Комплексная рудоподготовка в современных условиях производства минеральной продукции Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Г.В. Сскисов, А.В. Александров, Н.М. Литвинова, 2013

УДК 622.7

Г.В. Сскисов, А.В. Александров, Н.М. Литвинова

КОМПЛЕКСНАЯ РУДОПОДГОТОВКА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

Рассмотрены проблемы рационального использования минеральных ресурсов с позиции рудоподготовки. Проанализированы основные тенденции совершенствования технологических схем на современном этапе.

Ключевые слова: рациональное использование минеральных ресурсов, интенсификация рудоподготовки, управления технологическими свойствами минералов.

И Ш ерспективы развития эко-Л Л номического минерало-пользования в Дальневосточном регионе, наращивание темпов добычи и производства минеральной продукции связываются в первую очередь с воспроизводством минерально-сырьевой базы, а во вторую — с рациональным освоением подготовленных к эксплуатации объектов. Освоение золоторудного потенциала наиболее перспективно в ближайшее время за счет больше-объёмных месторождений в черно-сланцевых толщах и карбонатных отложениях. В последние годы в районах традиционной золотодобычи, в частности, в Магаданской области, были подтверждены перспективы обнаружения новых объектов такого типа, освоение которых с применением современных технологий добычи и переработки руд позволит в среднесрочной перспективе в 15—2 раза увеличить масштабы добычи золота. Необходимо также выявление новых золо-тосеребряных месторождений в пределах гигантских вулканогенных поясов Дальнего Востока. Место-

рождения этого типа — наиболее востребованные объекты добычи благородных металлов в регионе. К ним относится большинство отрабатываемых в настоящее время месторождений золота и серебра (Ку-бакинское, Многовершинное, Дукат, Лунное, Покровское, Хаканд-жинское, Купол, Валунистое, Бир-качан и др.). Необходимы разведка и освоение новых сереброрудных месторождений, предпосылки для выявления которых имеются восточной части Якутии. Одним из важных факторов рационального и эффективного освоения объектов экономического минералопользова-ния в регионе является реализация добычи сырья с минимальными потерями и минимальным разубожи-ванием полезных компонентов с целью максимального извлечения полезных компонентов с широким применением энерго — и ресурсосберегающих, безотходных и безопасных технологий переработки сырья.

Рациональное использование минеральных ресурсов в целом должно не только повышать качество подго-

Сквозная рудоминеральная и технологическая рудоподготовка

с

Геолого-технологическая рудоподготовка

Эксплуатационная (горнотехнологическая) рудоподготовка

Смежноэксплуатационная рудоподготовка

Постобогатительная рудоминеральная подготовка

Минерально-химическая рудоминеральная подготовка

Обогатительная рудоподготовка

Рис. 1. Исходный производственно-стадийный состав сквозной технологической рудоминеральной подготовки

товки рудоминеральной (в том числе и собственно рудной) массы к переработке, но и при этом обеспечивать стабильность гранулометрического со-става, сохранение основных технологических свойств рудоминераль-ного сырья, что в большей степени зависят от уровня и состояния техники и технологии его подготовки. Проблемы повышения эффективности обогатительных процессов и надежности использования оборудования могут быть эффективно решены, если при переработке труднообога-тимых руд неотъемлемым подготовительным про-цессом станет организационно-техно-логическая система направленного изменения технологических свойств разделяемых полезных минералов и, прежде всего, повышение их контрастности. Минеральная подготовка — интегральная категория по отношению к процессам подготовки любого минерального сырья, которая должна стать единой системой способов и технологических приемов целенаправленного физического, биологического, механического воздействия на полезное

ископаемое, минеральное сырье и промпродукты, обеспечивающих повышение их качества, раскрытие минеральных зерен, улучшение их поверхностных свойств и стабилизацию основных технологических параметров [1].

К процессам минеральной подготовки (МПд) можно отнести не только дробление и измельчение породы, но и последующие промежуточные этапы в технологической цепочке получения готовой минеральной продукции.

Данная организационно-технологическая система должна представлять собой иерархическую сквозную ру-доминеральную подготовку, начиная в производственном отношении с геологоразведочных работ и завершая минеральноподготовительной операцией при получении минеральной продукции. На рис. 1 представлена схема, отражающая первичный уровень иерархической системы ру-доподготовки.

В рамках данных исследований рассматривается возможность управления технологическими свойствами минера-

лов на этапе подготовки к основным операциям обогащения минерального сырья, так называемой категории ми-нералоподготовки — предсобственно-обогатительной рудоподготовки. Данный тип рудоподготовки включает в себя стадии — дезинтеграция, дробление, грохочение, усреднение, осуществляемое до обогатительных процессов: флотации, гравитации и т.д.

Для решения проблемы снижения стоимости измельчения ведутся работы по следующим направлениям: определение оптимальной размалывающей нагрузки по всем параметрам измельчения; повышение эффективности работы классифицирующего оборудования; поиск наиболее износостойкой и экономичной футеровки мельницы; разработка более энергонапряженных, экономичных измельчительных аппаратов и эффективных способов воздействия на руду.

При выборе способов дезинтеграции основное внимание должно быть уделено изучению физико-химических характеристик сырья, подлежащего переработке. Значение его специфических особенностей позволяет разработать такую последовательность и такой уровень воздействий, которые обеспечивают выполнение классического уровня «не дробить ничего лишнего». Применительно к сырью, перерабатываемому на горно-обогатительных предприятиях, это условие определяет необходимость раскрытия сростков без нарушения целостности, излишнего ошламования полезных компонентов при сохранении вмещающей породы в максимально крупной фракции. Именно знание прочностных и текстурно-структурных особенностей руд и свойств полезных компонентов позволяет выбрать рациональные способы и схему дезинте-

грации, обеспечивающие пониженные капитальные затраты и эксплуатационные расходы и наилучшие технологические показатели последующего обогащения [2].

По данным анализа состояния практики рудоподготовки за рубежом — рудное полусамоизмельчение доминирует в качестве основного процесса на флотационных обогатительных фабриках, вытесняя стандартный способ стадиального дробления и измельчения стальной средой. Областью устойчивых позиций стадиального дробления в проектах новых фабрик остаются предприятия, использующие процессы кучного выщелачивания и электролитического осаждения. В качестве мероприятий по снижению издержек горнотранспортного цеха первичное дробление размещают непосредственно в карьере. Для интенсификации процесса полусамоизмельчения в мельницу добавляют крупные шары, примененя-ют додрабливание фракций критической крупности, выводят трудноиз-мельчаемые фракции в отдельный склад. При применении грохотов на разгрузке мельниц устанавливают два агрегата для снижения простоев мельницы. На ряде фабрик при переработке руды повышенной твердости используют технологический прием — пред-дробление в дробилке среднего дробления. Для измельчения концентратов и промпродуктов применяются вертикальные мельницы (потребление энергии на 30 % ниже, чем у шаровых мельниц, простота монтажа, отсутствие мощного фундамента, малошум-ность при эксплуатации). Внедрение дробилок нового поколения типа МР-800, МР-1 000 и Hudrocone-8 800 ведущих фирм «Metso minerals» и «Sandvik» наблюдается в основном при модернизации действующих фабрик — в Чили, Аргентине, Китае,

Польше. Повышенное внимание наблюдается к измельчающим валкам высокого давления (ИВВД), выпускаемыми фирмами «Krupp Polysius», «Humboldt Wedag» и «Koppern» (Германия). ИВВД. [3].

В России также наблюдается тенденция реализации схем с использованием процессов первичного самоизмельчения в схемах рудоподготов-ки, дробления в валках высокого давления (фабрика «Сухой Лог»). Наряду с основными аппаратами для рудо-подготовки, выпускаемыми зарубежными фирмами, перспективным направлением снижение крупности дробленого продукта до 10—5 мм является использование конусных инерционных дробилок (КИД) НПК «Механобр-техника».

Самоизмельчение (первичное или рудногалечное) благодаря лучшей селективности раскрытия сростков имеет преимущества перед традиционной технологией дезинтеграции при подготовке к обогащению материала с тонковкрапленным золотом и к гидрометаллургической переработке золотосодержащих руд. При этом в ряде случаев, даже при переработке руд повышенной крепости применение самоизмельчения позволяет перекрыть удорожание рудоподготовки прибылью от дополнительно полученного металла и повышенного качества концентратов.

Использование методов интенсификации первичного самоизмельчения позволяет расширить область ее использования — вывод из цикла самоизмельчения упорных критических классов крупности, подгрузка в мельницы самоизмельчения стальных мелющих тел, использование инерционных дробилок КИД НПК «Механобр-техника» для додрабливания крупнокусковых фракций и для предварительного

дробления крупных классов перед мельницами самоизмельчения [2].

В качестве примера реализации современной схемы рудоподготовки золотосодержащей руды приведена схема цепи аппаратов рудоподгото-вительного комплекса при освоении золото-серебрянного месторождения Хаканджинское (рис. 1 — корпус крупного и среднего дробления, рис. 2 — корпус мелкого дробления) при освоении золото-серебрянного месторождения Хаканджинское. По проекту 2001 года была предусмотрена трехстадиальная схема дробления до крупности -5+0 мм, в дальнейшем, для устранения проблем, связанных с транспортировкой и грохочением окомковывающейся руды, была смонтирована система отмывки руды в цикле мелкого дробления, но поднять производительность цикла мелкого дробления не удалось. Для компенсации отрицательного действия текстурных особенностей перерабатываемых руд в дальнейшем предложена схема с применением технологии самоизмельчения. Работа рудоподготовительного комплекса предусматривается в двух режимах: основной режим — дробление руды в одну стадию и подача крупнодробленой руды в мельницу корпуса полуса-моизмельчения, резервный режим — трехстадиальное дробления с отмывкой руды на стадии мелкого дробления и подачей готового продукта в главный корпус ЗИФ.

Состав рудоподготовительного комплекса: открытый автомобильный склад исходной руды; конвейерный склад крупнодробленной руды; конвейерный склад среднедроблен-ной руды.

Общая технологическая цепочка по транспортированию и переработке

Рис. 2. Схема цепи аппаратов рудоподготовительного комплекса при освоении золото-серебряиного месторождения Хаканджинское (корпус крупного и среднего дробления)

Рис. 3. Схема цепи аппаратов рудоподготовительиого комплекса при освоении золото-серебряииого месторождения Хаканджинское (корпус мелкого дробления)

руду от карьера до главного корпуса делится на самостоятельные технологические участки:

• крупное дробление в основном режиме;

• крупное и среднее дробление в резервном режиме;

• конвейерная подача крупнодробленой руды в мельницу полу-самоизмельчения в основном режиме;

• мелкое дробление в резервном режиме с подачей мелкодробленой руды в отделение измельчения главного корпуса ЗИФ [4]

Таким образом, при комплексной рудоподготовке в современных усло-

виях производства минеральной продукции необходимо учитывать все многообразие факторов, которые могут повлиять на эффективность принятой схемы. Технико-экономическое обоснование рекомендуемой технологии и схемы рудопод-готовки следует выполнять после сопоставления двух-трех вариантов, разработанных на основании результатов представительных исследований и аналогов с использованием последних достижений в технике и технологии дезинтеграции с учетом физико-химических и минералогических характеристик сырья, подлежащего переработке.

1. Секисов Г.В., Резник Ю.Н. Минеральная подготовка и технические системы. М.: Издательство «ВЛАДМО», 2000. — 392 с., 286 илл.

2. Бортников А.В., Самуков А.Д. Методический подход к выбору рациональной технологии и схемы рудоподготовки. Обогащение руд. 2010 г. № 2, С. 3—7.

3. Баранов В.Ф. (ЗАО «Механобр инжиниринг»). Современная мировая практика

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

в области рудоподготовки (зарубежный опыт). «Обогащение руд». 2004. № 3. С. 41—46.

4. Корректировка рабочего проекта. «Золото-серебрянное месторождение Ха-канжинское. Горно-металлургический комплекс. Первая очередь. Технологические решения по переработке руды». Том 1. 2005 г. 5233

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Секисов Г.В. — доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией, Александров А.В. — доктор технических наук, профессор, зам. директора, alexandrov27@mail.ru,

Литвинова Н.М. — кандидат технических наук, старший научный сотрудник,

nauka22@yandex.ru,

Институт горного дела ДВО РАН.

А