Отделение флотации флотационной фабрики производительностью 2 млн. т/год

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО

"УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

КАФЕДРА "ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ"

Курсового проекта

по дисциплине: "Флотационные методы обогащения"

Отделение флотации флотационной фабрики производительностью 2 млн. т/год

Руководитель проекта: Колтунов А.В.

Разработал: Аманжол А.А.

Екатеринбург, 2013

Содержание

Введение

1. Обоснование схемы флотации

2.Режимная карта отделения флотации

3. Расчёт технологического баланса продуктов обогащения и принципиальной схемы флотации

4. Расчёт качественно-количественной схемы флотации

5. Расчёт водно-шламовой схемы

6. Обоснование, выбор и расчёт флотационных машин и реагентного оборудования

7. Составление схемы движения пульпы, компоновка оборудования в отделение флотации

Список использованной литературы

Введение

флотация обогащение реагентный пульпа

Флотационный метод обогащения полезных ископаемых является одним из наиболее распространенных технологических процессов. В настоящее время в связи с вовлечением в переработку бедных и труднообогатимых руд, а также в связи с необходимостью комплексного и наиболее полного использования рудного сырья флотация приобретает все большее значение. Практика флотации достигла значительных успехов, однако закономерности флотации до настоящего времени полностью не раскрыты, поэтому вопросы развития теории и практики флотации не потеряли своей актуальности.

Возрастающие потребности народного хозяйства в цветных, редких, чёрных, благородных металлах, угля, удобрениях, строительных минералах вызывают необходимость увеличения степени комплексности использования полезных ископаемых при переработке и обогащении. Основными в переработке многих типов полезных ископаемых являются наиболее универсальные флотационные методы обогащения. Они используются, например, при обогащении более 95% руд цветных металлов. Возрастающее значение флотационных методов обогащения в настоящее время обусловлено вовлечением в переработку бедных, тонковкрапленных и труднообогатимых руд и углей, проблему комплексного и более полного использования, которых другими методами обогащения без применения флотации решить практически невозможно. Сам процесс флотации основан на различии в удельных свободных поверхностных энергиях минералов, что позволяет получать высокую селективность обогащения. Важнейшим и обязательным условием флотации является различная смачиваемость минералов водой. Одни частицы (гидрофильные) хорошо смачивающиеся водой, другие (гидрофобные) -- плохо.

Флотацией редко удаётся за одну операцию получить кондиционный концентрат и отвальные хвосты с минимальным содержанием ценного компонента, поэтому наряду с основной флотацией проводят перечистные и контрольные флотации.

К недостаткам флотационных методов обогащения относится то, что флотацией невозможно обогащать крупнозернистый материал, что требует весьма тонкого измельчения. Используемые реагенты вредны для здоровья и часто ядовиты, частично реагенты попадают в отвалы, загрязняя окружающую среду.

Данный курсовой проект представляет собой проект флотационного отделения обогатительной фабрики по обогащению медно-цинковой руды, в состав которой входят такие минералы, как халькопирит, сфалерит, пирит, кварц, серицит и хлориты.

Медь широко используется в технике благодаря своей высокой электропроводности, теплопроводности и пластичности. Около 50% добываемой меди используется в электротехнической промышленности для производства кабелей, приводов и шин. Из меди изготовляют детали холодильников, теплообменников, вакуумной аппаратуры. На основе меди создано большое число сплавов с такими металлами, как Zn, Sn, Al, Dt, Ni, Mn, Pb, Ti, Ag, Au и другие, и реже с неметаллами P, S, O и другие. Область применения этих сплавов очень обширна. Многие из них обладают высокими антифрикционными свойствами. Сплавы применяют в литом и кованом состоянии, а также в виде изделий из порошка. Основными сплавами являются латунь и бронза.

Цинк-тяжелый цветной металл, химически активен, обладает хорошо выраженными восстановительными свойствами. Цинк в природе встречается в виде минерала цинковой обманки ZnS, которая является цинковой рудой. Из нее получают цинк посредством обжига на воздухе. Свободный цинк широко применяется в промышленности. Так как он образует на поверхности металла защитную оксидную пленку, им покрывают изделия из железа для защиты от коррозии. Для этого изделия погружают в расплавленный цинк- происходит цинкование. Чистый цинк довольно хрупок, чаще он применяется в составе сплавов, например латуни.

1. Обоснование схемы флотации

В задании на проектирование указано, что исходная руда состоит из халькопирита, малахита, азурита, сфалерита, пирита, кварца, смитсонита, кальцита .

Смитсонит- цинковый шпат (в честь английский минералога Дж. Смитсона, J. Smithson, 1765-1829 * а. smithsonite, н. Smithsonit; ф. smithsonite, calamine; и. smitsonita), -- минерал класса карбонатов, Zn [CО₃]. Примеси: Cu, Mg, Mn, Fe, Со, Cd и др. Изоструктурен с кальцитом. Кристаллы редки, чаще скорлуповатые, почковидные выделения, зонально-концентрические корки с радиально-лучистым строением, землистые массы. Чистый смитсонит белый, бесцветный. Примеси придают смитсониту различную окраску: светло-коричневую (Fe), жёлтую (Cd), розовую, пурпурную (Со), зелёную или голубую (Cu). Полупрозрачен до прозрачного. Блеск стеклянный с перламутровым отливом. Спайность по ромбоэдру не вполне совершенная. Твердость 4,5-5. Плотностть4100-4500 кг/м³. Хрупок.

Смитсонит- типичный минерал зоны окисления цинксодержащих сульфидных месторождений , в которых образуется метасоматическим путём за счёт вмещающих известняков и жильного кальцита (Ачисайское месторождение, Казахстан; Дальнегорское, Приморье, и др.; за рубежом -- Ледвилл, штат Колорадо,США; Цумеб, Намибия). Вместе с гемиморфитом и виллемитом смитсонит -- один из главных компонентов окисленных руд Zn. Красивые образцы используются как коллекционный материал, реже -- ювелирно-поделочный камень. Смитсонит обогащают (после обесшламливани руд) по двум основным схемам, включающим: предварительную сульфидизацию сернистым натрием при температуре 320-330 К (50-60° С), активацию медным купоросом и флотацию ксантогенатами (аэрофлотами) при обычной температуре; сульфидизацию при обычной температуре и флотацию первичными алифатическими аминами при pH 10,5-11,5. Депрессируется избытком сернистого натрия, медного купороса и ионов OH^-.

Азурит- (от франц. azur -- лазурь, синева; назв. по цвету * а. azurite; н. Azurit, Kupferlasur; ф. azurite, bleu de montagne; и. azurita) -- минерал класса карбонатов, Cu₂Cu[CO₃]₂(OH)₂. Содержит 55,3% Cu. Кристаллизуется в моноклинной сингонии; кристаллическая структура координационная. Образует щётки, друзы мелких толстотаблитчатых и короткопризматических, реже длиннопризматических кристаллов. Характерны также радиально-лучистые агрегаты, конкреции, плотные массы и землистые скопления. Цвет в кристаллах тёмно-синий, в агрегатах и землистых массах -- васильковый, до голубого. Твердость/ 3,5-4. Плотность 3800 кг/м³. Спайность совершенная в двух направлениях. Типичный минерал зоны окисления сульфидных месторождений меди. При дальнейшем окислении переходит в малахит.

Азурит-один из минералов-индикаторов медных руд, а также второстепенный рудный минерал меди и сырьё для приготовления синей краски. флотацией простым схемам. Собиратели: высшие ксантаты (после сульфидизации NaHS или Na₂S), жирные кислоты с короткой углеводородной цепью и их мыла. Рекомендуется предварительное обесшламливание руды. Из "упорных" руд извлекается по методу Мостовича.

Сфалерит-от греческого "сфалерос"-"обманщик", так как иногда принимали за галенит; синоним-цинковая обманка.

Химический состав. Состав Zn-67,1; S-32,9%; примеси Fe-до 26,2; Mn-до 5,8%; Cd,Ga, Sn, Hg, Te.

Примеси часто распределяются пятнисто, зонально. Небогатый примесями сфалерит или содержащий примеси, не влияющие на его окраску, называется клейофаном, богатый железом черный сфалерит-марматитом, богатый кадмием и другими примесями.

Физические свойства. Блеск у яснокристаллического сфалерита от жирного до алмазного, у скрытокристаллического - тусклый. Излом ступенчатый. Твердость 3,5-4. Черта от бесцветной до бурой в зависимости от состава (цвета). Плотность 3,9-4,1.

Цвет от светло-коричневого до черного (черный марматит сод.Fe>8-10%, коричневый и бурый сфалерит-2-8%, желтый -до 1%). Другая окраска может наблюдаться лишь при сод. Fe<1%. Так, зеленая окраска разных оттенков характерна для сфалеритов,сод.Со²⁺, красная и оранжевая-для сфалеритов даже с небольшими (0,00 n-0,0 n%) примесями Ag⁺, Cu⁺, In³⁺, Ga³⁺, As³⁺, Sb³⁺, Sn⁴⁺. Иногда синеватая побежалость (за счет тонких пленочек вторичного ковеллина).

Флотационные свойства. Относительно гидрофобны. Очень чувствительны к процессам окисления. Активно и избирательно взаимодействует с ксантогенатами.

Халькопирит - CuFeS₂ . Химический состав постоянен; согласно химической формуле содержит 34,57% Cu; примеси Ag, Au, Ni, In, Cd, Re, Se, Te. Цвет халькопирита желто-золотистый; твёрдость 3,5 - 4 кгс/мин² Плотность 4,1-4,2 г/см³;удельная электропроводность с=10--²?10⁴ Ом·см ; удельная магнитная восприимчивость ч = 0,8 - 4,5·10--⁶ см³/г; смачиваемость плохая; ассоциации и парагенезисы - пентландит, кубанит, пирротин, пирит, борнит, сфалерит, галенит, блеклая руда.

Пирит-от греческого "пир"-огонь, за свойство давать при ударе искры; синоним- серный колчедан.

Пирит (серный колчедан) FeS₂ ; состав Fe--46.5, S--53.5%; примеси Co, Ni, As, (Au, Cu, Ag, Sb и др.); твёрдость 6-6,5; цвет латунно-жёлтый, порошок зеленовато-чёрный; плотность 4,9-5,2; проводник электричества, с=10--⁵ ?10--¹ Ом · м , ч= (0,2?0,7) · 10--⁶ см³ /г; поведение при нагревании - экзотермический эффект окисления до гематита в интервале 380-700 ?С, в инертной атмосфере эндотермический эффект диссоциации в интервале 650-750?С, t_пл=1150 ?С; синонимы серный или железный колчедан; встречается в различных породах и месторождениях, самый распространённый сульфид земной коры.

Примеси в пирите типоморфны. Так максимальные примеси отмечены в пиритах Cu-Ni месторождений типа Норильск и Седбери и т.д.

Пириты осадочных пород имеют минимальное содержание примесей, хотя и здесь их содержание зависит от условий образования. Различны содержания примесей в пиритах, относящихся к разным стадиям развития одного и того же месторождения. Это позволяет широко использовать пирит для выяснения многих деталей генезиса и геохимии природных объектов.

Выделение. Огромные скопления зернистого пирита обнаружены во многих колчеданных залежах.

Широко распространены кристаллы пирита, в том числе метакристаллы. Габитус чаще кубический, пентагон-додекаэдрический, октаэдрический.

Флотация пирита этилксантогенатом заметно зависит от pH раствора (рисунок 3): максимум наблюдается в кислой области при pH<6; в щелочной среде флотация ухудшается и подавляется полностью при pH>8. на рисунке 2 показаны кривые прилипания пузырьков воздуха на пирите в присутствии диэтилдитиофосфата при различных pH раствора. При pH>6 для флотации пирита требуются большие дозировки собирателя; наоборот, при низких pH вплоть до pH=2 флотация пирита может быть вызвана небольшими расходами диэтилдитиофосфата.

Рисунок 1- Кривая прилипания пирита в зависимости от концентрации диэтилдитиофосфата натрия и величины pH. Область прилипания слева от кривой.



Рисунок 2- Флотируемость пирита в зависимости от значений pH (по Годену). Расход собирателя - этилксантогената калия - 140 г/т.

Кварц - один из самых распространенных минералов земной коры; природный кремнезем SiO₂. Название происходит, вероятно, от нем. Querklufterz, Quererz - "руда секущих жил". Цвет молочно-белый, серый, золотисто-желтый (цитрин), коричневато-желтый, реже - розовый, коричневый, черный (морион), фиолетовый (аметист), светло-голубой. Прозрачный бесцветный кварц называется горным хрусталем. Кварц с точечными включениями зеленых минералов окрашен в зеленый цвет (празем). Хрупкий. Излом раковистый. Твердость 7. Плотность 2,6-2,7. Кварц с включениями волокнистых минералов, ориентированных параллельно (обычно крокидолит либо обохренный крокидолит), приобретает шелковистый отлив - соответственно синий (соколиный глаз) или золотисто-коричневый (тигровый глаз). Прозрачный зеленый кварц, получаемый путем термообработки низкосортного аметиста или желтого кварца, - празеолит. Скрытокристаллический. Спайность обычно отсутствует. Сингония тригональная. Породообразующий минерал многих горных пород. На долю кварца приходится примерно 30-35% среднего состава гранитов и гранито-гнейсов, слагающих около 90% объема земной коры. Некоторые разновидности кварца - ценные ювелирные или поделочные камни (горный хрусталь, раухтопаз, цитрин, аметист и др.). Кварцевые пески используются для производства стекла, как формовочные пески при литье металлов, а также для изготовления бетона и штукатурок; тонкоизмельченный массивный кварц - абразивный материал; монокристаллы кварца служат пьезооптическим сырьем. Сплошной жильный кварц идет на плавку для получения кварцевого стекла. Месторождения кварца (пегматиты, альпийские жилы и россыпи) известны по всему миру. Наиболее привлекательные коллекционные кристаллы и высококондиционное сырье поставляют Бразилия, США, Украина.

Флотационные свойства. Активно флотируются собирателями катионного типа и жирными кислотами. Иногда необходима активация катионами пульпы. Флотационные свойства наиболее резко зависят от условий минералообразования.

Рисунок 6- Флотация кварца при различных рН в присутствии 1*10^-4 М/л сульфоната и 1*10^-4 М/л соли металла.

Таблица 1- Флотируемость основных минералов, входящих в состав полезного ископаемого

Минералы	Собиратели	Вспени-ватели	Регулято-ры среды	Актива-торы	Подави-тели	Вспомо-гательные реагенты и операции
Сфалерит ZnS	дитиокарбаматы; аэрофлоты, амины (моноизоамиламин, триизоамиламин), эфиры меркапто- карбоновой кислоты, дитиолы НS-R-SH, где R-C6-C18 (при рН 7-9,8), аэрофлоты, ксантагенаты.	ОПСБ, Ди-(б-изобуток-си-) этиловый эфир диэтано-ламина (замени-тель соснового масла и крезола), циклогек-санол (замени-тель соснового масла и крезола), диметил-фталат, Т-80		As2+, цикла-гексанол (обладает собира-тельны-ми свойст-вами).	Na2S2O3, ЭКОФ Р-82 (натрий цинкпиро-сульфат), H2SO4, цинкциа-нидный аммоний-ный комплекс, эфиры целлюлозы	-
Халькопирит CuFeS2	Ксантогенаты, диксантогенид, тиокарбанилид, тиофосфаты,алкил-сульфаты, дитиокарбаматы, додецилсульфат, CЦМ-2, углеводороды (для флотации крупных сростков). Минереки этинилвинилагки-ловые эфиры С3Н2СНОR и алкиловые ацетами тетролового альдегида С3Н3СН(ОR)2, где R-углеводородный радикал С4-Hg-C16H33, серузамещенные соли изотиомочевины ( при частичном окислении поверхности сульфидизация исключается). Крезилдитиофос-форные кислоты А,В и С, реагенты на основе арилдитиофосфор-ных кислот: аэрофлот 15, аэрофлот 25 (рН>7).	Сосновое масло, терпинеол,пиридино-вые основания, ОПСБ, монобути-ловые эфиры смесь низших полиэти-ленгли-колей (при флотации с углеводо-родами), крезиловая кислота, МИБК, аэрофлоты, Т-80.	CaO, H2SO3, H2SO4.	H2SO3 , AgNO3 (при флотации медно-пирит- ных и медно-цинково- пирит-ных руд в извест- ковой среде).	Na2S, NaCN, Zn(CN)2- Fe(CN)3- Fe(CN)64-, OH-, SO2 с NaCN, сочетание ZnSO4, Na2CO3 и Na2S2O4 (подавите-ли сфалерита и пирита при флотации меди из пиритных концентра- тов ксантоге-натами рН9), эфиры целлюлозы	Аниониты (АН-1, ЭДЭ-10П) - предотвра-щают депрессию медных минералов цианидом при флотации медно-цинковых руд.
Пирит FeS2	Ксантогенаты, аэрофлоты, жирные кислоты (в кислых средах)	Сосновое масло, ОПСБ, ОПСМ, аэрофросы, дауфрос 250, Т-80 и др.	Na2CO3, CaO, H2SO4.	Na2S, Na2CO3, H2SO4, Na2SiF6.	NaCN, CaO, Na2S, Na2Cr2O7, KMnO4, K2CrO4, Na2H, AsO3, эфиры целлюло-зы.	CuSO4;
Кварц SiO2	Жирные и нафтеновые кислоты, амины первичные(доден-циламин), гексадециламин и их аммонийные соли) амины третичные (сапамин МS), соли гексадецилтри-метиламмония и додецилпириди-ния; Арил-1-аминотетрагидро-нафталины или их N-алкиловые дериваты, или четвертичные соединения (при рН=6-7); Соли алифатических аминоэфиров, продукт взаимодействия кубовых остатков от дистилляции гексаметиленди-амина и органических кислот (при флотации кварца из мартитовых руд).	Сосновое масло, спирты.	NaOH, Na2SiO3, H2SO4, HF, обтирка.	Са2+ при флотации жирными кислота-ми, полига-ло-идалки-латы поливи-нилпи-ридинов при флотации анион-ными собира-телями, Al2(SO4)3 или AlCl3, Fe2(SO4)3 и FeSO4* 7H2O;	Na2SiO3 (для подавле-ния активиро-ванного кварца), цианиды (при флотации окислен-ных руд карбоно-выми кислота-ми);	Al3+, Fe3+.

Исходя из представленных выше рассуждений и основываясь уже известным опытам, в производствах обогащении медно-цинковых руд принимаем схему флотационного обогащения медно-цинковой руды для данного курсового проекта.

2. Режимная карта отделения флотации

Реагенты, применяемые при флотации, обеспечивают высокую избирательность, стабильность и эффективность флотационного процесса, а также создают наибольшие возможности совершенствования и интенсификации этого метода обогащения. Состав флотационных реагентов весьма разнообразен. В их число входят органические и неорганические соединения, кислоты и щёлочи, соли различного состава, вещества, хорошо растворимые и практически нерастворимые в воде. В зависимости от назначения реагенты классифицируют следующим образом.

Собиратели. К собирателям относятся органические соединения, избирательно воздействующие на поверхность частиц определённых минералов и гидрофобизирующие её. Концентрируясь на поверхности раздела минерал-вода, собиратели гидрофобизируют частицы минерала и тем обеспечивают необходимое прилипание их к воздушным пузырькам.

Пенообразователи. Пенообразователи - поверхностно - активнее вещества, которые, концентрируясь на поверхности раздела вода-воздух, способствует сохранению воздушных пузырьков в дисперсном состоянии и препятствует их коалесценции. Пенообразователи увеличивают устойчивость флотационной пены повышением стабильности минерализованного пузырька, всплывающего на поверхность пульпы.

Регуляторы. Основным назначением реагентов этого класса является регулирование действия собирателей на частицы минералов, в результате которого повышается избирательность (селективность) флотационного процесса. В присутствии регулятора и благодаря его воздействию собиратель гидрофобизирует преимущественно лишь те минералы, которые должны переходить в пену.

Режимная карта отделения флотации медно-цинковой руды приведена в таблице 2.

Таблица 2- Режимная карта отделения флотации медно-цинковой руды

Операция	Плот-ность пульпы, %	pH, содержание свободной CaO, г/м3	Расход реагентов, г/т
			Бутиловый ксантогенат	Т - 80 вспени-ватель	Цинко-вый купорос	Медный купорос	Сернистый натрий
Основная медная флотация	30	9-10 100-700 200-500	50,0	30,0	270,0	___	___
Контрольная медная флотация	30	9-10 100-700 200-500	25,0	14,0	45,0	___	___
Основная цинковая флотация	40	9-10 100-700 200-500	40,0	20,0	___	400,0	150
Контрольная цинковая флотация	30	9-10 100-700 200-500	20,0	5,0	____	75,0	___

3. Расчёт технологического баланса продуктов обогащения и принципиальной схемы флотации

В соответствии с заданием содержание меди в руде 1,5% , цинка 2,3%. Требуется получить медный концентрат с содержанием меди 18%, а цинковый концентрат содержит цинка 47% .



Рисунок 4 - Принципиальная схема обогащения медно-цинковой руды.

Таблица 3 - Технологический баланс продуктов обогащения

Наименование продуктов	Выход, %	Содержание, %	Извлечение,%
		медь	цинк	медь	цинк
Медный концентрат	7,17	18	7,82	86	24,37
Цинковый концентрат	2,94	0,3	47	0,59	60
Отвальные хвосты	89,89	0,22	0,40	13,41	15,63
Исходная руда	100	1,5	2,3	100	100
Невязки расчётов	0,00	0,00

Расчёты к таблице

выход медного концентрата:

_Cu=_Cu *_Cu/_Cu (1)

_Cu=85*1,5/18=7,17%;

выход цинкового концентрата:

_Zn=_Zn*_Zn/_Zn (2)

_Zn=60*2,3/47=2,94%;

выход хвостов:

_хв=_исх-_Cu-_Zn (3)

_хв=100,00-7,17-2,94=89,89%;

содержание меди в хвостах:

_Сu/хв=(100*_Cu-_Cu*_Cu-_Zn*_Сu/Zn)/ _хв , (4)

_Сu/хв=(100*1,5-7,17*18-2,94*0,3)/89,89=0,22%;

содержание цинка в хвостах:

_Zn/хв=(100*_Zn-_Cu*_Zn/Сu-_Zn*_Zn)/ _хв , (5)

_Zn/хв=(100*2,3-7,17*7,82-2,94*47)/89,89=0,40%;

_Zn/Cu=_Cu*_Zn/Сu /_Zn , (6)

_Zn/Cu=7,17*7,82/2,3=24,37%;

_Cu/Zn=_Zn *_Сu/Zn /_Cu , (7)

_Cu/Zn=2,94*0,3/2,3=0,59%;

_Cu/хв=_хв *_Сu/хв/_Cu , (8)

_Cu/хв=89,89*0,22/2,3=13,41%;

_Zn/хв=_хв*_Zn/хв/_Zn , (9)

_Zn/хв=89,89*0,4/2,3=15,63%.

"Узловым" продуктом в данной схеме являются хвосты медной флотации. Выход "узлового" продукта:

_у.п.=100-_Cu=100-7,17=92,83%;

Затем определим содержание меди и цинка в хвостах медной флотации:

_{Cu у.п.}=100*_Cu-_Cu* _Сu/_у.п.=100*1,5-7,17*18/92,83=0,23%;

_{Zn у.п.}= 100*_Zn-_Cu*_Zn/_у.п.=100*2,3-7,17*7,82/92,83=1,87%;

4. Расчёт качественно-количественной схемы флотации

Цель расчёта заключается в определении выходов всех продуктов схемы флотации. Расчёт схемы ведётся отдельно по циклам.

1. Расставляем по схеме показатели (г, б, в) относящиеся к исходной руде, конечным продуктам флотации, к узловому продукту.

2. Пронумеровываем продукты обогащения.

3. Массовую долю ценного компонента в концентрате определяется с учётом степени концентрации (i). В зависимости от типа сырья в основной и контрольной флотации i изменяется от 2 до 10, а в перечистках i не превышает 2.

Зададимся степенью концентрации меди в основной флотации: i = 8.

;

.

Составляем и решим уравнения баланса по II медной перечистки:

;

;

;

;

;

;

;

.

Решаем систему уравнений баланса для I медной перечистки:

;

;

;

;

.

Решаем систему уравнений баланса по узлу контрольной медной флотации:

; ;

;

;

.

Невязка цикла медной флотации определится выражением:

;

;

180,77% = 180,77%;

Невязка по меди составляет 0,00%.

4. Зададимся степенью концентрации цинка в основной флотации: i=8.

;

.

Выхода и невязки расчетов цикла цинковой флотации находятся аналогично медной флотации.

Составим и решим уравнения баланса по II цинковой перечистки:

;

;

;

.

Решаем систему уравнений баланса для I цинковой перечистки:

;

;

;

.

Решаем систему уравнений баланса по узлу контрольной цинковой флотации:

;

;

;

.

Невязка цикла цинковой флотации определится выражением:

;

231,72% = 231,71%;

Невязка по цинку составляет 0,01%.

Таблица 4 - Результаты расчёта качественно - количественной схемы флотации

Поступает	Выходит
Наименование продуктов	Выход, %	Содержание, %	Наименование продуктов	Выход, %	Содержание, %
		медь	цинк			медь	цинк
Основная медная флотация
Исходная руда	100,00	1,50	2,30	Концентрат основной флотации	11,01	12,00	-
Промпродукт I перечистки	3,84	0,80	-
Концентрат контрольной флотации	15,39	1,80	-	Хвосты основной флотации	108,22	0,45	-
Всего:	119,23	1,52	-	Всего:	119,23	1,52	-
Первая медная перечистка
Концентрат основной флотации	11,01	12,00	-	Промпродукт I перечистки	3,84	0,80	-
Хвосты II перечистки	1,63	7,00	-	Концентрат I перечистки	8,80	15,96	-
Всего:	12,64	11,35	-	Всего:	12,64	11,35	-
Вторая медная перечистка
Концентрат I перечистки	8,80	15,96	-	Медный концентрат	7,17	18,00	-
				Промпродукт II перечистки	1,63	7,00	-
Всего:	8,80	15,96	-	Всего:	8,80	15,96	-
Поступает	Выходит
Контрольная медная флотация
Хвосты основной флотации	108,22	0,45	-	Хвосты контрольной Cu флотации	92,83	0,23	1,87
				Концентрат контрольной флотации	15,39	1,80	-
Всего:	108,22	0,45	-	Всего:	108,22	0,45	-
Сгущение
Хвосты контрольной Cu флотации	92,83	0,23	1,87	Сгущенный продукт	92,83	0,23	1,87
				Слив	-	-	-
Всего:	92,83	0,23	1,87	Всего:	92,83	0,23	1,87
Основная цинковая флотация
Сгущенный продукт	92,83	0,23	1,87	Концентрат основной Zn флотации	10,06	-	14,99
Промпродукт I Zn перечистки	7,12	-	1,80
Концентрат конрольной Zn флотации	11,24	-	4,00	Хвосты основной Zn флотации	101,13	-	0,80
Всего:	111,19	-	2,08	Всего:	111,19	-	2,08
Первая цинковая перечистка
Концентрат основной Zn флотации	10,06	-	14,99	Промпродукт I Zn перечистки	7,12	-	1,80
Промпродукт II Zn перечистки	3,75	-	14,00	Концентрат I Zn перечистки	6,69	-	28,48
Всего:	13,81	-	14,72	Всего:	13,81	-	14,72
Вторая цинковая перечистка
Концентрат I Zn перечистки	6,69	-	28,48	Промпродукт II Zn перечистки	3,75	-	14,00
				Цинковый концентрат	2,94	-	47,00
Всего:	6,69	-	28,48	Всего:	6,69	-	28,48
Контрольная цинковая флотация
Хвосты основной Zn флотации	101,13	-	0,80	Отвальные хвосты	89,89	0,22	0,40
				Концентрат конрольной Zn флотации	11,24	-	4,00
Всего:	101,13	-	0,80	Всего:	101,13	-	0,80

5. Расчёт водно-шламовой схемы

Водно-шламовая схема рассчитывается с целью определения масс продуктов по операциям флотации и составления баланса по воде, обеспечения оптимальных плотностей и объемов пульпы, определения потребности воды по флотационному отделению.

Часовая производительность флотационного отделения определяется по формуле:

При семидневной работе в неделю по 24 часа в сутки производительность фабрики составила 242,95 т/ч.

Режим работы отделения приготовления реагентов односменный по режиму работы главного корпуса 343 дня в году.

Таблица 5- Результаты расчетов водно-шламовой схемы флотации



Таблица 6- Баланс воды по отделению флотации

Поступает	Выходит
Наименование продуктов и операций	м3/ч	Наименование продуктов и операций	м3/ч
Исходная руда	516,28	Медный концентрат	22,16
Смывная вода в основную медную флотацию	33,65
Смывная вода в I медную перечистку	26,74
Смывная вода во II медную флотацию	23,51	Цинковый концентрат	9,85
Смывная вода в основную цинковую флотацию	22,00
Смывная вода в I цинковую флотацию	24,44
Смывная вода во II цинковую флотацию	17,88	Слив сгустителя	352,48
Смывная вода в контрольную цинковую флотацию	122,87
		Отвальные хвосты	402,87
Всего:	787,37	Всего:	787,37

Удельный расход воды, м³/т:

q_уд.=W/Q=905,44/242,95=3,73 м³/т,

где W-расход воды, принимается по балансу воды, м³/ч;

Q-производительность по твердому, т/ч.

6. Обоснование, выбор и расчёт флотационных машин и реагентного оборудования

Плотность руды рассчитывают по данным вещественного состава полезного ископаемого. Например, в медно-цинковой руде, содержащей 1,5% меди, 2,3% цинка, где медь представлена халькопиритом, а цинк-сфалеритом, 40% руды составляет пирит, остальное-породные минералы с плотностью 2700 кг/м³:

г =100/(г_х/п /с_х/п. +г_сф /с_сф+г_пир/с_пир+г_кв/с_кв),

где г_х/п, г_сф, г_пир, г_кв, - выхода соответственно халькопирита, сфалерита, пирита, кварца %;

с_х/п, с_сф, с_пир, с_кв, -плотности соответственно халькопирита, сфалерита, смитсонита, малахита, азурита, пирита, кварца, г/см³.

Если содержание меди в руде-1,5 %, а в халькопирите-34,6 %, то:

г_х/п=1,5 * 100/34,6 =4,33 %;

Найдем содержание сфалерита в руде-2,3%,, если в нём содержится 67,1% цинка, то:

г_сф= 2,3 * 100/67,1 =3,42 %;

Находим породу:

г_породы = 100 - (4,33+3,42+4,42+2,71+2,61+40) = 42,51 %;

Тогда плотность руды, кг/м³:

с =100/(4,33/4,2 +3,48/4 +4,42/4,4+2,71/4+2,61/4+40/5 +42,51/2,7) = 3,33 т/м³.

Таблица 7- содержания минералов в руде

Наименование минералов	Плотность д, кг/м3	Выход г, %
сфалерит	4,0	4,33
халькопирит	4,2	3,42
смистонит	4,4	4,42
азурит	4,0	2,71
малахит	4,0	2,61
нерудные	2,7	94,53

После расчёта плотности руды определяется объём пульпы, поступающей в каждую операцию флотации, м³/мин

W_п=(Q/с_с+W)/60,

где Q - масса твёрдого, поступающего в операцию, т/ч; W - масса жидкого в пульпе, т/ч. Значения Q и W находят по результатам расчёта водно-шламовой схемы.

Объём пульпы, поступающей в основную медную флотацию, м³/мин:

W_п=(Q/с_с+W)/60=(289,67/3,33+692,98)/60=13 м³/мин;

Результаты расчётов объёмов пульпы по всем операциям флотации заносятся в таблицу 8.

Число параллельно работающих секций (N) флотационного отделения определяется соотношением объёма пульпы (W_п), поступающей в операцию флотации и максимальной производительности камеры по потоку пульпы (V_п) для выбранного типоразмера (табл.10):

N = W_п / V_п;

N = W_п / V_п=13/25,00=0,5?1секция.

Необходимое количество камер (n), шт. определяют по формуле:

n = W_п * t /(V_к * з),

где W_п - объём пульпы, поступающей в данную операцию, м³/мин; t - продолжительность (время) флотации, мин; V_к - геометрический объём камеры, м³; з - коэффициент заполнения камеры, равный отношению полезного объёма камеры к геометрическому (з = 0,65-0,8).

Для основной медной флотации, шт:

n =13*18/(12,5 * 0,8) = 23,4 шт.

К установке принимается 24,0 камеры. Время пребывания пульпы в камере, мин:

t_к = t /n =18/24 = 0,75 мин.

Результаты выбора и расчёта флотационных машин сведены в таблицу 8.

Таблица 8 - Сводные данные расчёта флотомашин

Операция	W пульпы, м3/мин	Число секции флотационного отделения	Число принятых	Продолжительность флотации, мин	Типоразмер машины,геом. размер камеры, м3	Число камер	Принятые числа камер	Время пребывание пульпы в камере, мин
Основная медная флотация	13,00	0,5	1	18	12,5	23,4	24	0,75
Первая медная перечист-ка	1,92	0,6	1	10	1,6	15,0	16	0,63
Вторая медная перечист-ка	1,03	0,3	1	7	1,6	5,7	6	1,17
Контрольная медная флотация	12,11	0,5	1	15	12,5	18,2	18	0,83
Основная медная флотация	7,53	0,3	1	18	12,5	13,6	14	1,29
Первая цинковая перечистка	1,78	0,6	1	10	1,6	13,9	14	0,71
Вторая цинковая перечистка	0,79	0,2	1	7	1,6	4,3	6	1,17
Контрольная цинковая флотация	8,79	0,4	1	15	12,5	13,2	14	1,07

При необходимости длительного перемешивания пульпы с реагентами, её аэрации или кондиционирования перед флотацией устанавливают контактные чаны. Вместимость чана (V_ч) рассчитывается по формуле, м³:

V_ч=Q?(R+1/R)?t/1440,

где R-отношение Ж:Т.

Для основной медной флотации:

V_ч=289,67*(70,52/29,48+29,48/70,52)*3/1440=1,70,

принимается чан КЧ-1,6.

Для основной цинковой флотации:

V_ч=289,67(57,8/42,16+42,16/57,84)*3/1440=1,18,

принимается чан КЧ-1,6.

Для точной и равномерной подачи реагентов в процесс флотации используют питатели реагентов. Конструкция питателя зависит от физических свойств применяемого реагента, чаще всего подаваемого в пульпу в жидком виде и реже - в твёрдом. Сводные данные выбора и расчёта питателей флотационных реагентов сведены в таблицу 9.

Таблица 9 - Сводные данные расчёта питателей флотационных реагентов

Реагент	Точка подачи	Концентрация раствора или эмульсии, %	Расход, г/т	Расход, см3/мин	Тип питателя	Коли-чество питателей
Бутиловый ксантогенат	Основная медная флотация	5	50	4049,24	ПРИ-4	1
Бутиловый ксантогенат	Контрольная медная флотация	5	25	2191,1	ПРИ-4	1
Т- 80	Основная медная флотация	100	30	121,477	ПД-3	1
Т- 80	Контрольная медная флотация	100	14	61,3505	ПД-3	1
Цинковый купорос	Основная медная флотация	10	270	10932,9	ПРИ-4	1
Цинковый купорос	Контрольная медная флотация	10	60	2629,31	ПРИ-4	1
Сернистый натрий	Десорбция	7,7	150	8644,07	ПРИ-4	1
Бутиловый ксантогенат	Основная цинковая флотация	5	40	3007,23	ПРИ-4	1
Бутиловый ксантогенат	Контрольная цинковая флотация	5	20	1637,94	ПРИ-4	1
Т- 80	Основная цинковая флотация	100	20	75,1809	ПД-3	1
Т- 80	Контрольная цинковая флотация	100	50	204,742	ПД-3	1
Медный купорос	Основная цинковая флотация	10	400	15036,2	ПРИ-4	1
Медный купорос	Контрольная цинковая флотация	10	75	3071,13	ПРИ-4	1

7. Составление схемы движения пульпы, компоновка оборудования в отделении флотации

Задача составления схемы движения заключается в распределении операций флотации по флотационным машинам. При этом должны соблюдаться, по крайней мере, два обязательных условия:

- максимальный самотёк продуктов и возможно меньшее число их перекачек (особенно пенных продуктов) насосами;

- поток пульпы, проходящий через флотационные машины, должен быть оптимальным.

На рисунке 2 изображена схема рационального распределения операций флотации во флотационных машинах. Питание (пульпа) подаётся в первую камеру основной медной флотации, пройдя через машину и через хвостовой карман последней камеры основной поступает на контрольную флотацию. После контрольной флотации выходят хвосты и концентрат, который направляется в первую камеру основной медной флотации, куда поступают и хвосты I перечистки. Концентрат основной флотации подаётся в головную камеру I перечистки. Концентрат I перечистки идёт в первую камеру II перечистки, хвосты которой поступают на I перечистку, а пенный продукт II перечистки является готовым продуктом (медным концентратом). Цинковая флотация проходит аналогично.

При компоновке оборудования во флотационном отделении общие габариты последнего приближены к квадрату. Соблюдены требования по технике безопасности: ширина прохода между желобами 1м, проход между оборудованиями не менее 700 мм, на перепадах высот предусмотрены ограждения и лестницы.

Флотомашины размещены на одном уровне (), поэтому для перекачки пульпы предусмотрены насосы расположенные на отметке ± 0,000 м. Под флотомашинами предусмотрены специальные опорные конструкции изолированные от основного каркаса.

Отведено место ремонтной площадке, расположенной на уровне земли, ширина площадки 6 м.

Для сбора переливов предусмотрена система дренажных канав, полы имеют уклон 3° в сторону этих канав.

Список использованной литературы

1. Барский Л.А., Данильченко Л.М. Обогатимость минеральных комплексов. - М: Недра, 1977, с. 59-77.

2. Богданова О.С. Теория и технология флотации руд. - М: Недра, 1990, с. 358-363.

3. Клебанов О.Б. Реагентное хозяйство обогатительных фабрик. - М: Недра,1989, с.191.

4. Годовиков А.А. Минералогия. - М: Недра, 1983, с. 89-90-109- 229-518.

5. Куликов Б.Ф., Зуев В.В., Вайншенкер И.А., Митенков Г.А. Минералогический справочник технолога - обогатителя. - Л: Недра, 1985, с. 235-223-202-175-143.

6. Богданова О.С. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. - М: Недра, 1984, с. 39-46-50.

Размещено на Allbest.ru