Технология обогащения полезных ископаемых

Технология обогащения железной руды и концентрата, анализ опыта зарубежных предприятий. Характеристика минерального состава руды, требования к качеству концентрата. Технологический расчет водно-шламовой и качественно-количественной схемы обогащения.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.10.2011
Размер файла 218,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

9

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Курсовая работа

ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ

Студент Шифр: 8061344

Специальность 130405 - Обогащение полезных ископаемых

2007 год

ЗАДАНИЕ:

«Разработать технологию обогащения полезного ископаемого и сделать расчеты качественно-количественной и водно-шламовой схем».

В качестве исходного сырья - железная руда.

Часовая производительность по руде равна: Qфч = 1000 тонн в час;

Расчетные показатели берем на основании задания:

W - влага, 4%;

г - выход продукта, %;

б - содержание ценного компонента в руде, 35%;

в - содержание ценного компонента в продукте обогащения, 65%;

е - извлечение, 88%

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение

1. Обоснование и выбор схемы обогащения

1.1 Минеральный состав руды (полезного ископаемого)

1.2 Анализ технологии отечественных и зарубежных предприятий, перерабатывающих аналогичное сырье

1.3 Требования к качеству концентрата

1.4 Технология обогащения полезного ископаемого, принятая в работе

2. Технологический расчет

2.1 Расчет качественно-количественной схемы обогащения

2.2 Расчет водно-шламовой схемы

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Основными направлениями при разработке новых технологий обогащения полезных ископаемых являются повышение извлечения полезных компонентов из добываемых руд, увеличение содержания полезного компонента в концентратах, комплексность использования минерального сырья, внедрение более эффективных, менее энергоемких и экологически чистых процессов.

Как бы велики не были запасы природных ресурсов, крайне необходимо учитывать их постепенное сокращение и вовлечение в переработку, в связи с этим, все более бедных по содержанию полезного компонента руд. Исходя из этих условий, предстоит постоянно искать наиболее более рациональные методы добычи полезных ископаемых, разрабатывать и внедрять малоотходную и безотходную технологию обогащения руд.

Повышение эффективности обогащения железных руд является одной из важнейших проблем в области переработки минерального сырья и в значительной мере зависит от совершенства методов и критериев, на основе которых принимаются решения по выбору техники и технологии обогащения.

Процессы магнитного обогащения, основанные на различии магнитных свойств разделяемых компонентов, находят широкое применение для обогащения руд черных, редких и цветных металлов.

Основными объектами магнитного обогащения являются магнетитовые, окисленные железные, сидеритовые, хромитовые и марганцевые руды.

В настоящее время разделение материалов по магнитным свойствам осуществляется главным образом в постоянном магнитном поле. Наряду с магнитными свойствами разделяемых частиц на показатели обогащения оказывают влияние их плотность, крупность, структурно-текстурные характеристики перерабатываемых руд, а также конструктивные особенности магнитных сепараторов.

1. ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ

1.1 Вещественный состав руды

Минеральный состав Ковдорской руды довольно сложен. Кроме магнетита - окисла железа - в руде содержится апатит, оливин, кальцит, вермикулит, сульфиды и др. минералы. Руды Ковдорского месторождения отличаются высоким содержанием фосфора и серы, а также непостоянством химического состава.

Железные руды месторождения - бедные и подлежат обогащению. Содержание железа варьирует в широких пределах от 15 до 55%, при среднем содержании - 24%. С особенностями основного рудного минерала магнетита связаны трудности, возникающие при обогащении Ковдорских железных руд.

Магнетит Ковдорского месторождения характеризуется пониженным содержанием железа, что обусловлено присутствием в его составе различных примесей. В чистом магнетите, отвечающем формуле Fe3O4, содержится 69% Fe2O3 и 31% FeO, а общее содержание железа составляет 72,4%.

Магнетит в рудах Ковдорского месторождения отличается высоким содержанием различных примесей, суммарное количество которых составляет (в форме окислов) не менее 10-12%. Часть примесей изоморфно растворена в кристаллической решетке минерала и механическим путем не удаляется. Другая - находится в магнетите в виде микровростков шпинели и ильменита, возникших в результате распада твердых растворов. Размеры микровключений обычно настолько малы (0,02-0,03 мм, иногда - менее 0.005 мм), что при измельчении руды невозможно достигнуть полного их раскрытия.

Ковдорский горно-рудный узел расположен в юго-западной части Кольского полуострова. Строение рудной залежи сложное. В ее пределах выделяются следующие основные природно-технологические разновидности (типы) руд:

· апатит-форстерит-магнетитовые;

· апатит-кальцит-магнетитовые;

· карбонат-форстерит-магнетитовые;

· штаффелит-магнетитовые и т.д.

Эти руды основные в Ковдорском месторождении, руды которого используются для комплексного обогащения.

В настоящее время из этих руд кроме железного концентрата выделяются еще апатитовый и бадделеитовый концентраты.

Физические свойства руды:

· удельный вес - 3,7

· насыпной вес - 2,0

· крепость по шкале Протодьяконова - 8-10

Химический состав руды:

Fe

Feмагн

SiO2

CaO

MgO

P2O5

S

%

25,5

23,5

13,2

15,9

16,2

6,9

0,19

Сырьем для обогатительного комплекса Ковдорского ГОКа служит смесь комплексных и маложелезистых руд, которые подразделяются на геолого-технологические сорта, отличающиеся вещественным составом, физическими и технологическими свойствами. Руды также неоднородны по структурно-текстурному строению и количественно-минеральному составу.

Главными минералами являются: магнетит Fe3O4 - среднее содержание в руде 41%, апатит Ca5[PO4]3 (OH,F) - 17%, форстерит - 18%, карбонаты - 15%, бадделеит - ZrO2 (его содержание в руде менее 0,2% , но он извлекается в промышленный концентрат) и т.д.

1.2 Анализ технологии отечественных и зарубежных предприятий, перерабатывающих аналогичное сырье

Основные отечественные и зарубежные горно-обогатительные комбинаты перерабатывают бедные магнетитовые руды и получают концентраты высокого качества (65-66% и до 68% по содержанию железа).

Гематитовые крупновкрапленные руды в больших объемах обогащаются только гравитационными методами. Обогащение тонковкрапленных гематитовых руд осуществляется в ограниченных объемах флотационным (США) и обжигмагнитным (Россия) методами. Объем обогащения бурожелезняковых и сидеритовых руд ограничен и сокращается в связи с низким качеством получаемых из них концентратов.

Технология обогащения магнетитовых руд характеризуется применением большого числа стадий магнитной сепарации, что позволяет максимально выводить пустую породу из процесса по мере ее раскрытия.

Тонкая вкрапленность магнетита определяет необходимость применения нескольких (2-3) стадий измельчения для оптимального раскрытия зерен полезного компонента.

На отечественных фабриках, как правило, применяют многостадиальное магнитное обогащение без доводочных операций. Обычное число стадий магнитного обогащения - три, каждая из которых включает от одного до трех приемов. На обогатительных фабриках, оборудованных сепараторами 167-СЭ с прямоточными ваннами, в I и II стадиях мокрого магнитного обогащения применяют перечистку немагнитного продукта. При установке более совершенных сепараторов 209-СЭ или ПБМ-4 перечистки немагнитного продукта, как правило, не требуется.

В последние годы для обогащения железных руд применяются и более сложные схемы: увеличение количества стадий измельчения до четырех и магнитного обогащения до пяти. Подобные схемы мокрого магнитного обогащения применены на обогатительных фабриках ЮГОКа, Ингулецкого ГОКа, СевГОКа, НКГОКа и др.

При обогащении магнетитовых руд широко используются размагничивание, намагничивание и обесшламливание мелко- и тонко измельченных продуктов.

1.3 Требования к качеству концентрата

Железные руды и концентраты используются в доменном и в сталеплавильном производствах, а также в специальных процессах, таких, как прямое восстановление железа, порошковая металлургия, производство губчатого железа.

Руды и концентраты, поступающие в доменную плавку, должны удовлетворять требованиям, как по своим физическим свойствам, так и по химическому составу. Из физических свойств имеют значение: пористость, прочность при высоких температурах и крупность.

Технические требования к качеству на железный концентрат:

1. содержание железа - 63,0% - ГОСТ 12 747 - 67

2. допустимые отклонения по содержанию железа, % - ± 1,0

3. содержание фосфора, % - 0,15 - ГОСТ 12 749-67

4. допустимые отклонения по содержанию фосфора, % - + 0,5 -

ГОСТ 12749-67

5. содержание влаги: в летний период - не более 0,5% ГОСТ 12 764-73

в зимний период не более 0,8% ГОСТ 12 764-73

Примечание:

1. допускается отгрузка концентрата с отклонением по содержанию железа 1,5% в количестве не более 2,0% месячной поставки комбината

2. нижний предел по фосфору не ограничивается

обогащение технологический руда концентрат

3. сроки сушки устанавливаются в зависимости от погодных условий (минусовых температур) и согласовываются с потребителем.

1.4 Технология обогащения полезного ископаемого, принятая в работе

Обогатительная фабрика была введена в эксплуатацию в конце 1962 года. Проектная технологическая схема включает четырехстадиальное дробление, сухую магнитную сепарацию, измельчение магнитной фракции в одну стадию, мокрую магнитную сепарацию и обезвоживание концентрата.

Размещение оборудования предусматривалось в корпусах крупного, среднего и мелкого дробления, обогащения, сопряженном со складом обезвоживания, и в корпусе сушки.

Крупное дробление производится в двухщековых дробилках ЩКД-2100/1500, установленных каскадно с конусными дробилками ККД-990/160. Руда в дробилки подается из приемного бункера пластинчатыми питателями. После крупного дробления она двумя конвейерами транспортируется в корпус среднего и мелкого дробления, в котором установлены две дробилки КСД-2200 и четыре КМД-2200. Перед дробилками КМД-2200 установлены грохоты для выделения готового продукта. Дробленая руда системой конвейеров подается либо в корпус обогащения, либо на склад дробленой руды напольного типа емкостью 60 тыс.т.

Магнитный продукт сепарации направляется на измельчение в шаровые мельницы размером 3,6х4,0 м, работающие в замкнутом цикле с двухспиральными классификаторами диаметром 2400 мм. Пески классификатора возвращаются в мельницу для доизмельчения, а слив самотеком поступает на мокрую магнитную сепарацию. Отвальные мокрые хвосты по лотку направляются на насосную станцию первого подъема, откуда землесосами 12 ГР перекачиваются на станцию второго подъема, затем - в распределительный пульпобак и далее самотеком в хвостохранилище.

Из склада обезвоживания концентрат грейферными кранами подается в погрузочные бункеры, затем системой конвейеров, в зимнее время, в корпус сушки, а в летнее - непосредственно на погрузку. В корпусе сушки установлены три сушильных барабана диаметром 3,5 м и длиной 27 м. Высушенный концентрат системой конвейеров может направляться либо на склад сухого концентрата емкостью 60 тыс.тонн или через перегрузочный узел на погрузку. Проектная схема предусматривает получение концентрата с содержанием железа 62,5% при извлечении 85,5%.

Выбор технологической схемы магнитного обогащения магнетитовых руд производим из схемы обогащения аналогичных руд.

Исследования на обогатимость железистых кварцитов установлено, что технологические показатели обогащения зависят от минерального состава и структурно-текстурных особенностей руды.

В принятую схему для получения кондиционной крупности учитывая, что руды Ковдорского месторождения являются комплексными и из них выделяется кроме железного еще апатитовый и бадделеитовый концентраты, включены две стадии измельчения.

Измельчение принимаем мокрое при содержании 75% твердого по массе.

Мельницы устанавливаем последовательно в I стадии для более крупного измельчения, во II стадии - для доизмельчения крупного продукта I стадии до кондиционной крупности.

Мельницы I стадии работают в открытом цикле, а мельницы II стадии - в замкнутом цикле.

Работа шаровой мельницы в замкнутом цикле вызвана необходимостью контроля крупности продукта измельчения. Пески непрерывно циркулируют, выходя из цикла только после измельчения до требуемой крупности (до 40% класса -0,071мм).

Для магнитного обогащения в схему включены основная магнитная сепарация, для повышения качества концентрата вводим три перечистки с возвращением промпродукта 2 и 3 перечистки на классификацию. Такая схема обогащения позволит получать концентрат с содержанием в нем железа в = 66,0%. В схеме также предусмотрены операции фильтрации и сгущения чернового концентрата (рис. 1).

Рис.1 Качественно-количественная технологическая схема

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

2.1 Расчет качественно-количественной схемы обогащения

Часовая производительность по руде равна: Qфч = 1000 тонн в час;

При расчете качественно-количественной схемы обогащения определяем для всех продуктов обогащения числовые значения основных технологических показателей (Q, г, в, е).

Расчетные показатели берем на основании задания:

W - влага, 4%;

г - выход продукта, %;

б - содержание ценного компонента в руде, 35%;

в - содержание ценного компонента в продукте обогащения, 65%;

е - извлечение, 88%

При расчете недостающих показателей используем основные формулы:

гnвn = гn+1в n+1+ г n+2в n+2; е = гв/б

Все расчетные данные сводим в таблицу 2.1:

Таблица 2.1. Баланс продуктов обогащения магнетитовой руды

Продукты

Выход, %

Массовая доля, %

гв

Извлечение, %

1

2

3

4

5

Концентрат

39,5

65,00

3154

88,000

Хвосты общие, в том числе:

60,5

5,719

346

12,000

хвосты магн.сеп.1 ст., 1 пр.

25,0

5,00

125

3,571

хвосты магн.сеп.1 ст., 2 пр.

15,0

7,00

105

3,000

хвосты магн.сеп.2 ст.

10,0

5,00

50

1,429

хвосты магн.сеп.3 ст.

9,0

6,00

54

0,200

слив обесшламливания 1

1,0

7,00

7

1,543

слив обесшламливания 2

0,5

10,00

5

2,257

Руда

100,0

35,00

3500

100,0

Таблица 2.2.

Результаты расчета качественно-количественной схемы обогащения

Продукты

Выход, %

Массовая доля, %

гв

Извлечение, %

1

2

3

4

5

Мокрая магнитная сепарация 1 стадии, 1 прием

Концентрат

75,0

45,00

3375

96,429

Хвосты

25,0

5,00

125

3,571

Руда

100,0

35,00

3500

100,0

Мокрая магнитная сепарация 1 стадии, 2 прием

Концентрат

60,0

54,50

3270

93,429

Хвосты

15,0

7,00

105

3,000

Питание

75,0

45,00

3375

96,429

Мокрая магнитная сепарация 2 стадии

Концентрат

50,0

64,40

3220

92,000

Хвосты

10,0

5,00

50

1,429

Питание

60,0

54,50

3270

93,429

Обесшламливание 1

Обесшламленный продукт

49,0

65,57

3213

91,800

Слив (хвосты)

1,0

7,00

7

0,200

Питание

50,0

64,40

3220

92,000

Мокрая магнитная сепарация 3 стадии

Концентрат

40,0

78,98

3159

90,257

Хвосты

9,0

6,00

54

1,543

Питание

49,0

65,57

3213

91,800

Обесшламливание 2

Обесшламленный продукт

39,5

65,00

3154

88,000

Слив (хвосты)

0,5

10,00

5

2,257

Питание

40,0

78,98

3159

90,257

2.2 Расчет вводно-шламовой схемы

При расчете вводно-шламовой схемы пользуемся следующими понятиями и формулами:

Rn = Wn/Qn, где

Rn - весовое отношение жидкого к твердому в операции или продукте, численно равное отношению м3 воды на 1 тонну твердого;

значения Rn берем из литературы;

Wn - количество воды, м3/ч;

Qn - вес продуктов обогащения, т/ч;

Ln - количество воды, добавляемой в процесс, м3/ч;

Заданная влажность руды - 4%;

Все результаты расчета сведены в таблицу 2.3:

Таблица 2.3

Водно-шламовая схема обогащения руды.

Наименование операций и продуктов

Q, т/ч

R

W, м3/ч

1

2

3

4

Измельчение I

Поступает:

Дробленая руда

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Измельченный продукт

Итого:

1000

---

1000

1000

1000

0,04

---

0,3

0,3

0,3

40,0

260,0

300

300

300

ММС

Поступает:

Измельченный продукт I

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Концентрат ММС

Хвосты ММС

Итого:

1000

---

1000

723,5

276,5

1000

0,3

---

0,35

0,42

0,17

0,35

300

50,0

350

303,87

46,13

350

Классификация

Поступает:

Концентрат ММС

Измельченный продукт II

Хвосты ММС-2

Хвосты ММС-3

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Пески

Слив

Итого:

723,5

2256,1

36,0

25,2

---

3040,8

2256,1

784,7

3040,8

0,42

0,3

70,89

94,55

---

1,96

0,25

6,82

1,96

303,87

676,83

2551,98

2382,57

0

5915,25

564,03

5351,22

5915,25

Измельчение II

Поступает:

Пески

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Измельченный продукт II

Итого:

2256,1

---

2256,1

2256,1

2256,1

0,25

---

0,3

0,3

0,3

564,03

112,8

676,83

676,83

676,83

Перечистка ММС-1

Поступает:

Слив

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Концентрат ММС-1

Хвосты ММС-1

Итого:

784,7

---

784,7

553,9

230,8

784,7

6,82

---

6,82

0,42

22,18

6,82

5351,22

0

5351,22

232,64

5118,58

5351,22

Перечистка ММС-2

Поступает:

Концентрат ММС-1

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Концентрат ММС-2

Хвосты ММС-2

Итого:

553,9

---

553,9

517,9

36,0

553,9

0,42

---

5

0,42

70,89

5

232,64

2536,86

2769,5

217,52

2551,98

2769,5

Перечистка ММС-3

Поступает:

Концентрат ММС-2

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Концентрат ММС-3

Хвосты ММС-3

Итого:

517,9

---

517,9

492,7

25,2

517,9

0,42

---

5

0,42

94,55

5

217,52

2371,98

2589,5

206,93

2382,57

2589,5

Фильтрация

Поступает:

Концентрат ММС-3

Сгущенные шламы

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Черновой концентрат (кек)

Фильтрат

Итого:

492,7

60,0

---

552,7

474,5

78,2

552,7

0,42

1,5

---

1,0

0,11

6,4

1,0

206,93

90,0

255,77

552,7

52,2

500,5

552,7

Сгущение

Поступает:

Фильтрат

Свежая вода

Итого:

Выходит:

Сгущенные шламы

Слив

Итого:

78,2

---

78,2

60,0

18,2

78,2

6,4

---

6,4

1,5

22,55

6,4

500,5

0

500,5

90,0

410,5

500,5

Баланс общей воды на фабрике

Поступает воды в процесс

м3/ч

Уходит воды из процесса

м3/ч

С исходной рудой, W1

В измельчение I, LI

В ММС, LII

В измельчение II, LIV

В ММС-2, LVI

В ММС-3, LVII

В фильтрование, LVIII

40

260

50

112,8

2536,86

2371,98

255,77

С хвостами ММС, W4

С хвостами ММС-1, W9

Со сливом сгущения, W17

С черновым концентратом, W14

46,13

5118,58

410,5

52,2

Всего поступает:

W1 + УL

5627,41

Всего уходит:

УWк

5627,41

Принимаем: 10% воды идет на смыв полов и обслуживание оборудования

W1 + УL = УWк

W1 - количество воды, поступающее с исходной рудой.

УL = УWк - W1 = 5627,41-40 =5587,41 м3/ч

Всего требуется воды:

5587,41 + 558,74 = 6146,15 м3/ч

В расчете на одну тонну перерабатываемой руды:

6146,15/1000 = 6,15 м3/ч

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик.-4-е изд. переработанное и дополненное - М.: Недра, 1982.-528с.

2. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. -2-е изд. переработанное и дополненное - М.: Недра, 1984.-405с.

3. Серго Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. Учебник для ВУЗов. - М.: Недра, 1986.-285с.

4. Перов В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Недра, 1990.-301с.

5. Лукина К.И., Шилаев В.П., Якушкин В.П. Процессы и основное оборудование для обогащения полезных ископаемых. - М.: Издательство МГОУ, 2006.-216 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Изучение вещественного состава руды. Выбор и расчет мельниц первой и второй стадий измельчения, гидроциклонов, магнитных сепараторов. Расчет дешламатора для операции обесшламливания. Требования к качеству концентрата. Расчет водно-шламовой схемы.

    курсовая работа [120,0 K], добавлен 15.04.2015

  • Выбор и обоснование схемы измельчения, классификации и обогащения руды. Вычисление выхода продукта и содержания в нем металла. Расчет качественно-количественной и водно-шламовой схемы. Методы контроля технологического процесса средствами автоматизации.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.10.2011

  • Качественно-количественные операции флотации железной руды. Расчет процесса дробления-грохочения, крупности и выхода продуктов. Показатели обогащения: выход концентратов, хвостов; содержание компонентов. Технологическая эффективность процессов обогащения.

    курсовая работа [66,6 K], добавлен 20.12.2014

  • Технология обогащения железной руды на Гусевогорском месторождении. Расчёт технологии рудоподготовительного цикла, схема и технологический режим дробления. Расчёт основного оборудования обогащения. Модернизация сепараторов 2пбс 90/250а в цехе обогащения.

    дипломная работа [11,8 M], добавлен 02.06.2010

  • Выбор технологической схемы обогащения железной руды. Расчет мощности и выбор типа обогатительного сепаратора. Определение производительности сепараторов для сухой магнитной сепарации с верхним питанием. Технические параметры сепаратора 2ПБС-90/250.

    контрольная работа [433,6 K], добавлен 01.06.2014

  • Построение качественно-количественной схемы подготовительных операций дробления, грохочения железной руды: выбор метода, выход продуктов. Обзор рекомендуемого оборудования. Магнитно-гравитационная технология и флотационное обогащение железной руды.

    курсовая работа [67,5 K], добавлен 09.01.2012

  • Мероприятия по выбору и обоснованию технологии обогащения для заданного сырья, на основе анализа вещественного состава и технологических свойств минералов, входящих в состав исследуемого сырья. Расчет качественно-количественной и водно-шламовой схемы.

    дипломная работа [421,6 K], добавлен 01.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.