Мобильные агрегаты и передвижные обогатительные установки для переработки минерального сырья при эксплуатации рудных карьеров Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

------------------------------------- © Г.В. Секисов, И.В. Костромина,

Н.В. Зыков, А.А. Якимов,

2005

УДК 622.7

Г.В. Секисов, И.В. Костромина, Н.В. Зыков, А.А. Якимов

МОБИЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ И ПЕРЕДВИЖНЫЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РУДНЫХ КАРЬЕРОВ

Семинар № 15

Состояние сырьевой базы полезных ископаемых в настоящее время диктует необходимость введения в эксплуатацию маломощных месторождений минерального сырья, отвалов горных пород и хвостов обогатительных фабрик. Кроме этого, в настоящее время возникает необходимость вовлечения в эксплуатацию небольших рудных участков, когда экономически нецелесообразно строительство стационарных обогатительных фабрик.

Наиболее целесообразным при вовлечении в переработку таких руд и рудной массы отвалов является создание передвижных обогатительных установок, которые после отработки одного объекта могут быть легко перенесены на другой.

При разработке передвижных обогатительных комплексов зарубежными и отечественными организациями работы ведутся как в направлении создания небольших мобильных и передвижных установок, ограниченного спектра действия, так и в области создания передвижных обогатительных фабрик с включением всего комплекса технологического оборудования.

Разработкой и изготовлением передвижных установок по обогащению минерального сырья занимаются фирмы Швеции, США, Канады, Германии, других зарубежных стран, а также некоторые организации нашей страны. Известная шведская фирма Sala Inter-national выпускает

передвижные обогатительные комплексы, которые находят широкое применение. В настоящее время фирма производит разнообразные обогатительные системы производительностью от 100 до 1500 т руды в сутки. Типичный обогатительный комплекс производительностью 3-10 т в час состоит из циклов дробления, измельчения, гравитационного обогащения, цианирования, угольной сорбции, электролиза и плавки.

Дробление руды позволяет снизить крупность исходного материала с 450 до 12 мм. В ходе последующего измельчения крупность готового продукта доводится до 80 % класса -0,1 мм. Гравитационное обогащение на винтовых сепараторах и концентрационных столах включается в замкнутый цикл шаровой мельницы, слив гидроциклонов через сгуститель направляется на цианирование. Далее следует стандартный цикл операций сорбционной технологии. Конечной продукцией схемы являются золотые слитки.

Канадское отделение фирмы Sala изготавливает передвижные и переносные обогатительные установки Coravan Mill различной мощности, компонуемые из отдельных узлов (модулей), предназначенных как для промышленного освоения небольших и средних месторождений различных руд, так и для проведения полупромышленных испытаний [1]. Каждый модуль представляет собой самостоятельный технологический узел, способный к

автономной работе. Модули поставляются с полностью смонтированным оборудованием и снабжены всеми необходимыми вспомогательными устройствами. В соответствие с требуемой технологической схемой переработки производится комплектование модулей.

Время монтажа передвижной обогатительной фабрики Caravan Mill средней производительности (100 тыс. тонн в год) с момента прибытия на место до пуска составляет 2-3 недели. По сравнению со стационарными обогатительными фабриками передвижные фабрики Caravan Mill обладают рядом преимуществ:

• значительно меньшие капитальные затраты;

• возможность более быстрого увеличения производительности за счет добавления новых унифицированных узлов;

• быстрое и простое перемещение оборудования на новую площадку;

• более короткий срок окупаемости затрат на строительство фабрики.

Каждый модуль обогатительной фабрики,выпускаемой немецкой фирмой Humholdt Wedag [1], представляет собой установку, готовую к работе и осуществляющую какую-либо часть процесса. Выпускаемые модули охватывают все стадии процесса обогащения и включают набор оборудования для первичного и вторичного дробления, шарового измельчения, классификации, флотации, обогащения на винтовых сепараторах, обогащения в тя-желосредных сепараторах, обогащения в отсадочных машинах, выщелачивания, угольной сорбции, сгущения, фильтрации. Основные преимущества модульных обо-гатительныхфабрик, выпускаемых фирмой Humholdt Wedag таковы:

• приспосабливаемость технологических процессов и производительности установки к потребности небольших и средних предриятий;

• наблюдение и контроль за работой всех технологических модулей из центральной диспетчерской, что позволяет обеспечить непрерывную работу;

• соединение модулей осуществляется с помощью транспортного оборудо-вания(насосы, ленточные конвейеры, бункера), в ряде случаев используются регулируемые по высоте ленточные конвейеры;

• размещение передвижных обогатительных установок на месте монтажа на прочном основании;

• снабжение установки гидравлическим подъемным устройством;

• возможность обеспечения электроэнергией от дизельного электродвигателя.

Передвижные флотационные фабрики небольшой производительности «Моби-лия» разработаны финской фирмой Rauma Repola. В состав установки входят: питатели, дробилки производительностью 1530 т в час, мельницы производительно -стью 5-15 т в час, флотационные машины, установки для обезвоживания концентрата, ленточные конвейеры [2]. Все технологические узлы фабрики смонтированы на прицепах и оснащены всеми вспомогательными устройствами, а также оборудованием для дозирования реагентов.

Для горных предприятий мелкого и среднего масштабов предназначена передвижная обогатительная фабрика Trailer Mills. Фабрика комплектуется из отдельных технологических модулей, смонтированных на колесных трейерах. Технологический процесс фабрики может включать дробление, измельчение, гравитационное обогащение, флотацию, тяжелосредную и магнитную сепарацию, сгущение и фильтрацию [3].

Типы и сочетания модулей, а также производительность каждого из них определяют, исходя из принятой технологической схемы обогащения и требуемой производительности всей фабрики. Установки могут эксплуатироваться в любых климатических условиях. При необходимости установку можно смонтировать в помещении из сборных блоков, которые обеспечиваются воздушным подогревом.

Передвижные гравитационные установки предназначены, в основном, для извлечения золота и других тяжелых металлов из рудных и россыпных месторождений с использованием метода гравитационного обогащения. Как правило, в начале технологического процесса используются различные промывочные устройства - барабанные и вибрационные грохота. В качестве основного обогатительного оборудования используются шлюзы, отсадочные машины, концентрационные столы, центробежные концентраторы. На производстве оборудования для переработки минерального сырья россыпных месторождений специализируется американская фирма Goldfield Enjineering and Machine Works. Промывочные установки фирмы обеспечивают производительность 7,7-582 м3/ч и предназначены для извлечения золота крупнее 50 мкм [4]. Установки оснащены ловушками для улавливания самородков, промывочным барабаном и шлюзом. В результате обогащения на установке извлекается до 95 % золота.

Для извлечения тонкого золота предназначены передвижные установки американской фирмы Vardax Consultans, канадской фирмы Knelson International производительностью в пределах 23-380 м3/ч [5].

Отечественные сборно-разборные обогатительные установки впервые были спроектированы в конце 30-х годов минувшего столетия институтом «Меха-нобр». Впоследствии разработкой таких установок, наряду с «Механобром, занимались и другие организации (Хозмехобр, СКБ ТОМ г. Новосибирск, ВНИИХТ и др.).

Одними из первых отечественных разработок передвижной обогатительной фабрики явились проекты СКПТБ Каз-минцвета [6] и сборно-разборного золото-извлекательного завода [7]. Эти передвижные комплексы были предназначены для отработки мелких золоторудных месторождений Казахстана.

К началу 90-х годов в бывшем СССР было разработано свыше 50 модулей для

гравитационных и флотационных обогатительных фабрик, охватывающих необходимые технологические переделы - от среднего дробления до обезвоживания и сушки концентратов.

Разработанные модули по технологическому назначению могут быть разделены на следующие группы: дробильные, измельчительные, классификационные,

гравитационные, флотационные, для подготовки реагентов, магнитного обогащения, сгущения пульпы, фильтрации, сушки, обогащения в тяжелых суспензиях и другие.

В связи с тем, что подавляющее большинство месторождений руд цветных, редких и благородных металлов находится в северных и восточных районах, проектирование было ориентировано на создание таких фабрик в сборно-разборных зданиях, а модули - узлы оборудования -выполнены на металлоконструкциях, опирающихся на салазки. Габариты модулей позволяют осуществить их перевозку железнодорожным и автомобильным транспортом, а в случае необходимости - перемещать волоком на небольшие расстояния.

Модульная система компоновки оборудования заложена в проект передвижной обогатительной фабрики ПРОК-400, разработанной институтом «Механобр» и предназначенной для переработки малосульфидных кварцевых золотосодержащих руд [8].

Передвижной разборный обогатительный комплекс производительностью 400 т/сут разработан применительно к климатическим условиям Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. В основу проекта заложена гравитационно-флотационная схема обогащения руд, включающая технологические операции:

• дробление и измельчение руды от исходной крупности 300 мм до крупности 80 % кл. -0,074 мм;

• гравитационное обогащение на отсадочных машинах и концентрационных столах;

• флотационное обогащение;

• сгущение, фильтрацию и сушку флотационного концентрата.

Передвижной модульный комплекс, предназначенный для переработки золото - и серебросодержащих руд и песков россыпей, разработан Всесоюзным научноисследовательским институтом химических технологий (ВНИИХТ) [9]. Комплекс включает следующие модули:

• дробильно-измельчительные (4

стадии) с промежуточным грохочением;

• обогатительные (2 стадии винтовых сепараторов);

• вспомогательные модули.

Нами разработана и запатентована прогрессивная технология освоения рудных месторождений скального и полу-скального типов. Данная технология базируется на использовании подготовительно-обогатительного комплекса, состоящего из минерально-подготови-тельного агрегата, консольного передаточного устройства и мобильного обогатительного агрегата. Этот комплекс размещается непосредственно в рабо-чей зоне карьера.

По назначению и производительности все известные технологические комплексы делятся на следующие группы:

• разведочные - с малой производительностью по руде до 1 т/ч, предназначенные для работ в составе геологической экспедиции;

• средней производительности (2030 т/ч), предназначенные для разработки малых месторождений;

• комплексы типа «Экстра» выше средней производительности (до 50 т/ч), с кучным выщелачиванием.

Как правило, в процессе обогащения на передвижных установках получают концентраты, направляемые на последующую переработку в стационарных условиях, хотя в последние годы появились модульные установки по цианированию, сорбции золота на активированный уголь.

Таким образом, работы по производству мобильных технологических комплексов идут в направлении создания модульных обогатительных фабрик с полным циклом технологических операций.

Изготовлением и монтажом передвижных комплексов за рубежом занимаются более 25 фирм, продукция которых находит широкое применение в промышленной практике. В нашей стране работы по освоению и переработке руд малых место -рождений и отвалов некондиционных руд и минерализованных пород развиваются в направлении создания модульных сборноразборных обогатительных фабрик. Однако широкого применения в отечественной практике золотодобычи передвижные фабрики и мобильные агрегаты пока не нашли.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Модульные обогатительные фабрики на трейлерах фирмы // Проспект фирмы КНВ France

S.E. - сер. Обогащение руд цветных металлов: ЦНИИцветэкономики и информ. 1986 - Реф. 7.3.

2. Передвижная обогатительная установка «Мобилия» //Проект фирмы Rauma Repola: - сер. Горнорудное производство и обогащение руд. Черметинформация 1988 - С. 4-7.

3. Trailer Mills - современный тип обогатительной фабрики для горных предприятий малого и среднего масштаба / ИРГИредмет -№2656 - Иркутск - 1984 - 13 с.

4. Alaskan portable washplants // California Mining Jernal - 1990 March - P.9/

5. Placer Gold recovery plants // Miningh Magazine 1986 - № 1 - P.

6. Передвижная обогатительная фабрика: Отраслевой проект / СКБ Казминцветмета Алма-Ата - 1975 - 24 с.

7. Сборно-разборный золотоизвлекательный завод: Отраслевой проект / СКБ Казминцветмета Алма-Ата - 1975 - 23 с.

8. Редченко Е.Т. Новые принципы организации технологического процесса с применением передвижного обогатительного комплекса для освоения мелких месторождений // Новые достижения и перспективы развития теории и практики переработки руд цветных металлов / Механобр. - 1990 - С.253-262.

— Коротко об авторах

Секисов Г.В., Костромина И.В., Зыков Н.В., Якимов А.А. - ИГД ДВО РАН.

------------------------------------------ © В.П. Мязин, В.Г. Черкасов,

2005

УДК 622.75

В.П. Мязин, В.Г. Черкасов

РАЗРАБОТКА МОДУЛЕЙ ДЛЯ КОНСТРУКТИВНОАППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ СИСТЕМ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНООБОГАТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Семинар № 15

Я а объектах россыпной металлодо-бычи современные транспортнообогатительные комплексы по технологии работ тесно увязаны с системой водопод-готовки, базирующейся на кондиционировании оборотной воды через внешние пруды-отстой-ники, которые являются сдерживающим фактором в техническом совершенствовании и развитии всего цикла гидромеханизированного способа разработки россыпных месторождений. Между тем обеспечение экологической безопасности естественных водоемов в районах ведения горных работ путем сооружения каскада плотин, дамб, руслоотводных каналов ста-вит под сомнение разработку небольших месторождений. Уровень развития системы водоподго-товки оказывается ключевой проблемой и при ведении работ в безводной мест-

ности или с отрицательным балансом водопотребления. В связи с этим обеспечение транспортно-обогатительных

комплексов надежными техническими средствами по комплексному разделению образующихся массопотоков гидровзвеси приобретает все большую актуальность.

Прогрессивное направление, которое активно развивается в отечественной и зарубежной практике по созданию систем оборотного водоснабжения, базируется на энергосберигающей технологии, в основе которой лежит принцип тонкослойного отстаивания. Анализ технологических

возможностей известных аппаратов (например, конструкции Ламелла, Уралмеха-нобра, НИИ ВОДГЕО и др.) показывает, что их применение к процессам водопод-готовки при разработке россыпных место-