16.2. Особенности технологических испытаний
Пусконаладочные работы начинают с проверки работы оборудования с использованием воды, устраняя механические неисправности, течи и т.п. Затем подают нагрузку, уточняя производительность всей установки.
Дробление и грохочение.Как самостоятельные операции испытываются всегда отдельно и особо в связи с существенно большой разницей в крупности руды на предприятии (600-1200 мм) и в пробе. Регулирование в условиях опытных фабрик сводится к оценке производительности для обеспечения суточного запаса дробленой руды в бункерах отделения измельчения.
Возможности проведения полупромышленных испытаний дробимости для крупнокускового материала появились с разработкой мобильных дробилок [108]. Так в ОАО «Механобр-техника» создана на основе вибрационной щековой дробилки ВЩД 12х15 передвижная дробильная установка, способная принимать исходный кусок крупностью до 1000 мм. Благодаря отсутствию динамических нагрузок на опоры дробилки не требует фундамента и монтируется на передвижной платформе на колесном ходу, т.е. установка может быть использована как передвижной испытательный стенд.
Промывка.В лабораторных условиях промывке подвергают материал крупностью до 10 мм. Опыты по промывке крупнокускового материала проводят только в промышленном, а мелкого - в полупромышленном масштабе. Облегчает последующую промывку предварительное замачивание руды, а иногда и предварительная подсушка.
Радиометрическая (фотометрическая) сепарация. Проводят на материале крупностью 250 – 25 мм, настраивая сепаратор по эталонным пробам и получая зависимость массовой доли ценных компонентов в хвостах от условий сепарации.
ЗАО «Техноген» в г. Екатеринбурге создало опытный участок на основе РРС фирмы РАДОС (г. Красноярск) для испытаний проб любых руд массой от 100 кг и выше. При этом определяется и разделительный признак для рентгенорадиометрической сепарации[109].
Участок оснащен сепараторами СРФ-4-50.
Измельчение.Полупромышленные испытания требуют наличия пилотных установок и трудоемки. Чаще всего обходятся лабораторными испытаниями измельчаемости на установках периодического действия, с выполнением опытов в замкнутом (периодическом) цикле при постоянных циркулирующих нагрузках (200 %) и переменных периодах измельчения.
Измельчение малообъемных проб в лаборатории до тех же значений крупности, что и при реальном обогащении (например 90 % -0,044 мм) дает лучшее раскрытие минерала (магнетита). Вследствие этого прогнозные техологические показатели, получаемые в лаборатории, по массовой доле железа в концентрате и извлечению железа в концентрат всегда на 1,2-1,4 % выше, чем получаемые при обогащении руды на фабрике.
В ОАО «НИИ Проектасбест» создан комплекс оборудования, который может быть представлен отдельным модулем, пригодным для испытаний, для измельчения и классификации сыпучих материалов, рис. 16.1. Комплекс позволяет измельчать и получать фракции -1,0+0,5 мм, -0,5+0,3 мм, -0,3+0,1 мм, -0,1+0,04 мм и -0,04+0,0 мм, что в итоге позволяет использовать все фракции материала (мрамора, известняка, доломита и т.п.) как полезные продукты.
Рис. 16.1. Комплекс оборудования для сухого измельчения и классификации.
1 – бункер-питатель; 2 – дробилка роторная; 3 – элеватор ЭЛГ; 4 – сортировка двухситовая; 5 – каскадно-центробежный сепаратор; 6 – групповой циклон; 7 – рукавные фильтры; 8 – вентилятор.
Гравитационное обогащение.Целесообразно всегда испытание отсадкой в крупности – 8 + 3 мм. При получении отрицательных результатов следует оценить, какая порода при этом выделяется – разубоживающая или рудная. При получении положительных результатов испытывают гравитационное обогащение в классах – 25 + 4 мм или – 50 + 4 мм, причем хвосты додрабливают до класса –2(0,5) + 0 мм и обогащают материал на других гравитационных аппаратах, либо присоединяют к классу – 3 + 0 мм, полученному при грохочении руды.
Хвосты гравитационного обогащения классов крупнее 0,5 мм обычно доизмельчают до - 0,5 мм.
Класс – 0,5 + 0,2 мм обогащают на концентрационном столе, классы мельче 0,074 мм обогащают на шлюзах. При этом создают схемы с контрольными операциями и перечистками.
Испытания тяжелосредной сепарации в лабораторных условиях проводят на узких классах -25+16; -16+10; -10+5 мм на установке «механическое ведро» объемом 50 л. Плотность суспензии устанавливается с точностью 50 кг/м3.
Полупромышленные испытания проводились на пробе массой 20 т в крупности -50+5 мм без разделения на классы, но с отмывкой шламов. Производительность тяжелосредного конусного сепаратора 3-4 т/ч.
Экономичная опытная гравитационная фабрика построена для переработки хвостов Вольногорского ГМК, содержащих циркон, рутил, ильменит, дистен, ставролит, силлиманит, а также формовочные и стекольные пески. Основными аппапатами для обогащения приняты многоярусные конусные секторные сепараторы [109], рис. 16.2. Затраты на 1 рубль товарной продукции составляют 0,82 рубля.
Рис. 16.2. Схема цепи аппаратов обогатительной установки по переработке хвостов «Успех»
1 – земснаряд с насосом 8 Гр; 2 – шпальтовый грохот (δ=3 мм); 3 – насос песковый 8 Гр; 4 - шпальтовый грохот (δ=2 мм); 5 – струйный зумпф, V= 300 м3; 6 – насос песковый НПБР-250; 7 – трехструйный пульподелитель; 8 - сгустительный конус диаметром 1,6 м; 9 – конусный секторный сепаратор (КСС) диаметром 3 м (3 шт.); 10 – насос песковый 5 Гр; 11 – промпродуктовый КСС диаметром 3 м (1 шт.); 12 – насос песковый ПР-63 (3 шт.); 13 – перечистной КСС диаметром 3 м (90°); 14 – зумпф, V= 60 м3;15 – концентратовоз, Q=12 т.
Опытно-промышленная установка производительностью 80-90 м3/ч для оценки возможностей обогащения россыпей разработана в ЗАО «Корпорация МАКС Вальтер» [110]. Установка позволяет извлечь не только крупное, но и мелкое и тонкое золото, рис. 16.3. В процессе промывки и грохочения удаляется до 75 % пустой породы. В итоге на шлюзы поступает в 2-3 раза более богатый продукт. Шлюзы мелкого наполнения оснащены ковриками авторской конструкции, обеспечивают улавливание тонких и дисперсных золотинок. Испытания показывают, что обычно гравитационно не извлекаемого золота в россыпи может оказаться столько же, сколько обычно извлекается на обогатительных установках.
Рис.16.3. Технологическая схема опытно-промывочного комплекса
Электрическое обогащение.Материал обогащают в крупности – 2(3) мм, разделенный на узкие классы, при этом чаще всего материал надо нагревать до 323-370 °К. Схема испытаний должна содержать 3 – 4 перечистки в связи с плохой сепарационной характеристикой. Кроме того, в связи с многомерностью процесса требуется подбор оптимальных условий разделения.
Магнитное обогащение.
При крупности – 25(40) мм применяют сухую магнитную сепарацию для выделения отвальных хвостов из сильномагнитных руд. Желательна классификация на классы + 6 мм и – 6 + 0 мм. Получение концентратов проводят обычно при меньшей крупности – 3(-0,5) мм в несколько стадий.
Слабомагнитные руды обогащают в крупности – 3(5) мм. С помощью обжига можно изменить фракционную характеристику для использования сепараторов со слабым полем, но этот вариант более дорогой.
В НПП «Укрэкология» создана передвижная технологическая установка для обогащения слабомагнитного сырья с удельной магнитной восприимчи-востью (8-90).10-7м3/кг на двух шасси автомобиля КрАЗ-257 [111].
Установка включает в себя щековую дробилку ЩДС-2,5х9, валковую дробилку ДГ-400х400, магнитный барабанный сепаратор ПБСС-90х110, два грохота ГИТ-11 и ГИТ-12 и четыре конвейера шириной 500 мм.
Барабанный сепаратор ПБСС-90х110 имеет индукцию магнитного поля 0,65 Тл. Производительность установки 30-60 т/ч на материале крупностью 10 (20)-0 мм.
Флотация. Флотацию применяют для материала крупностью менее 0,2 мм. Установление конкретной крупности является предметом специальных, предваряющих флотацию испытаний. После установления этой крупности в связи с многомерностью процесса необходим поиск оптимальных условий флотации, куда входят тип флотационных реагентов, их расход, содержание твердого, продолжительность контакта и т. п. На это накладывается необходимость поиска схемных решений в связи с плохой сепарационной характеристикой.
Для относительно сложной руды месторождения «Янтарное» в ЗАО «Механобр-инжиниринг» выполнены следующие работы [] – определен химический и минералогический состав руды: в ней оказалось халькопирита 1,1 %, сфалерита – 0,8 %, пирита – 0,4 %, арсенопирита – 0,4 %, гидроокислов железа – 1 %. Вмещающая порода – кварц-хлоритовые и кварц-серицитовые метасоматиты – изучена текстура и структура руды. Руда имеет массивную текстуру, вкрапленность весьма неравномерная.
С использованием микрозондового анализа показано, что сфалерит (марматит) содержит 54-55 % цинка вместо 66-67 %, соответствующих сфалериту, и 11-12 % железа в форме изоморфной примеси в решетке минерала.
На основе опыта работы медно-цинковых обогатительных фабрик Урала были выбраны реагентные режимы. Испытания сочетаний собирателей бутилового ксантогената, Z-200Р, ИБК и аллилового ксантогената позволили выбрать сочетание: бутиловый и аллиловый ксантогенаты. В итоге успешно испытана по принципу непрерывного процесса схема, рис. 16.4, на которой получены результаты, табл. 16.1. В промышленных условиях для получения цинкового концентрата с массовой долей цинка до 45 % следует увеличить число перечистных операций до трех-четырех.
Рис.16.4. Схема проведения заключительных опытов
Таблица 16.1