Проектирование обогатительной фабрики УГОК

 

    Из  текстур преимуществом пользуются массивные, пятнистые, брекчиевидные, полосчатые. Структура руды самая  разнообразная – мелкозернистая, интерстициальная, петельчатая, цементная, эмульсионная, реже коломорфная.

    Пирит является наиболее распространенным минералом  руды и составляет 75-78% от рудной массы, наиболее часто встречающиеся размеры  его выделений составляют 0,5-1,2 мм обилие тонкозернистых включений халькопирита и сфалерита в пирите, а также развитие нерудных минералов в интерстициях зерен пирита обуславливают сложные взаимопрорастания этих минералов и трудности их раскрытия при измельчении.

    Медные  минералы в руде представлены в основном халькопиритом, редко блеклой рудой  и борнитом, и в единичных случаях  – ковеллином и халькозином. Среднее  содержание халькопирита в медно-цинковых рудах не превышает 3-5%. В массивной  медно-цинковой руде халькопирит наблюдается  преимущественно в ассоциации с  пиритом, во вкрапленных – образует рассеянные, тонкозернистые и прожилково-зернистые  агрегаты среди нерудных минералов. Сложные срастания халькопирита со сфалеритом типичны, в богатых  цинком сплошных рудах зоны теснейших  срастаний этих минералов нередки. Значительно реже халькопирит и  сфалерит образуют в пирите обособленные прожилки, зерна, агрегаты.

    Наиболее  характерной формой халькопирита, ассоциирующего с пиритом, являются его интерстициальные выделения. Халькопирит, располагаясь в межзерновых пространствах  зерен пирита, образует различные  по форме, размерам включения: от тонких сетчатых прожилков с узловыми утолщениями  до мелких агрегатов и гнезд. Характер срастаний халькопирита и пирита усложняется в зонах развития мелко- и тонкозернистого пирита. Нередко халькопирит. Заполняя трещины  в пиритном агрегате, образуют линзовидные  прерывистые прожилковидные выделения, ассоциирующие с блеклой рудой, галенитом, нерудными минералами –  кварцем, хлоритом, серицитом. Мощность прожилков варьирует от 0,05-0,16 до 0,3-1,0 мм.

    Тонкие  прожилковые выделения блеклой  руды довольно часто наблюдаются  по трещинам и в межзерновых промежутках  агрегатов пирита или внутри зерен  халькопирита, ассоциирующего с пиритом. Нередко блеклая руда образует неравномерную  вкрапленность среди нерудных минералов  или в срастании с галенитом, сфалеритом и пиритом. Размер включений  блеклой руды в пирите от 0,006 до 0,15 мм., редко до 0,5 мм. сфалерит образует преимущественно теснейшие взаимные прорастания с пиритом и халькопиритом, часто отмечаются срастания сфалерита с нерудными минералами. Размер чистых полей сфалерита колеблется от 0,02 до 0,2 мм форма его выделений: неправильные агрегаты, зерна, прожилки.

    Сфалерит  в руде распределен крайне неравномерно по количеству, от долей до 25-30% в  типичных медно-цинковых рудах, в среднем, от 8-12%. В гипергенных условиях сфалерит в числе первых минералов начинает замещаться ковеллином. В отличии  от халькопирита, сфалерит совместно  с пиритом значительно чаще образует колломорфные агрегаты, где наблюдается  тончайшие взаимопрорастания этих минералов. Преобладающее количество сфалерита представлено высокожелезистым темно-серым мартитом и лишь в незначительных количествах встречается кремовато - коричневая его разновидность (клейофан).

    Нерудными минералами в массивных рудах  является кварц, серицит, хлорит, кальцит, реже эпидот; на флангах в висячем  боку рудных тел, в цементе брекчиевидных  руд широко развит барит – до 5-8%. Повышенные количества мягких нерудных минералов затрудняют осаждение  пирита в сгустителях фабрики.

    Медная  вкрапленная руда.

    Медная  лежалая некондиционная руда относится  к типу вкрапленных сульфидных руд. Главные рудообразующие минералы: пирит (18-35%), халькопирит (0,1-1,2%), сфалерит (1,3%). Нерудные минералы – кварц, серицит, хлорит, кальцит (всего 55-75%). В незначительных количествах присутствует теннатит, борнит, ковеллин.

    Сульфиды  в массе руды представлены пиритом  – от редкой неравномерно рассеянной до густой сплошной и прожилковой  вкрапленности в кварц-серицитовых  породах. Размеры выделений пирита от 5-300 микрон до 0,5-1,5 мм.

    Халькопирит и сфалерит в пустой породе представлены в основном в виде маломощных прожилков. Чаще эти минералы вместе или изолированно друг от друга заполняют межзерновые  промежутки пирита в виде прожилковидных и неправильных выделений, тесно  ассоциируя с нерудными минералами. Незначительная часть халькопирита и сфалерита образуют тесные срастания  с пиритом. Зерна халькопирита имеют  размеры от 10-20 до 130 микрон, выделения  сфалерита от 10-20 до 200 микрон.

    Руда  нижних горизонтов Учалинского месторождения.

    Южная часть месторождения представлена медно-цинковыми и цинковыми рудами с содержанием цинка от 0,30 до 6,50%, меди от 0,40 до 1,80%. В рудной залежи северной части содержание меди колеблется от 0,49 до 1,60%, цинка от 0,30 до 6,50%. В руде центральной части меди содержится от 0,4 до 1,20%, цинка от 1,30 до 8,5%. Содержание серы в массивных рудах на уровне 39%

    Для руд в целом характерна тонко  зернистость. Наибольшей тонко зернистостью. Наибольшей тонко зернистостью отличаются медно-цинковые и цинковые руды южной  части с содержанием цинка  от 5% и более.

    Текстура  руд – массивная, колломорфная, брекчиевидная, пятнистая, полосчатая: структура –  разнозернистая, тонкозернистая, идиоморфная, гипидиоморфная, аллотриоморфно-зернистая.

    Основные  рудообразующие минералы – пирит, сфалерит, халькопирит. Второстепенные – блеклые  руды, галенит, магнетит, гематит, редко  арсенопирит, борнит. Нерудные – кальцит, кварц, серицит, хлорит, барит. Доля нерудных в руде – до 8-20%. Основная масса  руд представлена пиритом, в среде  которого сфалерит, халькопирит, блеклые  руды и другие, рудные и нерудные минералы образуют выделения разнообразных  форм и размеров. Пирит образует разнозернистые агрегаты. До 10-20% пирита от общего количества в руде образуют укрупненные изометрические зерна  размером 0,05-0,2 мм, агрегаты гранобластической структуры размером от 0,3-0,4 до 1 мм. Остальная часть пирита образует тонко зернистые агрегаты, отделенные участки которых имеют колломорфное строение. Размер зерен пирита в среднем 0,01-0,2 мм.

    Халькопирит образует гнездовые и прожилковые  выделения среди агрегатов пирита. Размер зерен халькопирита в них  от 0,005 до 1,0-2,0 мм, в среднем от 0,005 до 0,1 мм. Часть халькопирита находится в тесном срастании с пиритом, размер выделений до тысячных долей мм. Халькопирит содержит включения сфалерита, блеклой руды, единичные зерна галенита, магнетита. Размеры включений от 0,005-0,02 до 0,05 мм.

    Сфалерит  распределен в рудах неравномерно, образует гнездовые, пятнистые и  прожилковые выделения размером от долей мм до нескольких мм. Сфалеритовые выделения содержат идиоморфные  вкрапленники пирита, в свою очередь, содержат большое количество микровключений сфалерита размером 0,001-0,01 мм.

    Блеклая руда, галенит, магнетит, кроме включений  в халькопирите и сфалерите, образуют симметричные единичные, и жило подобные выделения размером 0,005-0,02 мм и более. Гематит образует микровключения в магнетите. В некоторых пробах гематит и магнетит образуют тесные срастания с пиритом. Нерудные минералы распределены в массе руд, размер их зерен 0,01-0,1 мм.

    Медно-цинковые, сплошные медные и вкрапленные руды Учалинского месторождения, представляют собой комплекс сульфидов меди, цинка  и железа, отличающиеся трудной обогатитмостью.

    Труднообогатимость  перерабатываемых руд обусловлена:

    - тесной ассоциацией сульфидов  при весьма неравномерной вкрапленности  – наиболее полное раскрытие  минералов меди, цинка и железа  осуществляется только в самых  тонких классах – 0,030 мм;

    - большой многосортностью руд   в одном месторождении, с различным  содержанием полезных компонентов;

    - разнообразным характером форм  выделений меди, которая встречается  в виде первичных сульфидов  (халькопирита и блеклых руд)  и вторичных сульфидов (ковеллина,  халькозина и борнита).

    Для переработки указанных руд на фабрике действуют две развитых технологических схемы обогащения: коллективно-селективная и селективная  схемы флотации, которые более  подробно будут рассмотрены в  следующем разделе.

 

    2.Режим  работы обогатительной  фабрики и определение  производительности  цехов

    Определим производительность главного корпуса.

    Под производительностью обогатительной фабрики понимается производительность ее главного цеха, т.е. цеха обогащения, называемого главным корпусом фабрики. При непрерывной круглогодовой  работе часовая производительность оборудования главного корпуса определяется по формуле:

    

    где Q_ф.г. – годовая производительность фабрики, т/ч;

           к_н – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерности тех свойств сырья, которые влияют на производительность оборудования данного цеха (к_н=1,0-1,1);

           к_в –коэффициент использования оборудования главного корпуса (к_в =0,91) [3, стр 6];.

    Определим производительность отделения крупного дробления.

    

    где - годовая производительность фабрики; т/год

    N – число рабочих дней в году;

    m – число рабочих смен в сутки;

    n – число рабочих часов в смену;

    Определим производительность отделения среднего и мелкого дробления.

    Режим работы отделения среднего и мелкого  дробления примем:

    -при  работе семь дней в неделю  коэффициент использования оборудования 0,83..

     ,

    где - годовая производительность фабрики; т/год

    N – число рабочих дней в году;

    m – число рабочих смен в сутки;

    n – число рабочих часов в смену. 
 
 

    3.Расчёт  схемы рудоподготовки

    Подготовительные  операции дробления и измельчения  полезных ископаемых перед обогащением  являются наиболее капитало- и энергоемкими. Поэтому выбор схемы дробления  и измельчения имеет важное значение для повышения технико-экономических  показателей по переработки минерального сырья.

    В данной курсовой работе рассматривается  одна схема рудоподготовки: предлагаемая схема к сравнению с действующей.

    Число стадий дробления определяется крупностью и физическими свойствами исходной руды, а также крупностью дробленого продукта, поступающего на измельчение.

    Окончательно  оптимальный вариант схемы дробления  и измельчения выбирается на основании  технико-экономического сравнения. Сравнение  вариантов производится по суммарным  капитальным и эксплуатационным расходам на дробление и измельчение. 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Рис. 1 Схема рудоподготовки предлагаемая для сравнения с действующей  схемой.

    1. Определяем общую степень дробления

    S_общ= ,

    2. Выбираем степень дробления в  отдельных стадиях 

    Степень дробления по отдельным стадиям  S_i ориентировочно определяют через среднюю степень дробления S_ср

    

    если  , то