Характеристика процесса обогащения металлических руд на примере Учалинской обогатительной фабрики

От резервуара по системе водоводов оборотная вода подается в каждое отделение обогатительной фабрики в технологический процесс, на смыв полов. Для увеличения водооборота и уменьшения забора свежей воды из озера Б.Учалы введен в эксплуатацию комплекс сооружений, основным элементом которого является водоудерживающая плотина на реке Буйда.

В состав сооружений входят:

- Земляная плотина на реке Буйда;

- Насосные станции 1 и 2 подъемов (в насосных станциях установлено по три насоса ЦН-400-210); две нити водоводов;

- Резервуар - 500м3 (2 штуки);

- Резервуар - 1000м3;

Забор воды из водохранилища насосной станции осуществляется через донный водоспуск, который выполнен из двух труб диаметром 820 мм, заключенных в бетонную оболочку. Место входа воды выполнено в виде оголовка с рыбозащитным устройством.

Насосная станция 1 подъема подает воду в резервуар емкостью 500м3 и 1000м3. из последнего вода самотеком поступает на обогатительную фабрику (на разделение медно-пиритных и цинковых минералов). Имеется возможность подачи буйдинской воды в систему оборотного водоснабжения.

5.2 Система водоснабжения обогатительной фабрики промышленной водой

Система водоснабжения обогатительной фабрики промышленной водой включает:

- Насосную станцию промышленного водоснабжения на оз. Б. Учалы (3 насоса типа ЗВ-200-4С, производительностью 500 м3/час и Н= 186мм водного столба каждый);

- Два водопровода диаметром 500мм;

- Резервуар производственной воды емкостью 1000м3;

- Напорно-разводящие сети.

Вода из оз. Б. Учалы насосной станции по двум водопроводам диаметром 500мм закачивается в резервуар емкостью 1000м3, от которого проложена система водоводов для запитки всех отделений обогатительной фабрики.

Основное количество промышленной воды расходуется: на растворение реагентов, пресс-фильтрами «Diemme», на охлаждение приводов нагнетательной станции главного корпуса, машинного зала ФСО, компрессорной фабрики и оборудования АСУТП. Часть промышленной воды расходуется на операции разделения медно-пиритных и цинковых минералов.

Использованная промышленная вода идет на охлаждение приборов оборудования (условно чистые стоки) через самотечные коллекторы канализации, насосную станцию (два насоса Д-200) возвращается в резервуар промышленной воды емкостью 1000м3.

6. Реагентное хозяйство

6.1 Назначение и классификация флотационных реагентов

Способность разделяемых минералов флотироваться, прочность пены, число и размеры пузырьков воздуха достигаются применением флотационных реагентов.

Флотационные реагенты делятся на два класса. К первому классу относятся реагенты, непосредственно взаимодействующие с поверхностью минералов, ко второму - реагенты, действующие на поверхности раздела газ-жидкость.

Реагенты первого класса в зависимости от выполняемых функций подразделяются на четыре группы:

- коллекторы или собиратели - органические вещества, способные закрепляться на поверхности отдельных минералов и увеличивать их способность флотироваться;

- депрессоры или подавители - реагенты, понижающие флотируемость тех минералов, извлечение которых в пенный продукт нежелательно в данной операции. Главный, но не единственный механизм действия депрессора состоит в том, что он препятствует закреплению коллектора на поверхности минерала;

- активаторы - реагенты, способствующие закреплению коллектора на поверхности минерала; их действие противоположно действию депрессоров;

- регуляторы среды - реагенты, влияющие на процессы взаимодействия коллекторов, депрессоров, активаторов с поверхностью минералов. Основное их назначение состоит в регулировании ионного состава пульпы процесса диспергирования и коагуляции тонких шламов.

Депрессоры, активаторы и регуляторы среды часто относят к одной группе и называют модификаторами.

Реагенты второго класса получили название пенообразователей или вспенивателей. Вспениватели облегчают диспергирование воздуха на мелкие пузырьки, препятствуют их слиянию и повышают прочность пены.

Ко всем флотационным реагентам предъявляют следующие требования: селективность действия, стандартность качества, дешевизна и недефицитность, удобство в применении (устойчивость при хранении, легкая растворимость в воде, отсутствие неприятного запаха, нетоксичность и т. д. ).

6.2 Краткая характеристика и роль реагентов, применяемых на Учалинской обогатительной фабрике

6.2.1 Реагенты - собиратели

Собиратели представляют собой органические соединения, которые, избирательно закрепившись на поверхности гидрофильных минералов, уменьшают их смачиваемость водой и способствуют их прилипанию к воздушному пузырьку.

По способности диссоциировать на ионы собиратели подразделяют на ионогенные - распадающиеся на ионы в водной среде, и неионогенные - не распадающиеся на ионы.

В зависимости от того, какая часть молекул является адсорбционо активной - анион или катион - ионогенные собиратели делятся на две группы: анионные и катионные. Анионные собиратели получили наибольшее распространение в практике флотации.

На Учалинской обогатительной фабрике применяются ксантогенаты.

1) Ксантогенаты

Применяемые на фабрике, безводные щелочные: бутиловый C4H9OCS2K, изобутиловый C4H9OCS2K, изопропиловый C3H7OCS2K. Ксантогенаты в герметичной таре при комнатной температуре устойчивы длительное время. При высокой температуре, свыше 80°С, ксантогенаты разлагаются с выделением различных газообразных продуктов: сероуглерода, окиси серы и других, представляющих пожарную опасность, и опасность отравления людей.

При длительном хранении во влажном состоянии ксантогенаты могут разлагаться с разогревом и самовозгораться.

При неправильном хранении (неплотной таре), растворении и контакте с кислотами ксантогенат разлагается с выделением очень ядовитого и огнеопасного сероуглерода.

При комнатной температуре разбавленные водные растворы ксантогенатов относительно стабильны.

Ксантогенаты легко образуют нерастворимые в воде соли с катионами тяжелых металлов.

2) Карбамид СО(NH2)2

Карбамид СО(NH2)2 - получается путем взаимодействия диоксида углерода с аммиаком под давлением. Представляет собой белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Используется в сочетании с ксантогенатом, растворы реагентов готовятся совместно и подаются по точкам технологического процесса. Карбамид обладает собирательными свойствами по отношению к драгметаллам, особенно к серебру. Расход его составляет для руд, перерабатываемых на УОФ, 15-20 г/т руды.

3) Реагенты - модификаторы

Регуляторы, или модификаторы - это неорганические и органические соединения, способствующие избирательному закреплению собирателей или изменяющие гидратированность поверхности минералов. Регуляторы применяются в дополнение к собирателям и пенообразователям для повышения селективности флотации или извлечения минералов.

В зависимости от целевого назначения при флотации различают регуляторы активирующего, депрессирующего или подавляющего действия и регуляторы среды. В определенных условиях один и тот же регулятор может выполнять различные функции.

4) Гидросульфид натрия (NaHS)

Гидросульфид натрия применяется при небольшом количестве реагента в качестве активатора - сульфидизатора - при флотации окисленных минералов и вторичных сульфидов меди и цинка. С увеличением концентрации (расхода) реагента наблюдается подавление флотации указанных минералов. При высоких расходах реагента (2-10 кг/т твердого) происходит подавление флотации минералов с одновременной десорбцией собирателя.

Гидросульфид натрия технический представляет собой жидкость, содержащую незначительный осадок.

5) Цинковый купорос (ZnSO4 ? 7H2O)

Цинковый купорос применяется самостоятельно или в сочетании с сульфидом (гидросульфидом) натрия для подавления цинковых минералов, пирита.

Цинковый купорос (семиводный кристаллогидрат сульфата цинка) - представляет собой кристаллы белого цвета, хорошо растворимые в воде.

6) Медный купорос CuSO4?5H2O

Медный купорос используется в качестве активатора флотации цинковой обманки. Активация медным купоросом происходит в щелочной среде.

Медный купорос (пятиводный кристаллогидрат сульфата меди) представляет собой ярко-синие кристаллы, не выветривающиеся на воздухе, хорошо растворимые в воде.

7) Гашеная известь (гидроксид калия) Ca(ОН)2

Гашеная известь - регулятор щелочности. Применение извести позволяет создать высокую щелочность пульпы (рН = 12 и более).

Гашеную известь "пушонку" - самый дешевый щелочной агент - получают из негашеной извести по реакции СаО+Н2О=Са(ОН)2.

Гашеная известь используется для подавления пирита при отделении его от сфалерита и сульфидов меди. Известь - вяжущее вещество, состоящее в основном из окиси кальция. Негашеная известь хорошо соединяется с водой, при этом выделяется большое количество тепла.

Гашеная известь - белый порошок, плотность 2. 34 г/см3. Раствор извести в воде называют "известковой водой", взвесь в воде - "известковым молоком".

6.2.2 Реагенты - пенообразователи

Реагенты - пенообразователи представляют собой поверхностно активные вещества, способные адсорбироваться на поверхности «вода - воздух».

Их присутствие в пульпе повышает механическую прочность воздушных пузырьков, способствует сохранению их в диспергированном состоянии, улучшая тем самым условия применения частиц флотируемого минерала к пузырькам воздуха и устойчивость пены.

По флотационному действию вспениватели делятся на два типа: селективно действующие и неселективно действующие. Первые практически не обладают собирательными свойствами при флотационном обогащении, вторые имеют заметные собирательные свойства.

Селективно действующие вспениватели необходимы для операций, в которых производится разделение близких по флотируемости минералов, так как наличие у вспенивателей даже очень слабого собирательного действия может вызвать нарушение селективности этого процесса.

1) Флотореагент СФК (спиртовая фракция капролактама)

Флотореагент СФК, получаемый при производстве капролактама является селективно действующим пенообразователем.

СФК представляет собой бесцветную прозрачную жидкость со специфическим запахом.

6.2.3 Процесс приготовления реагентов

Приготовление реагентов на Учалинской обогатительной фабрике производится в реагентном отделении, в состав которого входят склады жидких и сухих реагентов, растворный участок, участок приготовления известкового молока.

Общая схема приготовления растворов реагентов следующая:

- реагенты в упакованном виде привозятся со склада авто- или электропогрузчиками к контактным чанам в растворное отделение;

- после вскрытия тары, реагенты загружаются в контактные чаны.

Растворение производится перемешиванием и агитацией в контактных чанах, а также циркуляцией растворов с помощью насосов (приготовление раствора сульфида натрия).

Из растворных чанов, после отстаивания и опробования на определение концентрации, растворы сливаются в отстойники, в которых происходит дальнейшее осветление растворов реагентов.

Из отстойников осветленные растворы по мере необходимости подаются кислотоупорными насосами в расходные чаны, установленные перед уравнительными бачками питателей реагентов на реагентной площадке в корпусе обогащения. Растворение и хранение растворов различных реагентов производится в изолированных помещениях.

7. Хвостовое хозяйство

Хвостохранилище УГОКа, расположенное к югу от промплощадки ОФ, занимает площадь 1,1 км2. Ообразовано хвостохранилище насыпной пионерной дамбой, построенной по проекту института Унипромедь. Приёмная чаша хвостохранилища разделена на 2 отсека площадью 0,3 и 0,7 км2 соответственно. Отсеки отделены друг от друга разделительной дамбой.

Восточная часть примыкает к отвалам пустой породы Учалинского карьера. С северной и западной стороны построен водоотводной канал, по которому в технологический пруд на р. Буйда периодически сбрасываются осветлённые воды отстойного пруда, стоки с водосборной площади и фильтрационные воды хвостохранилища.

Дамбу хвостохранилища наращивали путем отсыпки дамбы обвалования из скального грунта отвалов Учалинского карьера с экраном из суглинного грунта. После достижения гребнем дамбы отм. 546 м0 дальнейшее проектирование, авторский и инспекторский надзор за сооружениями хвостового хозяйства осуществляет ЗАО «Механобр-инжиниринг»

Увеличение площади имеющегося хвостохранилища за счет отторжения новых территорий практически невозможно. Создание новых мощностей для складирования отвальных хвостов возможно за счет наращивания ограждающей дамбы хвостохранилища до отм. 582 м. на срок эксплуатации 20 лет, что определенно проектом ЗАО «Механобр-инжиниринг». В соответствии с проектом два действующих отсека хвостохранилища, объединяются в единое поле без разделительной дамбы, с расширением площади в сторону существующих отвалов. Наращивание дамб обвалования новой конструкции, начиная с отм. 549. предусмотрено из отвалов группы пустой породы, без экрана из суглинка, с последующим послойным намывом пляжа из хвостов. Для обеспечения нормативного коэффициента устойчивости дамбы в соответствии с ее классом выполняется пригрузка низового откоса дамбы скальным грунтом.

Необходимо отметить, что с применением новой технологии отсыпки и строительства дамбы стало возможным строительство отдельных ярусов в течение всего года, без привязки к сезону, а также отпала необходимость использования глины или суглинка. Каждый ярус дамбы рассчитан на полуторагодичный период складирования и формирования. Экономические затраты на строительство дамбы снижены на 0,5% на эксплуатацию - до 10%. Для оценки влияния хвостохранилища на прилегающие территории и подземные воды имеется сеть инженерных скважин с постоянным наблюдением.

8. Автоматизация

Для обеспечения высоких технологических показателей и эффективности используют комплексную механизацию и автоматизацию производства.

Комплексная механизация - это выполнение всех основных и вспомогательных операций производственного процесса с использованием механического труда.

Механизация является основной и обязательной предпосылкой при автоматизации операций и целого процесса.

Автоматизация обогатительного оборудования позволяет обслуживающему персоналу выполнять все технологические процессы, находясь на определённом расстоянии и в безопасном месте.

Автоматизация производства обладает следующими достоинствами:

- безопасность труда;

- производительность труда;

- долговечность работы оборудования;

- работа в рациональных режимах;

- оптимальный режим расходования электроэнергии;

- отсутствие тяжелого ручного труда.

Недостатки:

- высвобождение рабочей силы;

- увеличение безработицы.

Этапы развития автоматизации:

- частичная - с применением, какого-либо рабочего цикла.

- комплексная автоматизация, когда используют комплекс машин и механизмов, на определенном этапе работы.

- полная автоматизация - это высший этап, на котором все операции выполняются в автоматическом режиме и дополняются программными устройствами и ЭВМ, а функции человека сводятся к наблюдению за ходом процессов.

9. Контроль и опробование

Контроль - это проверка фактического значения любого показателя (продукта или процесса) или величины его отклонения от установленной нормы. Контролю подлежат нормируемые и ненормируемые показатели.

Нормируемые показатели - показатели, на которые устанавливается норма (например, массовая доля меди, цинка, извлечение, тонина помола.)

Ненормируемые показатели - показатели, на которые не устанавливается норма (например, выход концентрата).

Сущность контроля нормируемых показатели - это получение информации о фактическом состоянии показателей и сопоставление ее с установленной нормой. Сущность контроля ненормируемых показателей - это определение их фактического значения. Контроль технологического процесса обогащения осуществляется по следующим трем основным направлениям: контроль условий протекания процесса (крупность дробленой руды, тонина помола, реагентный режим, плотности пульпы, время флотации и т.д.) и контроль качества и количества поступающих в переработку руд и отгружаемых концентратов.

Контроль осуществляется с целью получения информации для оперативного управления технологическим процессом (на основании полученной информации вырабатывается регулирующее воздействие на технологический процесс), оценки труда, для составления технического и бухгалтерского отчетов, для анализа при планировании производства.

Контроль осуществляют как централизованные специализированные подразделения комбината (СТК, ЦЛАП и ИТ, ЦИЛ), так и технологический персонал обогатительной фабрики.

При организации контроля к его результатам предъявляются следующие требования: необходимость, достаточность, достоверность, экспрессность, эффективность.

Опробование на ОФ заключается в периодическом отборе по определенным правилам отдельных порций от поступающих на обогащение полезных ископаемых и получаемых продуктов обогащения с целью контроля эффективности работы отдельных аппаратов и фабрики в целом.

Проба - это часть продукции, отобранная по определенным правилам.

Пробы, отбираемые за один прием, называются разовыми или частичными.

Пробы, составленные из частичных проб, отобранных от поступающих в переработку или от полученных за определенное время продуктов, называются общими.

Отобранные общие пробы в зависимости от характера опробуемого продукта и задачи опробования могут предназначаться для химического, минералогического, ситового анализа, для определения влажности продукта или плотности пульпы.

Проба должна достаточно точно характеризовать состав и свойства того материала, от которого она отобрана, т.е. она должна быть представительной. Поэтому большое значение имеет масса пробы, метод ее отбора и обработки. Для того, чтобы отобранная проба была действительно представительной и полностью отражала исходный материал по содержанию в ней всех компонентов, необходимо строго соблюдать при отборе пробы соотношение между массой и крупностью ее кусков.

Опробование производят непрерывно и периодически.

Систематически отбирают пробы на влажность поступающей руды и готовых концентратов, плотность пульпы в сливах г/ц.

Периодически отбирают пробы для контроля гранулометрического состава исходной и дробленой руды, песков и сливы г/ц.

Для составления качественно-количественной и вводно-шламовой схем проводят полное или генеральное опробование всех продуктов обогащения и исходной руды 1 - 2 раза в год.

Для составления баланса металла пробы руды и продуктов обогащения отбираются каждые 20 - 30 минут

Размещено на Allbest.ru