Работа горно-обогатительных комбинатов в современных рыночных условиях требует совершенствования техники и технологии переработки железорудного сырья с получением товарной продукции требуемого качества и высокой рентабельностью.
Технология получения железорудного концентрата на предприятиях России и стран СНГ
На крупнейших железорудных предприятиях России и стран СНГ исходная руда, в зависимости от вещественного состава и крупности дробления, перерабатывается по технологии стадиального измельчения и мокрой магнитной сепарации.
Магнетитовые кварциты перерабатываются на обогатительных фабриках Костомукшского, Лебединского, Михайловского, Оленегорского и Стойленского комбинатов (Россия), а также на предприятиях Украины: ИнГОК, НКГОК, Полтавский, СевГОК, ЦГОК, ЮГОК.
Скарновые магнетитовые руды обогащаются на Коршуновском, Ковдорском, Высокогорском ГОКах, на обогатительных фабриках ОАО «Евразруда» г. Новокузнецк (Россия) и на ОАО «ССГПО» (Казахстан).
На Среднем Урале на обогатительной фабрике ОАО «Качканарский ГОК» «Ванадий» перерабатываются бедные по содержанию железа титаномагнетиты Гусевогорского месторождения.
В начале 70-х годов началось освоение технологии самоизмельчения магнетитовых кварцитов на Лебединском ГОКе (Россия), СевГОКе и ИнГОКе (Украина). Это позволило снизить капитальные затраты на строительство предприятий на 20%, но при этом на 20% увеличился удельный расход электроэнергии.
Сухая магнитная сепарация в основном применяется на предприятиях Урала, Сибири и Казахстана (ССГПО). Она находит широкое применения на предприятиях, перерабатывающих магнетитовые кварциты, – Михайловском, Стойленском комбинате (Россия) и Ингулецком ГОК (Украина).
Магнетитовые кварциты перерабатываются по технологии трехстадиального измельчения с четырьмя-пятью стадиями мокрой магнитной сепарации, операциями дешламации и обезвоживания. Технология двухстадиального измельчения применяется при обогащении скарновых руд Коршуновского, Ковдорского, Высокогорского комбинатов и на Абагурской обогатительной фабрике.
Первая стадия измельчения осуществляется в стержневой мельнице (Костомукшский, Качканарский, Оленегорский, Ковдорский, Коршуновский комбинаты и ССГПО (Казахстан). Шаровое измельчение исходной руды применяется на обогатительных фабриках Михайловского, Стойленского, Высокогорского ГОКов, ОАО «Евразруда» г. Новокузнецк.
Перечень основного технологического оборудования, используемого на предприятиях, представлен в таблице № 1.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Исходная руда в I стадии измельчается в стержневых мельницах объемом от 32 м3 (Коршуновский ГОК) до 49 м3(Костомукшский ГОК) и шаровых мельницах объемом от 22,4 м3 (Абагурская фабрика) до 140 м3 (Стойленский ГОК). Шаровые мельницы в I стадии измельчения работают в замкнутом цикле со спиральными классификаторами, а во II и III стадиях –в замкнутом цикле с гидроциклонами диаметром от 250 мм до 710 мм. Удельная производительность мельниц I стадии по исходной руде колеблется от 6,5 т/м3·час (ССГПО) до 3,15 т/м3·час (ОАО «Евразруда»).
Во второй стадии измельчения удельная производительность мельниц по готовому классу изменяется от 1,1 т/м3·час (Стойленский ГОК) до 0,64 т/м3·час (Качканарский ГОК), а в III стадии измельчения от 0,21 т/м3·час (Лебединский ГОК) до 0,913 т/м3·час (Стойленский ГОК). Удельная производительность по готовому классу зависит от вещественного состава перерабатываемого сырья, состава шаровой загрузки, объема мельницы и требуемой крупности измельчения по готовому классу.
Исследованиями установлено, что производительность шаровых мельниц в большей степени зависит от количества шаровой загрузки и ее качества. Недостаток шаров и неправильно подобранная их крупность снижают удельную производительность мельниц.
Рис. 1. Конусная дробилка Nordberg серии НР 300 установлена специалистами компании Metso Minerals для «Российской горной компании» в Плесецке (Архангельская область)
В первой стадии измельчения, в зависимости от крупности дробленой руды, используются шары диаметром от 80 до 125 мм. Для измельчения руды крупностью 25–0 мм применяются шары диаметром 100–125 мм. Шары диаметром 80–90 мм используются при измельчении руды мельче 12–0 мм.
Единовременная загрузка, а также последующая догрузка мельниц крупными шарами приводит к тому, что в мельнице практически отсутствуют мелкие шары.
Наличие крупных шаров вызывает раскалывание шаров пополам и образование так называемой «плоскуши», ухудшающей условия измельчения и увеличивающей расход шаров. Отсутствие бутары приводит к накоплению металлического скрапа в мельнице и классификаторе.
Ограничение количества крупных шаров (крупнее 80 мм), загружаемых в мельницу, и применение смеси шаров различного диаметра может существенно повысить эффективность работы узла измельчения.
Характер крупности шаров в мельнице определяется согласно известным теориям износа шаров [2,3,4,5]. При использовании только крупных шаров они остаются преобладающими на протяжении всего времени работы мельницы, и сама мельница рационального состава шаров в этом случае не вырабатывает.
Поскольку измельчение рудного сырья в мельнице производится за счет ударов и истирания, то в том и другом случае преимущество имеют мелкие шары, так как в единицу времени они произведут значительно большее количество ударов, а большую работу производят истиранием за счет превосходящей поверхности (табл. 2).
Сравнение количества шаров в мельнице и образуемой ими поверхности в зависимости от диаметра приводится в табл. 2.
|
Анализ данных табл. 2 показывает, что применение шаров диаметром 100 и 80 мм, в сравнении с шарами диаметром 125 мм, увеличивает количество шаров в мельнице МШР-32*31 соответственно в 1,95 и 3,81 раза, а площадь шаровой поверхности возрастает соответственно на 25 и 56,2%.
Еще в 1975 году на обогатительной фабрике Высокогорского ГОКа проведены сравнительные испытания мельниц МШР-32Ч31, загруженных шарами различного диаметра в соотношении: диаметром 100 мм – 50%; диаметром 80 мм – 30%; диаметром 60 и 80 мм в соотношении 70 и 25% в мельницу секции № 2 и 50 и 50% в мельницу секции № 4.
Крупность измельчаемой руды на фабрике 15 мм. Этими исследованиями установлено, что применение рационированной загрузки мельниц шарами позволяет повысить их удельную производительность по кл. –0,071 мм на 11,5% для случая дозагрузки мельниц шарами диаметром 100 и 80 мм в соотношении 1:1.
Во второй стадии измельчения рекомендуется применение шаров диаметром 40 мм и мельче, поскольку в этом случае основной эффект достигается за счет истирания материала. Данные таблицы 2 показывают, что при загрузке мельниц II стадии измельчения шарами диаметром 40 мм, в сравнении с шарами диаметром 60 мм, количество шаров увеличивается в 2,95 раза, а поверхность, образуемая шарами, возрастает в 1,31 раза.
Сравнительные испытания применения шаров диаметром 40 мм вместо 60 мм на Качканарском [7] и Соколовско-Сарбайском [8] горно-обогатительных комбинатах показали повышение удельной производительности мельниц II стадии измельчения по кл. –0,071 мм на 10–12% (КГОК) и на 8% (ССГОК).
Рационированная загрузка мельниц шарами и использование во II и III стадиях измельчения шаров диаметром мельче 40 мм позволяет также повысить эффективность узла измельчения.
Рис. 2. Дробилка ДЦ-1.25. ОАО «УралАсбест», хризотил асбеста, 120 т/ч
Большое влияние на эффективность его работы оказывает операция классификации в гидроциклонах. На действующих горно-обогатительных комбинатах эффективность классификации по готовому классу колеблется в широких пределах от 23,0% (Костомукшский ГОК) до 57,7% по кл. –0,045 мм (Стойленский ГОК).
Низкая эффективность работы узла классификации объясняется неравномерностью работы песковых насосов, отсутствием автоматизированных систем управления «насос-гидроциклон» и особенностями классификации магнетитовых пульп в гидроциклонах. Анализ продуктов классификации с распределением железа по классам крупности показал, что тонкие фракции песков обогащены магнетитом, а сливы разубожены сростками магнетита с пустой породой [9].
Анализ результатов ситового и магнитного анализов показывают, что в классе −0,071…+0,044 мм и 0,044–0 мм песков гидроциклонов содержание железа на 1,7–14,2% выше в сравнении со сливом гидроциклонов, а кремнезема – ниже соответственного классам крупности на 1,1–17,3%. [10]
Такое распределение железа и кремнезема по классам крупности объясняется особенностями классификации магнетитовых пульп в гидроциклонах. В поле центробежных сил разделение материала происходит прежде всего по плотности и в меньшей – по крупности. Это приводит к тому, что в слив гидроциклонов поступают крупные сростки магнетита с пустой породой, а в тонкие классы песков идет раскрытый магнетит.
Таким образом, происходит засорение концентрата кремнеземом, создаются условия для переизмельчения магнетита, снижается эффективность работы узла измельчения, что приводит к нерациональному использованию производственных мощностей, перерасходу электроэнергии и мелющих тел.
Такое положение в технологии обогащения рудного сырья может быть исправлено за счет применения высокочастотных грохотов для разделения материала по крупности. Это позволит повысить качество концентрата по содержанию железа и кремнезема, а также исключить переизмельчение магнетита и снизить затраты на измельчение (электроэнергию и мелющие тела).
Следует отметить, что при переработке магнетитовых руд существенное влияние на результаты разделения материала по крупности оказывает магнитная флокуляция магнетита. С увеличением тонины помола коэрцитивная сила магнитного продукта возрастает, что требует размагничивания, особенно при разделении материала по зерну тоньше 0,071 мм. Процесс классификации магнитожестких титаномагнетитовых руд практически невозможен без предварительного размагничивания материала перед классификацией в гидроциклонах.
Мокрое магнитное обогащение по стадиям осуществляется на сепараторах ПБМ-90/250; ПБМ-120/300; ПБМ-150/200 с противоточными и полупротивоточными ваннами. Обесшламливание материала производится на дешламаторах диаметром 5, 9 и 12 метров.
Конечный концентрат обезвоживается на дисковых вакуум-фильтрах площадью от 68 м2 до 100 м2. Содержание железа в перерабатываемом сырье колеблется от 16,0% (Качканарский ГОК) до 42,2% (Абагурская фабрика). Качество концентрата также зависит от вещественного состава перерабатываемой руды и содержание железа изменяется от 60,72% (Абагурская фабрика) до 68,13% (Костомукшский ГОК).
В целом следует отметить, что технологии, применяемые на современных железорудных комбинатах далеки от совершенства: качество железорудного сырья по содержанию железа и кремнезема не соответствует современным требованиям металлургов; расход электроэнергии на 1 т концентрата в 1,4–1,5 раза выше, чем на аналогичных предприятиях за рубежом.
Затраты по операциям технологической схемы распределяются примерно следующим образом:
- 51,0–51,5% – измельчение;
- 22,0–24,0% – перекачка хвостов;
- 10,0–11,0% – магнитная сепарация;
- 6,5–8,0% – обезвоживание концентрата.
Поскольку с измельчением связаны основные затраты (85–87%) на электроэнергию [11], основным направлением повышения рентабельности действующих горно-обогатительных комбинатов является повышение эффективности работы узла измельчения и классификации, что позволит уменьшить расход электроэнергии, мелющих тел и оборотной воды.
Пути повышения эффективности переработки железорудного сырья
Главными возможными путями повышения эффективности переработки железорудного сырья являются:
Зарубежный опыт переработки железорудного сырья
В процессе совершенствования техники и технологии переработки железорудного сырья полезно учитывать опыт работы зарубежных предприятий с использованием:
- усреднения исходного сырья;
- замкнутого цикла дробления руды;
- операции грохочения в I стадии шарового измельчения;
- тонкого грохочения в заключительных стадиях измельчения;
- автоматизации каждой операции технологической схемы;
- своевременной замены устаревшего оборудования на современное, высокопроизводительное и эффективное.
На зарубежных предприятиях в карьерах работают дробильные комплексы и конвейерный транспорт, что значительно экономичнее автомобильного.
В обычной технологии переработки железорудного сырья применяется замкнутый цикл дробления при конечной крупности 16–0 мм перед стержневыми и 10–0 мм перед шаровыми мельницами. Измельчение рудного сырья осуществляется, как правило, в две стадии: стержневое (I ст.) и шаровое (II ст.). Для классификации в замкнутом цикле измельчения используются высокочастотные грохоты (предприятия Minntac, Northshore, Ispat, Evtac, National Steel, Empire – США и Griffit, Shermann – Канада). [12]
Все фабрики оснащены современным оборудованием для мелкого дробления и высокочастотными грохотами. Установлены дробилки Barmac 9000 *HD; Metso Minerals; Sandvik H2800–8800; центробежные Sandvik и Metso Minerals.
- снижение крупности дробленой руды до 12 (10)–0 мм;
- развитие сухой магнитной сепарации;
- замена в I стадии шарового измельчения спиральных классификаторов грохотами;
- применение тонкого грохочения для классификации магнетитовых пульп в операциях измельчения;
- рациональное использование современного отечественного и зарубежного оборудования;
- установление оптимального скоростного режима работы шаровых мельниц по стадиям измельчения;
- рационированная загрузка мельниц шарами диаметром 40 мм и ниже;
- уменьшение количества материала, поступающего на тонкое измельчение.
В настоящее время на современных горно-обогатительных предприятиях России и стран СНГ выполняются большие работы по модернизации оборудования и совершенствованию технологического процесса.
На Костомукшском, Стойленском и Высокогорском комбинатах за счет замкнутого цикла дробления снижена крупность руды до 18(15)–0 мм, что позволило увеличить производительность головных мельниц на 30–45%. На Стойленском ГОКе нагрузка на две головные мельницы объемом по 140 м3 составляет 913 т/час. На обогатительной фабрике Качканарского ГОКа разрабатывается программа увеличения переработки руды до 50000 тыс. т в год. [13]
В технологической схеме обогащения титаномагнетитовых руд предусматривается:
- дробление руды до 16–0 мм с применением дробилок КМД-2200 Т-4 или Sandvik H-7800;
- сухая магнитная сепарация дробленой руды с выделением 34,3% сухих хвостов с содержанием железа 6,2% на модернизированных сепараторах 2 ПБС-90/250 с напряженностью магнитного поля 0,23 Тл;
- три стадии измельчения в стержневой (I ст.) и шаровой (II и III стадии) мельницах с четырьмя стадиями мокрой магнитной сепарации;
- применение высокочастотных грохотов корпорации «Derrick» в заключительной стадии измельчения.
По разработанной технологии из исходной руды с содержанием железа 15,7% производится концентрат с содержанием железа 61,0% для агломерации и с содержанием железа 62,6% для окомкования. Среднечасовая нагрузка на секцию 271 т/час или 178 т/час на стержневую мельницу объемом 40 м3.
На обогатительной фабрике Стойленского ГОКа разрабатывается технология производства концентрата с содержанием железа 68,0%, пригодного для окомкования. В технологической схеме предусматривается использование высокочастотных грохотов корпорации Derrick.
Намечается реконструкция обогатительной фабрики Коршуновского ГОКа. [14] По разработанной технологической схеме нагрузка на секцию повышается со 185 т/час до 203 т/час за счет замены стержневых мельниц объемом 32 м3 на 40 м3. Предусматривается установка сепараторов ПБМ-150/200 взамен ПБМ-90/250. Содержание железа в концентрате повышается с 62,9% до 63,6% за счет снижения крупности в конечной стадии измельчения с 65,1% кл. – 0,071 мм до 75–80% кл. – 0,071мм, что обеспечивается применением тонкого грохочения.
На Соколовско-Сарбайском горно-обогатительном производственном объединении (Казахстан) в течение 2001–2003 годов проведена реконструкция дробильно-обогатительной фабрики и фабрики мокрой магнитной сепарации. [15] На ДОФ-3 установлено 10 дробилок Merlin производства фирмы Sandvik и 20 сепараторов «НТС Магнис» г. Луганск с напряженностью магнитного поля 0,23 Тл. На фабрике мокрой магнитной сепарации использованы высокочастотные грохоты корпорации Derrick.
Реконструкция фабрик позволила:
- снизить крупность дробленой руды до 12–0 мм;
- повысить содержание железа в питании стержневых мельниц;
- увеличить нагрузку на стержневые мельницы с 210 т/час до 260 т/час;
- производить концентрат с содержанием железа 68,0–68,5%.
В настоящее время на фабрике установлено 25 высокочастотных грохотов корпорации Derrick.[16]
Освоение грохотов показало, что производство концентрата с содержанием железа 68,5% обеспечивается установкой на секции двух грохотов на песках дешламатора. Производительность грохота до 120 т/час, содержание твердого в питании 45–50%, панели ТН 48–30*0, МТ.
Особенность высокочастотного грохочения заключается в закономерностях разделения материала по крупности. При содержании в питании грохота железа 65,4% и кл. – 0,071 мм 94,1% в подрешетном продукте содержание железа повышается до 67,2%, а класса – 0,071 мм до 98,7%, в том числе 88,8% кл. – 0,044 мм. Эффективность грохочения по кл. – 0,071 мм составляет 60,5%, а извлечение кл. – 0,044 мм в подрешетный продукт 80,8%. [17]
На 2005 год высокочастотные грохоты испытаны и работают на обогатительных фабриках ССГПО; Костомукшского; Ковдорского; Высокогорского; Вишневогорского комбинатов и на Тарском месторождении ильменит-, рутил- и цирконсодержащих песков. На всех предприятиях получены положительные результаты.
Дробилка ДЦ-1.6. ГОК «Кварцит» (Овруч, Украина), кварциты, 80т/ч по классу
0-30мм
За рубежом высокочастотные грохоты корпорации Derrick работают в Европе, Канаде, США, Австралии и Африке на любом виде минерального сырья. Они используются в операциях измельчения, в технологии доводки железорудного сырья с целью повышения содержания железа и снижения кремнезема в магнетитовых концентратах.
На обогатительных фабриках Высокогорского комбината и Тарской горно-промышленной компании грохоты используются для удаления из исходного материала класса +0,2 мм, что повышает содержание полезного компонента в питании основной операции.
На Высокогорском ГОКе это предварительное обогащение по меди хвостов мокрой магнитной сепарации. В Тарской горно-промышленной компании выделение класса +0,2 мм позволяет уменьшить нагрузку на винтовые сепараторы на 15–20% и повысить содержание диоксида титана на 2,7% и на 0,8% диоксида циркона.
На обогатительной фабрике Вишневогорского комбината внедрение высокочастотных грохотов позволило повысить извлечение полевого шпата на 5–10%. Производительность грохота 80 т/час.
Разрабатываются направления совершенствования техники и технологии производства железного концентрата на Абагурской обогатительной фабрике. [18]
В частности там предусматривается:
- дробление поступающего сырья до 12(10)–0 мм;
- две-три стадии шарового измельчения;
- три стадии мокрой магнитной сепарации;
- тонкое грохочение материала в операции измельчения.
Реализация разрабатываемых решений позволит увеличить переработку рудного сырья с 5500 тыс. т до 8000 тыс. т и повысить содержание железа в концентрате с 60,72% до 63,5–64,0%.
Современное оборудование для получения высококачественного железнорудного концентрата
Эффективность переработки железорудного сырья может быть повышена за счет применения современного как отечественного, так и импортного оборудования.
Для дробления исходной руды до 12(10)–0 мм успешно используются дробилки целого ряда компаний.
Конусные дробилки мелкого дробления производства Объединенного машиностроительного завода «Уралмаш» КМД-1750 Т2-Д; КМД-1750 Т3-Д; КМД-2200 Т4-ДА; КМД-2200 Т5-Д производительностью от 40 м3/час до 285 м3/час и крупностью дробленой руды в открытом цикле от 16 мм до 25 мм. Регулирование разгрузочной щели производится с помощью механизмов фиксации и поворота регулирующего кольца. Система регулирования щели может работать в полностью автоматическом режиме. [19];
Конусные дробилки среднего и мелкого дробления производятся Sandvik Rock Processing. Дробилки среднего (S) и мелкого (H) дробления комплектуются несколькими стандартными камерами, гидравлической регулировкой с помощью системы Hydroset.
Автоматическая система регулирования разгрузочной щели ASR не только оптимизирует производство, но и контролирует износ футеровки. Благодаря автоматической регулировке разгрузочной щели дробилка работает под завалом и при максимально возможной мощности двигателя обеспечивает большую долю самоизмельчения-дробления материала о материал в дробильной камере и возможность установить меньшую величину разгрузочной щели.
Дробилка Н 3800; Н 4800; Н 6800; Н8800 производительностью от 100 т/час до 550 т/час при разгрузочной щели 13 мм обеспечивает крупность материала 80% мельче 6–7 мм. Это оборудование успешно работает в Германии, Чили, Китае, России, Саудовской Аравии
Рис. 4. Две параллельно установленные конусные дробилки третьей стадии дробления Hydrocone H4800 в составе стационарного Сортавальского ДСЗ (ПИК-Холдинг)
Компания Metso Minerals производит конусные дробилки мелкого дробления НР 100; НР 200; НР 300; НП 400; НП 500; НП 800 производительностью при разгрузочной щели 10 мм от 60 т/час до 335 т/час. Крупность дробленого продукта 16–0 мм. При создании дробилок предусмотрена система гидравлической регулировки недробимых кусков и очистки камеры дробления. Получаемый продукт имеет кубовидную форму.
Конусные дробилки производятся Шеньянским заводом тяжелого машиностроения (Китай). Дробилки PVT-Z2227; PVT-Z1211; PVT-Z0907 при разгрузочной щели от 5 до 20 мм имеют производительность от 50 т/час до 580 т/час. Эксклюзивным представителем завода в России является компания «Сибтехсервис» г. Томск.
Для тонкого дробления рудного сырья широко применяются центробежные дробилки НПА «Урал-Центр» (г. Магнитогорск); Sandvik Rock Processing и VSJ Barmaс серии В (Metso Minerals).
При ударном воздействии на минерал его разрушение происходит по микротрещинам, граням спаянности, т. е. происходит селективное разрушение минералов, обладающих различным сопротивлением удару. Кроме того, при данном способе раскрытия не происходит переизмельчения и ошламования продуктов, что характерно для шаровых мельниц. Вентилятором высокого давления в камере создается давление воздуха, необходимое для всплытия ротора и образования воздушного потока между ротором и статором. Образовавшаяся воздушная подушка под ротором играет роль газового подшипника, что позволяет создать самобалансирующуюся систему рабочего органа дробилки «статор-ротор-ускоритель».
Специалистами Ассоциации «Урал-центр» разработаны и серийно выпускаются дробилки центробежно-ударного действия ДЦ-0,63; ДЦ-1,0; ДЦ-1,25 и ДЦ-1,6 производительностью до 320 т/час. Максимальная крупность питания от 25 мм до 70 мм. Для разделения дробленого продукта на несколько фракций разработаны и выпускаются воздушные каскадно-гравитационные и центробежные классификаторы производительностью от 10 т/час до 40 т/час с разделением материала на классы.
Центробежные дробилки успешно работают на 24 предприятиях России, Белоруссии и Украины.
Дробилки ударного действия с вертикальным валом VSJ «Barmac» и T-SERIES VSI имеют практически одну конструкцию.
Гранулометрический состав продукта дробления регулируется за счет следующих переменных:
- скорости вращения ротора;
- выбором типа профильного кольца дробильной камеры;
- регулировкой соотношения потоков материалов в каскадной системе питания;
- выбором диаметра ротора.
Производительность ударных дробилок колеблется от 10 т/час до 860 т/час.
Широко применяются в технологии сухого обогащения магнетитовых руд сухие магнитные сепараторы отечественного и зарубежного производства.
Воронежским заводом «Рудгормаш» серийно изготовляются барабанные сепараторы на постоянных магнитах с магнитной индукцией 0,148 Тл ПБС 63/50, ПБС-90/150, ПБС-90/100 и 2ПБС-90/250 (крупность питания от 4 мм до 30 мм, производительность от 6 т/час до 500 т/час).
Заводом производится модернизация сепараторов, которая заключается в повышении индукции магнитного поля до 0,23 Тл и смещении геометрической оси полюсов. Это обеспечит увеличение производительности сепаратора на 30%, снижение потерь металла с хвостами сухого обогащения и повышение качества магнитного продукта. Сепараторы успешно работают на предприятиях России, Украины и Казахстана.
Рис. 5. Сепаратор электромагнитный барабанный ПБМ-90-250 (ОАО «Рудгормаш»)
В Луганске (Украина) НТС «Магнис» производятся сепараторы с диаметром барабана 900 мм, длиной 1200 мм и 1500 мм. Напряженность магнитного поля на поверхности барабана 0,23 Тл, производительность в зависимости от крупности обогащаемой руды до 200 т/час. Эти сепараторы внедрены на Михайловском комбинате, на ССГПО (Казахстан) и Ингулецком комбинате (Украина).
Во Франции производятся многополюсные, высокоградиентные, высокоскоростные сепараторы SZM и TAPH на постоянных магнитах на основе редкоземельных сплавов (неодим-железо-бор). Угол охвата магнитной системы 200°. Межполюсное расстояние и количество полюсов магнитной системы могут варьироваться в зависимости от назначения сепаратора.
Для технологических целей сепараторы могут компоноваться из нескольких модулей. Диаметр барабана сепаратора 900 мм и 1200 мм, длина барабана 1200 мм; 1500 мм: 2000 мм и 2500 мм. Число полюсов магнитной системы в зависимости от диаметра барабана и расстояния между центрам и полюсов может изменяться от 24 до 46.
Широкое применение находят барабанные и барабанно-ленточные сепараторы Швеции для сухого обогащения руды крупностью от 25 мм и ниже.
Для операций стержневого и шарового измельчения в России и Украине производятся мельницы объемом 0,45 м3 до 140 м3 с центральной разгрузкой и разгрузкой через решетку. Основные производители – НКМЗ и «Уралмаш». В первой стадии шарового измельчения мельницы работают в замкнутом цикле со спиральными классификаторами.
За рубежом вместо классификаторов используются грохоты. (Выполненные ЗАО «Механобр-инжиниринг» технико-экономические расчеты показали, что замена классификаторов грохотами в первой стадии измельчения отечественных фабрик позволила бы повысить производительность шаровых мельниц на 25–30% при одновременной экономии электроэнергии на 10–14%.[20].
Этими расчетами также подтверждено, что реконструкция измельчительного передела ряда фабрик путем замены существующих мельниц на максимальный типоразмер экономически неэффективна).
Мокрая магнитная сепарация на предприятиях в основном осуществляется на сепараторах ПБМ-90/250; ПБМ-120/300 и ПБМ-150/200 производства Воронежского завода «Рудгормаш».
В качестве классифицирующих аппаратов используются гидроциклоны диаметром от 250 мм до 1400 мм.
Федеральное Государственное унитарное предприятие «Турбонасос» г. Воронеж производит автоматизированные системы классификации в гидроциклонах в комплекте с насосом.
В состав системы входят:
- один или несколько песковых насосов;
- один или несколько гидроциклонов;
- комплект агрегатов автоматики и регулирования;
- управляющий контроллер;
- система поддержания уровня пульпы в зумпфе.
Шламовые насосы ПГН имеют производительность до 2200 м3/час и напор до 50 м. Гидроциклоны СР 200; Ср 400; СР 800; Ср 2000 (диаметром 480 мм и 650 мм) футерованы износостойкой резиной и специальным материалом на основе полиуретана с наполнителем.
Рис. 6. Ламинарные спиральные гидроциклоны (Weir Warman)
Системы «насос-гидроциклон», разработанные ФГУП «Турбонасос», аналогичные системам фирмы Engineering Dobersek, успешно работают на ЗФ ОАО ГМК «Норильский никель» и ОАО «Стойленский ГОК».
К числу наиболее известных в России зарубежных производителей насосов и гидроциклонов принадлежит фирма Warman. Гидроциклоны 660 С и 15 СЕ из специально созданного волокнистого преднапряженного полимера марки ДМС (угол конусности 10 градусов; диаметр 600 мм и 380 мм) футерованы натуральной резиной, полиуретаном, неопреном и нитрилом. Гидроциклоны Warman нашли применение в Германии, Бельгии, Австралии, Индонезии и США и других странах.
Высокочастотные грохоты для разделения тонкоизмельченного материала по крупности выпускаются корпорацией Derrick США. Корпорацией производятся грохоты различных типоразмеров и производительности. Пятидечный грохот «Стек Сайзер» (габаритные размеры – длина 4780 мм; ширина 1470 мм; высота 4120 мм; масса 4420 кг) имеет производительность в зависимости от крупности разделяемого материала до 150 т/час.
Для тонкого грохочения используются полиуретановые или стальные плетеные панели. Срок службы полиуретановых панелей до 9 месяцев, стальных 3 месяца. Существует большой набор панелей с размером отверстий до 0,071 мм.
Таким образом, имеется хороший выбор современного отечественного и импортного оборудования для совершенствования техники и технологии.
Выбор оборудования требует тщательного технико-экономического обоснования. Следует учитывать не только его собственную стоимость, но и затраты на приобретение сменных и запасных частей, сервисное обслуживание.
Что касается современной технологии переработки железорудного сырья, то она заключается в стадиальном выделении готового материала после каждой стадии измельчения и обогащения. Такая технология разработана ОАО Институт «Уралмеханобр». Патент № 2104793 (способ обогащения рудного сырья) от 20 февраля 1998 года. Поставленные задачи могут быть решены на предприятиях после проведения исследовательских работ, промышленных испытания и проектных работ.
Список литературы
- Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. Под редакцией О. С. Богданова, О. А. Олевского, Москва, Недра, 1982 г.
- В. А. Олевский. Размольное оборудование обогатительных фабрик, Москва, 1963 г.
- С. Е. Андреев, В. В. Зверевич, В. А. Петров. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых, Москва, 1966 г.
- В. А. Петров, В. Ю. Бранд. Измельчение руд, Металлургиздат, Москва, 1950 г.
- Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. Под редакцией О. С. Богданова, О. А. Олевского, Москва, Недра, 1982 г.
- Развитие и совершенствование схем обогащения с применением нового технологического оборудования на предприятиях НТМК. Отчет НИИ «Уралмеханобр». Зайцев Г. В., Суслова Л. П., Свердловск, 1967 г.
- Оказание технической помощи КГОКу в вопросе повышения качества концентрата на обогатительной фабрике. Отчет НИИ «Уралмеханобр». Войцехович Е. Б., Зайцев Г. В., Свердловск, 1967 г.
- Совершенствование техники и технологии обогащения магнетитовых руд Соколовского и Сарбайского месторождения на обогатительных фабриках ССГОК. Отчет НИИ «Уралмеханобр». Зайцев Г. В., Тюлькина Л. А., Свердловск, 1981 г.
- Сухорученков А. И., Стаханов В. В., Зайцев Г. В. Тонкое грохочение – высокоэффективный метод повышения технологических показателей обогащения тонко-вкрапленных магнетитовых руд. Горный журнал № 4, 2001 г.
- Перспективы применения тонкого грохочения в технологии обогащения железорудного сырья. Отчет НИИ «Уралмеханобр». Стаханов В. В., Зайцев Г. В., Екатеринбург, 2000 г.
- Технико-экономическая оценка технологии получения железо-ванадиевых концентратов и разработка рекомендации по снижению эксплутационных затрат. Отчет НИИ «Уралмеханобр» Зайцев Г. В., Екатеринбург, 1994 г.
- Bennen J. Модификация замкнутого цикла измельчения National Steel Co Colorado, 1997.
- Исходные данные к выполнению предпроектных проработок по увеличению переработки сырой руды до 50 млн тонн в год. Отчет НИИ «Уралмеханобр». Зайцев Г. В., Екатеринбург, 2005 г.
- Разработка технологического регламента совместной переработки руд Коршуновского и Рудногорского месторождений в условиях действующей фабрики ОАО «Коршуновский ГОК». Отчет НИИ «Уралмеханобр». Зайцев Г. В., Екатеринбург, 2004 г.
- Ащеулов В. Н., Кривицкий В. В., Барсов В. А. Совершенствование технологии обогащения и окомкования. Горный журнал № 7 2004 г.
- М. М. Турдахунов, О. С. Исаченко, В. А. Барсов, Дж. Веннен, Н. Транс, Г. В. Зайцев Освоение высокочастотного грохота корпорации «Derrick» на ОАО «ССГПО», Горная промышленность № 4 2002г
- Тестирование высокочастотного грохота корпорации «Derrick» на фабрике мокрой магнитной сепарации ОАО «ССГПО» Отчет НИИ «Уралмеханобр» Зайцев Г. В., Екатеринбург, 2002 г.
- Совершенствование технологии переработки первичного концентрата Тейского месторождения на Абагурской обогатительной фабрике. Отчет НИИ «Уралмеханобр». Зайцев Г. В., Ефанов Г. И., Екатеринбург, 2004 г.
- Крупа П. И, Груздев А. В, Осадчий А. М. «Новые конструкции дробилок для модернизации процесса дробления на предприятиях металлургии, горнохимической промышленности и стройиндустрии», Обогащение руд № 2, 2000 г.
- Баранов В. Ф., Сентемова В. А., Ядрышников А. О. О модернизации технологии рудоподготовки отечественных железорудных фабрик». Обогащение руд № 1 2005 г.
Автор: Зайцев Г.В.
Источник: Горная техника / Стройка
