину любой экономики составляет производство. Без производства не может быть потребления, именно предприятию выпускают продукцию, выполняют работы и услуги, т.е. создают основу для потребления и приумножения национального богатства.

Основной задачей предприятий является производство необходимой обществу продукции при наиболее эффективном использовании производственных ресурсов, находящихся в распоряжении предприятий.

Основное производство на предприятиях цветной металлургии отличается большим разнообразием видов выпускаемой продукции, технологией и техникой её получения, характером перерабатываемого сырья. Вместе с тем имеются общие закономерности и принципы, в соответствии с которыми решаются такие стороны организации производства, как управление качеством продукции, организация технического производства.

Стратегическими направлениями в повышении технического уровня обогащения руд цветных металлов являются: более полное извлечение металлов, для чего значительно увеличатся объёмы предварительного обогащения руд в тяжёлых суспензиях, внедрение крупного дробильного оборудования, обеспечивающего высокую степень дробления руды и крупного флотационного оборудования.

Роль тугоплавких редких металлов в современной технике весьма велика. Тугоплавкие металлы характеризуются рядом общих областей применения. Большинство из них является легирующими металлами и компонентами жаропрочных и коррозионностойких сплавов, используется в электровакуумной технике.

Их производство в настоящее время достигло значительных масштабов и непрерывно развивается. Молибден и медь одни из наиболее широко используемых тугоплавких редких металлов.

1 Обоснование и выбор схемы обогащения

1.1 Вещественный состав руды

Основным типом медно-молибденовых руд являются медно-порфировые руды. Молибден в них представлен мо­либденитом, медь - как первичными, так и вторичными сульфидами; нерудные минералы - в основном кварцем и различным соотношением других минералов: серицита, хло­рита, талька, кальцита, флюорита, полевого шпата, турмали­на и апатита.

Перерабатываемые медно-молибденовые руды содержат 0,2 – 2 % меди и 0,008 – 0,1 % молибдена и характеризуются относительно крупной вкрапленностью основной массы сульфидных минералов в породе при тесном взаимном прорастании части сульфидов. Этим особенностям вещественного состава медно-порфировых руд отвечает применяемая практически на всех обогатительных фабриках, перерабатывающих медно-молибденовые руды, схема коллективной флотации сульфидов с последующим их разделением.

При обогащении медно-молибденовых руд решаются за­дачи отделения сульфидных минералов от минералов вмещающих пород, разделения сульфидных минералов с получе­нием одноименных концентратов, доизвлечения благородных металлов, окисленных минералов меди и комплексного ис­пользования несульфидной части руды в условиях водооборота и оптимизации процесса средствами автоматизации.

Молибденит (MoS₂) является самым распространённым молибденовым минералом. Для него характерна ассоциация с кварцем. В гидротермальных жильных месторождениях сопутствующими минералами являются пирит, вольфрамит, полевые шпаты, слюды, барит, флюорит, касситерит, рутил.

В порфировых медно-молибденовых месторождениях молибден ассоциирует с халькопиритом и пиритом.

Молибденит характеризуется сложной кристаллической решеткой. Каждый слой из атомов молибдена расположен параллельно между двумя слоями атомов серы. В слое действуют сильные атомные связи, между слоями - слабые молекулярные силы. Поэтому молибденит обладает совершенным расщеплением и относится к минералам с аполярной поверхностью кристаллов.

При измельчении он расщепляется в виде чешуек или листовидных частиц. По этой причине молибденит обладает высокой природной гидрофобностью, практически не смачивается водой, но легко взаимодействует с углеводородными маслами.

Повеллит (CaMoO₄) – продукт окисления молибденита. Встречается в зоне окисления молибденовых месторождений, часто в виде плёнок на молибдените. Флотируется жирными кислотами и их солями в щелочной среде. При высоком содержании повеллита его извлекают из хвостов сульфидной флотации. Наличие кальциевых минералов в руде (апатит, кальцит) затрудняет получение богатых повеллитовых концентратов.

Ферримолибдит(Fe₂O₃×MoO₃×8H₂O) - встречается в зоне окисления молибденовых месторождений. Он является продуктом окисления молибденита в присутствии железосодержащих минералов. Флотируется жирными кислотами значительно хуже повеллита.

1.2 Анализ работы предприятий по переработке аналогичной руды.

1.2.1 Схемы и режимы получения медно-молибденовых концентратов

Перерабатываемые медно-молибденовые руды содержат 0,2 – 2 % меди и 0,008 – 0,1 % молибдена и характеризуются относительно крупной вкрапленностью основной массы сульфидных минералов в породе при тесном взаимном про­растании части сульфидов. Этим особенностям вещественно­го состава медно-порфировых руд отвечает применяемая практически на всех обогатительных фабриках, перерабаты­вающих медно-молибденовые руды, схема коллективной фло­тации сульфидов с последующим их разделением (рис. 1). Она включает циклы рудной флотации, доизмельчения чер­нового коллективного концентрата (обычно до 90 – 95 % класса -0,074 мм), получения медно-молибденового концен­трата с выделением пирита в виде хвостов промпродуктового цикла и разделения медно-молибденового концентрата.

Повышению качества концентратов и извлечения в них металлов при переработке руд с высоким содержанием шламующихся минералов способствует применение схемы с раздельной флотацией песков и шламов (на Алмалыкской фабрике и др.), схемы обогащения с грубым помолом руды и дофлотацией сульфидов из песковой части хвостов фло­тации после ее доизмельчения (на фабрике «Эль Сальва­дор» и др.) или без доизмельчения (на Балхашской фабрике и др.).

В качестве собирателя сульфидов меди и молибдена в коллективном цикле применяют ксантогенаты, дитиофосфаты, диксантогениды, минереки, реагент Z-200 и аполярные масла; в качестве пенообразователей — спиртовые реаген­ты, пенообразующее действие которых изменяется незначи­тельно в присутствии аполярных собирателей (сосновое масло, метилизобутилкарбинол, Т-80, ОПСБ и их сочетание). Повыше­нию извлечения меди и молибдена в коллективный концен­трат при флотации способствует применение подавите­лей пустой породы (жидкое стекло, гексаметафосфат нат­рия и др.).

Коллективная флотация всех сульфидов меди, молибдена и железа осуществляется в нейтральной или слабощелочной среде, создаваемой или содой, или небольшими загрузками сернистого натрия (0,1 – 0,3 кг/т), подаваемого для активации флотации окисленных медных минералов, пептизации шламов и улучшения физических свойств пульпы. Доводку кол­лективных медно-молибденовых концентратов проводят обычно в щелочной среде, создаваемой известью при рН от 8,5 до 11,5, обеспечивающей эффективную депрессию флота­ции сульфидов железа.

Получаемый коллективный медно-молибденовый кон­центрат содержит около 10 – 30 % меди и 0,1 – 0,9 % молибде­на. Перед разделением он обычно сгущается и подвергается окислительной пропарке с известью (1 кг/т) в течение 1 – 4 ч при температуре 85 – 95 °С, обработке сернистым натрием, окислителями или низкотемпературному обжигу с целью уда­ления с поверхности минералов или разрушения большей час­ти собирателя.

Рисунок 1.1 - Схема получения и доводки черновых медно-молибденовых кон­центратов

1.2.2 Режимы разделения медно-молибденовых концентратов

Для разделения коллективных медно-молибденовых концентратов практически на всех фабриках используют методы, основанные на депрессии сульфидов меди флота­ции молибденита. Выбор режима депрессии зависит в ос­новном от вещественного состава коллективного концен­трата.

При обогащении руд, в которых медь представлена в ос­новном халькопиритом, разделение медно-молибденовых концентратов проводится обычно с применением сульфида, гидросульфида натрия в сильнощелочной среде (рН 10 – 12) при высоких расходах реагента (0,5 – 20 кг/т коллективного концентрата), обеспечивающих высокую концентрацию суль­фидных ионов в пульпе, благодаря чему достигается десорб­ция собирателя с поверхности сульфидов меди и железа и де­прессия их флотации. Наиболее совершенными при этом яв­ляются технология «паровой» флотации при температуре 70 – 80 °С (на Алмалыкской фабрике и др.) и технология с ис­пользованием азота вместо воздуха или пара при обычной температуре (на Балхашской фабрике и др.).

На фабриках, перерабатывающих халькозиновые руды, депрессия сульфидов меди достигается посредством примене­ния реагентов «Ноукс» и «Анимол Д» или ферро- и феррицианидов.

1.2.3 Комплексность использования сырья

Из медно-молибденовых руд с преобладанием халькопи­рита и содержанием меди в руде 0,2 – 0,7 % получают медные концентраты, содержащие 21 – 29 % меди при извлечении ее 75 – 90 %, а из руд с преобладанием халькозина и содер­жанием меди 0,4 – 1,6 % - медные концентраты, содержащие 29 – 50 % меди при извлечении ее 83 – 92 %. Из сравнительно богатых медно-молибденовых руд с содержанием молибдена 0,01 – 0,09 % получают молибденовые концентраты с содер­жанием 40 – 57 % при извлечении 30 – 90 %.

Одна из принципиально возможных схем безотход­ной переработки медно-молибденовых руд приведена на рисунке 2.

Для улавливания и выделения «свободного» золота в раз­личных точках технологической схемы используют гравита­ционные методы (отсадка), щелевые концентраторы, центро­бежные сепараторы, шлюзовые поверхности в линии само­течного транспорта хвостов в хвостохранилище. Извлече­ние окисленного молибдена и меди осуществляется из раство­ров кучного выщелачивания руд слабым раствором серной кислоты.

Рисунок 1.2 - Принципиальная технологическая схема безотходной переработ­ки медно-молибденовых руд

1.2.4 Фабрики по обогащению медно-молибденовых руд

Каджаранская фабрика перерабатывает медно-молибденовые прожилково-вкрапленные руды Каджаранского месторождения. Главными рудными минералами являются пирит, халькопирит и молибденит, к которым обычно примешиваются борнит, халькозин, энаргит, висмутин, малахит, галенит, сфалерит, магнетит, повелит др. Нерудные минералы представлены полевыми шпатами, кварцем, слюдами (биотит, серицит), хлоритом, каолином, галлуазитом, карбонатами, гипсом и др.

На обогатительную фабрику поступают руды, в которых относительное содержание окисленных молибдена и меди составляет соответственно 5,6 – 6,6 и 18,9 – 23,5 %. Окисленный молибден представлен повеллитом, верримолибденитом и молбденсодержащим лимонитом. Плотность руды 2,65 т/м³, коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова 6 – 12; влажность до 4 %.

Технологическая схема обогащения предусматривает четырехстадиальное дробление с замкнутым циклом в последней стадии, самоизмельчение после крупного дробления, две стадии измельчения для мелкодробленой руды, коллективную флотацию с последующим разделением медно-молибденового концентрата на медный и молибденовый с использованием сернистого натрия. Из руды извлекается 82,3 % молибдена и 77,4 % меди при содержании в одноименных концентратах примерно 50 % молибдена и 18 % меди. Фильтрование и сушка молибденового и медного концентратов производится в отдельных корпусах.

Сорская фабрика перерабатывает медно-молибденовые руды Сорского штокверскового месторождения. Основными рудными минералами являются молибденит, халькопирит, пирит, ферримолибдит, ковеллин, халькозин. Нерудные минералы представлены кварцем, полевым шпатом, роговой обманкой, биотитом, мусковитом, в малых количествах сфеном и эпидотом. Плотность руды 2,68 т/м³, коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова 7 – 12; влажность составляет 2,2 – 3 %.

Фабрика работает с использованием оборотного водоснабжения (70 %).

Технологическая схема обогащения руды предусматривает четырехстадиальное дробление с замкнутым циклом в последней стадии, одностадиальное измельчение, коллективную флотацию, селекцию, доводку молибденовых и медных черновых концентратов, сгущение, фильтрование и сушку.

Из руды извлекается 89 % сульфидного молибдена и 48 % меди при содержание в одноименных концентратах 48,5 % молибдена и 16 – 17 % меди.

1.3 Требования к качеству концентрата.

В содовой среде получают концентраты с содержанием менее 1 % MoS₂, доводка которых осуществляется гидрометаллургическим методом.

В таблице 1.1 приведены технические требования, которым должны отвечать молибденовые концентраты.

Таблица 1.1 – Технические требования к молибденовым концентратам

Устанавливаются в соответствии с рыночными требованиями к качеству товарных концентратов с учетом постоянства их состава по ряду вредных примесей, сложившегося в последние годы в пределах, изложены в таблице 9.

Таблица 1.2 - Коммерческие требования к качеству концентратов.

В зависимости от массовой доли меди медный концентрат подразделяют на следующие марки: КM0, КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, КМ5, КМ6, КМ7. Химический состав медного концентрата приведен в таблице 1.

Таблица 1.3 – Химический состав медного концентрата.

По согласованию изготовителя с потребителем допускается в концентрате марки КМ7 массовая доля основного вещества не менее 12,0 %. Массовая доля мышьяка во всех марках медного концентрата не должна превышать 0,6 %. В медном концентрате, выпускаемом из высокомышьяковистых руд, допускается массовая доля мышьяка до 1,2 %.

Массовая доля молибдена в марках КM0, КМ1, КМ2 должна быть не более 0,12 %, а в марках КМ3, КМ4, КМ5, КМ6, КМ7 - не более 0,18 %.

Массовая доля влаги в подсушенном медном концентрате должна быть не более 7,0 %, в несушеном медном концентрате - не более 13,0 %.

Массовая доля влаги в медном концентрате, содержащем более 80 % частиц класса менее 0,071 мм или содержащем более 10 % окислов меди, должна быть не более 14,0 %.

Массовую долю драгоценных металлов (золота и серебра) в медном концентрате определяют в каждой партии.

Массовую долю редких металлов и серы определяют, если это предусмотрено договором на поставку, в котором указывают и периодичность их определения.

В зависимости от состава перерабатываемого сырья по согласованию между изготовителем и потребителем допускается устанавливать другие значения показателей массовой доли примесей и влаги при условии соответствия концентрата требованиям настоящего стандарта по массовой доле основного вещества (меди).

В медном концентрате не допускается наличие посторонних включений (кусков породы, дерева, металла и т.д.).

Краткое описание принятой схемы обогащения.

Выбор технологической схемы обогащения медно-молибденовых руд основан на практике работы предприятий, перерабатывающих аналогичное сырье, а также принято во внимание модернизации и реконструкции обогатительных производств с использований новых технологий и высокоэффективного оборудования нового поколения.

Исходным питанием фабрики является руда крупностью 300 мм, которая подается на измельчение в мельницы полусамоизмельчения (МПСИ) с добавлением 8 – 10 % крупных шаров. Измельчение проводится до крупности 30 % кл. -0,074 мм. Измельченная руда направляется на грохочение, надрешетный продукт (+20 мм) является циркуляционной нагрузкой мельницы. Подрешетный продукт грохочения (-20 мм) и направляется на измельчение в шаровые мельницы до крупности 60 % кл. – 0,074 мм. Измельчение ведется в замкнутом цикле с классификацией в гидроциклонах. Пески гидроциклонов возвращаются на измельчение.

Слив гидроциклонов поступает в контактные чаны ёмкостью 50м³, где происходит контактирование пульпы с реагентами. Из контактных чанов пульпа самотёком поступает на коллективную флотацию медно-молибденовой руды. Коллективная флотация включает основную, контрольную и две перечистные операции. Камерный продукт контрольной флотации направляется в хвостохранилище.

Реагентный режим коллективного цикла включает в себя подачу: известкового молока до pH пульпы 10,3 – 10,5; в небольших количествах дозируется сернистый натрий (до 30 г/т) для сульфидизации поверхности окисленных минералов меди. В качестве собирателя применяется керосин (60 – 70 г/т) и бутиловый ксантогенат калия (20 – 30 г/т), из пенообразователей – сосновое масло (10 – 20 г/т). Подавителем пустой породы является жидкое стекло.

Коллективный концентрат направляется на доизмельчение до 75 % кл. – 0,074 мм в шаровых мельницах, работающих в замкнутом цикле с классификацией в гидроциклонах.

Слив гидроциклонов подвергаются пропарке. Пропарка заключается в нагреве пульпы до температуры более 80̊ С в присутствии едкого натра, соды или извести, что приводит к вытеснению собирателя с поверхности сульфидов меди и железа и его разложению. После этого материал поступает на молибденовую флотацию.

Молибденовая флотация включает в себя основную, контрольную и три перечистных операций. Камерный продукт контрольной флотации молибдена является питанием медной флотации. Пенный продукт III молибденовой флотации является молибденовый концентрат, который подвергается обезвоживанию (сгущение и фильтрация) и сушке.

В селективной флотации молибдена для депрессии сульфидных минералов подается сернистый натрий. Собиратель (керосин) дозируется по всему молибденовому циклу.

Медная флотация включает в себя основную, контрольную и две перечистных операции. Пенный продукт II перечистки является медным концентрам и направляется на обезвоживание (сгущен и фильтрование). Камерный продукт контрольной флотации меди направляются в хвостохранилие.

Технологическая схема, принятая к проектированию, представлена на рисунке 1.3.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: