CC BY
39
© З. Ганбаатар, В.М. Авдохин, 2003
УДК 622.765
З. Ганбаатар, В.М. Авдохин
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСКРЫТИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ В ПРОЦЕССАХ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЕДНО-МОЛИБДЕНОВЫХ РУД
Вкрапленность рудных минералов является одним из главных параметров перерабатываемых руд, от которого зависит в конечном итоге их обогати-мость и экономичность всего технологического передела в целом [1]. Минеральные фракции различной крупности характеризуются отличающейся степенью раскрытости минеральных комплексов, флотируемостью, что делает задачу определения и поддержания оптимального флотофракционного состава руды весьма важной задачей [2]. Главной причиной различий во флотофракционном составе измельченных руд является неодинаковая вкрапленность рудных минералов.
Месторождение Эрдэнэтийн-Овоо представляет собой крупный медно-молибденовый штокверк, сформированный в гранодиорит-порфирах третьей фазы и частично во вмещающих их гранодиоритах и кварцевых диоритах ранних фаз позднепермского селенгинского комплекса. В пределах месторождения прослеживается вертикальная зональность: зоны окисления и выщелачивания, вторичного сульфидного обогащения и первичной сульфидной руды.
Зона окисления и выщелачивания колеблется по глубине от первых десятков метров до 60—80 м и в зоне Центрального разлома достигает 150—170 м. Содержание меди составляет от 0,01 до 0,8 %, степень ее окисления — от 30 до 58 %. Зона вторичного сульфидного обогащения развита практически по всей площади месторождения. Она не имеет четкой нижней границы и постепенно переходит в первичные руды.
Распространение первичных руд в центральной части месторождения прослежено на глубину 1000 м от поверхности. Руды прожилково-вкрапленные. Рудные минералы в первичных рудах представлены в основном пиритом, халькопиритом и молибденитом. Содержание меди в первичных рудах колеблется от 0,3 до 0,7 %.
Результаты стереологического анализа образцов руд с различных горизонтов показывают, что с увеличением глубины разработки (уменьшения абсолютной глубины залегания с 1540 до 1200 м ) происходит заметное снижение вкрапленности сульфидных минералов. Как видно из рис. 1. происходит симбатное уменьшение вкрапленности всех сульфидных минера-
лов меди и, соответственно, среднего диаметра зерен всех
Рис. 1. Зависимости изменения вкрапленности медных минералов от глубины залегания: 1 - халькопирит; 2 - халькозин, ковеллин; 3 -окисленные минералы; 4 - средняя крупность медных минералов.
минеральных форм меди.
Аналогичным образом снижается крупность зерен пирита и молибдена. Различная вкрапленность ценных минералов в рудах делает необходимым решение вопросов оценки эффективности и оптимизации процессов измельчения.
В измельченной руде целесообразно выделить пять классов крупности, отличающихся по флотируемости и степени раскрытия минеральных комплексов. Классы крупности: 1. -5 мк; 2. -20+5 мк; 3. -80 +20 мк; 4. -160+80 мк; +160 мк.
Классы 1 и 5 характеризуются низкой флотируемостью (менее 70%), что обусловлено в первую очередь чрезмерно малой или большой крупностью частиц. Классы 2 и 4 характеризуются достаточно высокой флотируемостью (80-90%), класс 3 имеет максимальную флотируемость (90-95%). С учетом флотируемости фракций различной крупности целесообразно выделить класс +5-160 мк, характеризующийся высокой флотируемостью медных минералов в операции коллективной флотации. Выход «продуктивного класса» (+5-160 мк) является критерием эффективности процесса измельчения, показывающим выход фракции с оптимальным флотофракционным составом.
Анализ изменения выходов классов показывает, что при повышении продолжительности измельчения до 75% класса - 74 мк, происходит закономерное изменение выходов классов:1 и 2 - увеличение выходов; 4 и 5 - уменьшение выходов; 3 - увеличение выходов с снижающейся динамикой. Характерно, что зависимость выхода продуктивного класса (+5-160 мк) от степени измельчения носит экстремальный характер, причем экстремум зависимости наблюдается при измельчении до крупности 68-72 % класса -74 мк. Соответствие оптимальной области измельчения, оцененной по разработанному критерию эффективности, с оптимальной областью
Абсолютная глубина залегания, м
Абсолютная глубина залегания, м
доля меди в раскрытом виде,%
Рис. 2. Зависимости изменения размера зерен медных минералов в измельченной руде (70% кл. - 74 мк). в свободном виде и минеральных комплексах от глубины исходного залегания в рудном теле 1 - халькопирит; 2 - халькозин, ковеллин; 3 - окисленные минералы; 4 - средняя крупность медных минералов
Рис. 3. Зависимость коэффициента уменьшения размера зерен минералов при измельчении (Ка) от глубины залегания измельчаемой руды (сод. класса - 74 мк 65%): - халькопирит; 2 - борнит, халькозин; 3 - окисленные минералы меди
Рис. 4. Зависимость извлечения меди в концентрат от степени раскрыто-сти меди (для классов крупности +5 -160 мк): 1 - для смешанных руд верхних горизонтов, измельчение до крупности 65% кл -74 мк; 2 - для первичных руд нижних горизонтов, измельчение до крупности 65% кл - 74 мк; 3 - для первичных руд нижних горизонтов, измельчение до крупности 70% кл - 74 мк;
по флотируемости позволяет рекомендовать критерий выход «продуктивного класса» для оптимизации рудоподготовительных процессов.
Анализ результатов фракционного анализа по 60 измельченным разовым пробам, отобранных со всех интервалов абсолютной глубины залегания (рис. 2.) показывает, что крупность зерен и включений всех минералов меди в измельченной руде симбатно снижается с понижением горизонта отработки рудного тела. Средняя крупность зерен халькопирита вдвое превышает соответствующее значение для зерен и включений вторичных сульфидов меди, и в 2,4 раза крупность окисленных минералов.
Сопоставление полученных зависимостей изменения средних размеров вкрапленности медных минералов в руде различных горизонтов и размеров зерен и включений этих же минералов в измельченной руде показывает наличие устойчивой закономерности сохранения постоянства коэффициента сокращения размера зерен медных минералов при их измельчении (Ка).
Ка = DJ Dр (1)
где Dг, Dp - средний размер зерен меди в руде и тведой фазе пульпы после операции измельчения.
Установленная закономерность иллюстрируется рис. 3, где представлены зависимости изменения коэффициента сокращения размера зерна минерала при измельчении от глубины залегания рудного тела.
Различия в измельчаемости медных минералов являются основной причиной неравномерного распределения по классам крупности. В мелких классах в наибольшей мере концентрируются вторичные сульфиды меди и окисленные минералы. В остальных классах распределение первичных и вторичных сульфидов меди достаточно равномерно, вторичные и окисленные минералы меди в крупных классах представлены в незначительном количестве.
Процесс концентрирования медных минералов характерен как для смешанных, так и для первичных руд, и связан с относительно низкой прочностью сульфидных и окисленных минералов меди.
Повышение степени измельчения первичных руд до 70% класса - 74 мк приводит к заметному увеличению раскрытия минеральных комплексов. Доля раскрытых минералов меди во фракции - 44 мк
Таблица 1
ИЗМЕНЕНИЕ ПОФРАКЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ В КОЛЛЕКТИВНЫЙ КОНЦЕНТРАТ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ КРУПНОСТИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СМЕШАННОЙ РУДЫ ВЕРХНИХ ГОРИЗОНТОВ
Таблица 2
ИЗМЕНЕНИЕ ПОФРАКЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ В КОЛЛЕКТИВНЫЙ КОНЦЕНТРАТ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ КРУПНОСТИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПЕРВИЧНОЙ РУДЫ НИЖНИХ ГОРИЗОНТОВ
Классы крупности Выход класса — 74 мк в измельченном продукте, %
65 69 72 75
1 (- 5 мм) 78,2 77,3 76,1 74,5
2 (-20 + 5 мм) 92,2 91,5 90,6 89,6
3 (-80 +20 мм) 95,5 95,0 94,4 93,3
4 (-160 + 80 мм) 79,6 79,2 78,4 77,3
5 (+160 мм) 45,0 44,2 43,3 42,2
Общее извлечение 87,26 87,27 86,53 85,42
87,5
85 -I---------------------------------------------------------
64 66 68 70 72 74 76
Крупность измельчения, % кл. -74 мк
первичных руд увеличивается до 80%, во фракции 74 мк -до 50%.
Анализ полученных результатов показывает наличие устойчивой связи между раскрытостью минеральных комплексов и их флотируемостью. Фракции с долей медных минералов в раскрытом виде более 60% характеризуются высоким извлечением, близким к соответствующим значениям для чистых минералов. При уменьшении доли раскрытых минералов меди от 40 до 5 % извлечение меди падает от 90 до 40% (Рис. 4). Характерно, что зависимости для различных типов руд при одинаковой степени
Классы Выход класса — 74 мк
крупности в измельченном продукте, %
65 69 72 75
- 5 мм 79,2 78,3 77,6 76,5
- 20 + 5 мм 92,0 91,7 90,9 89,9
- 80 +20 мм 94,0 93,6 93,0 92,3
- 160 + 80 мм 69,6 68,2 66,4 64,3
+160 мм 32,0 30,6 29,3 27,2
Общее извлечение 85,66 86,27 86,43 86,40
Рис. 5. Зависимость извлечения меди в концентрат коллективной флотации от крупности измельчения: 1 - смешанная руда верхних горизонтов; 2 - первичная руда нижних горизонтов
измельчения весьма близки.
Оценка оптимальной степени измельчения руды, проведенная по данным о флотируемости отдельных классов крупности при различных степенях измельчения (табл. 1, 2), показали, что смешанные руды целесообразно измельчать до крупности 65 % кл. -74 мк а первичные руды нижних горизонтов - до крупности 72 % кл. - 74 мк. (рис. 5).
Таким образом, в результате проведенных исследований формирования гранулометрического состава измельчаемой руды, степени раскрытия сростков и фло-тируемости фракций различных классов крупности установлена необходимость поддержания степени измельчения смешанных руд верхних горизонтов до крупности 65 % класса - 74 мк, а первичных сульфидных руд нижних горизонтов до крупности 72% кл. - 74 мк. Неодинаковая необходимая степень измельчения руд, добываемых с различных горизонтов (абсолютных уровней залегания) ставит вопрос разработки методов контроля сортности руды, поступающей на переработку. Разработанный критерий эффективности процессов измельчения (выход продуктивного класса) предназначен для использования при оптимизации процессов измельчения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Отгонбилэг Ш., Даваацэрэн Г., Баа-тархуу Ж. Влияние размера вкрапленности сульфидов меди на технологические показатели их обогащения // Горный журнал -
1998, № 2 с.47-48.
2. Тихонов О.Н. Расчет схем обогащения с учетом распределения частиц минерального сырья по
их физическим свойствам // Обогащение руд. - 1978. - № 4. -с. 21-27.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Ганбаатар З. — СП «ЭРДЭНЭТ».
Авдохин Виктор Михайлович. — профессор, доктор технических наук, зав. кафедрой, Московский государственный горный университет.
