Курсовая работа (т): Основы процесса измельчения руд Саякского месторождения

Основы процесса измельчения руд Саякского месторождения

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.

Вся история развития общественного производства свидетельствует и доказывает, что наиболее эффективно предприятия функционируют в условиях цивилизованного рынка, для которого характерны наличие различных форм собственности, здоровая конкуренция, свободное ценообразование, наличие развитой рыночной инфраструктуры, преимущество потребителей по сравнению с производством и другие необходимые атрибуты.

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

В круг вопросов организации основного производства входят также установление режимов работы отдельных участков производства, содействующих полной отдаче основных фондов. Организация производства решает и вопросы организации труда и заработной платы, определяет потребные виды услуг вспомогательных производств и ритмичность их осуществления, а также способы количественного и качественного учёта выполненных работ. Эффективность действующей организации производства проявляется в конечных результатах, отражаемых в технико-экономических показателях.

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.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Современные направления в развития измельчения

Измельчение полезных ископаемых - это один из наиболее важных процессов в обогащении и перерабатывающей промышленности. На горно-обогатительных комбинатах на него тратится 5-20 % всей электроэнергии мира. При стандартной рудоподготовке измельчение осуществляют преимущественно в шаровых мельницах в три стадии. Около 14 % руд стран СНГ перерабатываются по технологии самоизмельчения, однако ожидаемые экономические преимущества от их использования в полной мере не достигнуты. Более эффективным является комбинированное измельчение и полусамоизмельчение, которые повышают массовую долю железа в концентрате на 0,3 %. Среди последних разработок - усовершенствованные шаровые мельницы с низким уровнем слива и повышенной на 14 % удельной производительностью. В целом на процессы измельчения приходится 50-70 % общих капитальных и эксплуатационных затрат и наибольшие затраты металла. Основной причиной этой ситуации является доминирование традиционных барабанных мельниц с недостаточно удовлетворительными металлоемкостью, эффективностью, удельными производительностью, площадью и объемом производственных зданий, а также повышенным расходом измельчающих тел и футеровок. Большое значение приобретают вопросы поиска новых путей ресурсосбережения, направлений интенсификации и повышения эффективности процессов измельчения, разработка нового оборудования со сниженными приведенными затратами.

Одним из основных направлений является критический анализ преимуществ и недостатков существующего измельчающего оборудования с целью выявления возможностей дальнейшего улучшения его показателей, в том числе благодаря оптимизации конструкции и технологических схем применения, режимов измельчения и автоматического управления. Среди перспективных - научное обоснование современных принципов эффективного разрушения и разработка для их практической реализации нового типа барабанных мельниц, которые сохраняют преимущества существующего оборудования и лишены его недостатков.

Замена простых шаровых мельниц на большообъемные привило росту производительности, эффективности процесса измельчения, сократилось занимаемая площадь, увеличилась тонкость продукта -0,074 мм. . Научно-исследовательские работы в указанном направлении осуществлялись ведущими проектными, научными и производственными объединениями и организациями, а также промышленными предприятиями. Экспериментальные мельницы большого типа испытаны в современных обогатительных фабриках. Измельчению подвергали различные рудные и нерудные материалы. Полученные результаты подтвердили перспективность промышленного использования этого типа мельниц, особенно при необходимости получения тонких продуктов. В перспективе - возможности обоснования принципов интенсификации измельчения и ресурсосбережения, усовершенствование технологии процесса измельчения и изучение конструктивных особенностей перспективных ресурсосберегающих мельниц, усовершенствование технологии разрушения и изучение ее закономерностей при измельчении и самоизмельчении различных материалов. Рассмотрены также вопросы энергетической и технологической эффективности традиционных и больших шаровых мельниц, приведены принципы автоматизации процессов работы мельниц, данные по определению их основных размеров, статистически обоснованные модели энергетических и технологических показателей и рекомендации по использованию новых мельниц.

Характерная особенность циклов измельчения современных фабрик -широкое использование гидроциклонов, размеры которых с целью сохранения высокой эффективности классификации независимо от производительности фабрики. Совершенствование конструкции гидроциклонов (например, за счет спирального ввода питания) и расширение ассортимента новых видов износостойких материалов (керамика, специальные резины, полиуретаны и др.), применение насосов с регулируемой частотой вращения и систем автоматизации позволяют значительно увеличить сроки гидроциклонов и технологических показатели их работы.

Для улучшения классификации в циклах измельчения рекомендуется:

применять несколько гидроциклонов, установленных параллельно;

использовать для питания гидроциклонов насосы с регулированием их оборотов;

применять спиральные классификаторы перед доизмельчением, для того чтобы увеличить эффективность измельчения.

1.2 Характеристика сырья Шатыркульской группы месторождения

Руды Шатыркульского месторождения комплексные. На Шатыркульском месторождении выделены два основных вида руд:

1).Кварцево-карбонатные жильные руды.

).Оруденелые граниты - интрузив с мелкими прожилками рудных минералов и сопровождающих их прожилками кальцита и кварца.

Доли участия в рудных телах основной рудной зоны кварцево-карбонатных руд составляет 47% и гранитных руд - 53%.

Основными наиболее распространенными минералами кварцево-карбонатных руд является кварц, кальций, магнитит, гематит и халькопирит. В зависимости от преобладания в руде тех или иных минералов, кварцево-карбонатные руды подразделяются на кварцево-магнетитовые и кальцито-халькопиритовые.

Кварцево-магнетитовые руды - темно - серые до черных руды с массивной текстурой осложненной сетью прожилков, заполненных кальцитом и халькопиритом. Главными минералами являются магнетит и кварц, затем халькопирит, хлорид, молибденит и уранинит.

Кальцито-халькопиритовые руды - светлой, розовой и зеленоватой окраски. Текстура массивная, полосчатая, осложненная сетью секущих прожилков. Главные минералы - кальций, халькопирит, гематит и кварц, сопровождающие - пирит, магнетит, молибденит, хлорид, серицид.

Оруденелые граниты подразделяются на две разновидности: а) красные оруденелые граниты с магнетитовой минерализацией б) зеленоватые серицитизированные оруденелые граниты с сульфидной минерализацией.

Вещественный состав гидротермальной минерализации в обоих разновидностях идеентичен.

Основное практическое значение на Шатыркульском месторождении имеют сульфидные руды. Количество окисленных руд около 5%. Глубина распространения зоны окисления 40 - 100м. К окисленным относятся руды с содержанием окисленной меди более 20%.

Основными минералами сульфидных руд являются: магнетит, халькопирит, кальцит, кварц, серицит, хлорид.

Минеральный состав руд зоны окисления: лимонит, хризоколла, малахит, кальцит.

Согласно Стандарта организации «Руда медная Шатыркульская» СТ ТОО 40438373-244-2006 содержание меди в Шатыркульской руде и плановое извлечение меди в концентрат должны соответствовать таблице.

Химический состав руды,%

Крепость пород и руд по шкале Протодьяконова составляет 10-12, объемный вес 3,14.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Процесс измельчения

Измельчение является подготовительным процессом при обогащении и гидрометаллургической обработке руд. В процессе измельчения происходит не только уменьшение размеров руды, но и высвобождение зерен, раскрытие сростков ценных минералов друге другом и с сопутствующими минералами. После измельчения руда выходит с dмакс=0,1 -0,05 мм. Степень сокращения при измельчении составляет около 2·102.

При измельчении необходимо не только раскрыть сростки, но и получить оптимальный гранулометрический состав, который определяется по зависимости извлечения частиц от их крупности (рисунок 2.1). Эта зависимость имеет аналогичный вид для всех разделительных аппаратов в любом методе обогащения. Для каждого аппарата и метода обогащения всегда существуют свои диапазоны оптимальной крупности (1) и диапазоны крупности, в которых извлечение заметно снижается (2 и 3). Потери мелких частиц возрастают вследствие преобладания для них хаотических сил над силами порядка, а для крупных - вследствие недораскрытия и преобладания силы тяжести над специфическими силами, под действием которых происходит разделение. В этом диапазоне крупности нивелируется различие частиц в плотности, в магнитных, электрических и флотационных свойствах.

Рисунок 2.1. Зависимость измельчения от их крупности

Измельчение производится в барабанных, центробежных, вибрационных и струйных мельницах. В черной и цветной металлургии распространение получили мельницы барабанного типа, которые могут быть шаровыми, стержневыми, рудно-галечными и самоизмельчения.

Стержневые и шаровые мельницы с разгрузкой через решетку применяются в первых стадиях измельчения, а шаровые с центральной разгрузкой - для получения окончательного тонкого помола (рисунок 2.2).

а - с центральной разгрузкой: 6 - с разгрузкой через решетку (1- пустотельный барабан, 2 - футеровка; 3- подшипники; 4 и 7 - пустотельные- цапфы; 5 - подшипники скольжения; 6 - венцовая шестерня; 8 - решетка; 9 -лифтеры, 10 -распределительный элемент).

2.2     Схемы измельчения

Схемы измельчения характеризуется большим разнообразием по числу стадий, характеру технологического процесса, числу и назначению операций классификации.

Выбор схемы измельчения, наиболее рациональной для данной руды и объекта в целом, определяется:

конечной (промежуточной) крупностью измельчения руды, позволяющей при оптимальных условиях флотации (по реагентному режиму, плотность пульпы, типу флотационных машин и др.) получить отвальные хвосты и черновой (монометаллический или коллективный) концентрат;

вещественным составом и физическими свойствами руды (крупностью и характером вкрапленности минералов, крепостью и измельчаемостью, наличием первичных шламов и склонностью к переизмельчению, формой и трудностью или легкостью разрушения крупных фракций дробления руды в начале процесса измельчения);

наличием в руде благородных металлов;

производительностью фабрики;

стоимостью электроэнергии и измельчающей среды.

Совокупность перечисленных факторов определяет также стадиальность схемы измельчения и необходимость включения в нее межцикловых операций обогащения (пенной сепарации, флотации, гравитации), аэрации и выделения первичных шламов.

Оптимальную конечную и промежуточную (по стадиям) крупность измельчения выбирают на основании зависимости показателей обогащения от крупности измельчения руды. Условно различают крупное (45-55 % - 0,074 мм), среднее (55-85 %) и тонкое (более 85 %).

Схемы измельчения в барабанных мельницах с применением в качестве измельчающей среды стальных стержней и шаров находят наибольшее применение на действующих фабриках и продолжают быть основными при проектировании и строительстве новых фабрик.

2.3 Разделительный процесс и оборудования при измельчении

Классификация - это процесс разделения частиц по классам крупности, в основе которого лежит использование различий в скоростях падения частиц различного размера и плотности в жидкой или воздушной среде.

Наибольшее распространение получили только три классифицирующих аппарата: спиральный классификатор, гидроциклон и гидравлический сепаратор.

Спиральный классификатор состоит из корыта 2 и спирали 3, которая может быть частично или полностью погруженной в пульпу. Слив мельницы поступает в корыто длиной l классификатора в точку, которая находится на одной трети от сливного порога. Минеральные частицы во время перемещения потоком пульпы в сторону слива постепенно осаждаются. Не успевшие осесть мелкие частицы сливаются через сливной порог, а осевшие более крупные сгребаются спиралью вверх по наклонному днищу корыта к пековому отверстию, через которое разгружаются в мельницу.

В классификаторах с погружной спиралью осаждение происходит в более спокойной среде, и получается более тонкий слив. Спиральные классификаторы бывают одно- и двухспиральные, диаметр спирали может достигать 5 м, а длина корыта доходить до 15 м, поэтому классификаторы занимают большую производственную площадь. Они малопроизводительны, несмотря на свою простоту и небольшие эксплуатационные расходы, их стараются заменить на более производительные гидроциклоны.

Гидроциклон состоит из цилиндрической 1 и конической 2частей (угол конусности 10-20°), питающего 3, сливного 4 пескового патрубков. Последний снабжен сменной песковой насадкой 5(рисунок 2.4). Разгрузка мельницы насосом под давлением 0,2-0,3 МПа подается через питающий патрубок в гидроциклоне. Поток при этом закручивается, так как питающий патрубок расположен по касательной к цилиндрической части. Под действием центробежных сил тяжелые и крупные частицы концентрируются у стенок, а мелкие по центральной части гидроциклона выносятся в сливной патрубок. Крупные частицы сползают под действием сил тяжести по стенкам гидроциклона и разгружаются через песковую насадку.