Материалдық өндірістің барлық салаларындағы қарқынды прогресс табиғат қорларын интенсивтік пайдалануға мәжбүр етеді, сөйтіп қоршаған ортаға нақты әсер етеді

Минералдарды толық ашуға және байытудың жоғарғы технологиялық көрсеткіштеріне қол жеткізу үшін ұсақтағыш агрегатқа түсетін кеннің ірілігі үлкен мәнге ие. Көп жағдайда бұл екі не үш кезеңнен тұратын алдын – ала уату арқасында қол жеткізіледі. Алайда кейбір кендер төрт кезеңді дайындықты талап етеді. Кендерді төрт кезеңді уатудың өндірістік тәжірибесі Жезқазған таулы – металлургиялық комбинатында қолданылады. Жезқазған кен орындарының мысты – қорғасынды – мырышты кешенді кендері жоғары беріктікке ие. Осы кендердің ерекшелігіне бұзылуға кедергісінің жоғары болуы жатады.

Механобрдың бастапқы жобасы бойынша кешенді кендерді уату 3 сатыдан, сәйкесінше ККД – 900; КСД – 2200; КМД – 2200 уатқыштарында өткізетін болды. 3 – ші сатыдан кейін ірілігі 20 – 0мм болатын өнім алуды жобалады. Құрылған ұнтақтағыш бөлімшені меңгеру барысында анықталғандай ашық циклдегі 3 сатының жұмыс кезінде ірілігі 35 – 0 мм болатын өнім алатын болды (КМД – 2200 ұнтақтағышының жүк салу саңылауы 5,5 – 6,0мм шамасында болғанымен).

Осыған байланысты ұнтақтаудың 4 – сатысын тұйық циклдегі елекке қосымша КМД – 2200 уатқыш құрылғысын орнату ұсынылды. Осының нәтижесінде 4 сатыдан тұратын жұмыс жабдықтарының параметрлері анықталды (диірменнің қоректендіргіш ірілігін мүмкіндігінше азайтқан). Негізінде, ірі ұнтақтағыш 130 мм; орташа ұнтақтағыш 32 – 34 мм; 3 – кезеңдегі ұнтақтаудың ұнтақтағы 6 – 6,5 мм және 4 – кезеңнің ұнтақтағы 5мм болатын саңылаудың дұрыс (оптимальный) мөлшерін анықтады. «Кеннің 3 және 4 сатылы ұсақталудан кейінгі көрсеткіштері» 1кестеде көрсетілген.

1 кесте

Атауы	Класс құрамы
	+35	+20	-12		-1,6		-0,8		-0,6	-0,3			-0,2		-0,074
Үгіту: Бастапқы кен Классификатордың құюы Гидроциклонның құюы Шекті өнімділігі т/(сағ*м3): өзекті диірменнің шарлы диірменнің жалпы	Үш сатылы уату
	4,9 - - - - -	26,3 - - - - -	51,3 - - - - -		15,5 96,6 - 1,95 - -		11,3 78,8 - 1,62 - -		8,1 70,9 - 1,51 - -		6,6 60,3 - 1,29 - -		5,8 47,9 93,7 1,01 1,1 1,05		3,0 33,0 64,7 0,72 0,76 0,74
Төрт сатылы уат
	+12	-1,6		- 0,8		- 0,3		- 0				- 0,1		-0,074
Үгіту: Бастапқы кен Классификатордың құюы Гидроциклонның құюы Шекті өнімділігі т/(сағ*м3): өзекті диірменнің шарлы диірменнің жалпы	18,6 - - - - -	22,8 97,0 - 2,16 - -		16,4 82,7 - 1,93 - -		12,4 65,0 - 1,53 - -		10,1 53,3 93,9 1,26 1,18 1,22				7,4 39,0 - - - -		6,0 33,1 64,7 0,79 0,92 0,855

Ұсақтау мен ұнтақтау байыту фабрикаларындағы кендерді қайта өңдеудің қымбат операциялары болып табылады. Олар көп эксплуатационық шығындарды талап етеді. Сонымен қоса осы операциялар байытудың сапалық көрсеткіштеріне әсер етеді, себебі олар минералдарды ашуда сәтті флотация өткізуге қажетті жағдайды қамтамасыздандырады.

Ұсақтау мен ұнтақтау цехтарының құрылысына жұмсалатын қаржыны қысқарту, олардың технологияларын жетілдіру және эксплуатационық шығындарды төмендету басты тапсырма болып табылады. Қазіргі уақыттағы осы мәселенің шешімі «Каскад» диірменіндегі ірі ұнтақты кендердің өздігінен кенді үгітілуі болып табылады. Таза түрдегі кеннің өздігінен үгітілуі ұсақ және орташа ұнтақ кендердің ірілеу кесектерінің фракциялары түрінде болады. Кендердің өздігінен үгітілу үрдісі әмбебап болмағанымен, оны қолдану аясы кеңейіп келеді. Әлемдік тәжірибеде кенді өздігінен үгіту фабрикалары мен салынып жатқан кәсіпорынның жалпы саны 10 есе көбейді, ал шарлы үгітудің дәстүрлі екі кезеңдік сызбасы бойынша салынып жатқан фабрикалар саны 5 есеге азайды.

Қазіргі уақытта түсті металл кендері үшін таза түрдегі кенді өздігінен үгіту үрдісін кей жағдайда ғана қолданады, себебі көптеген кендер үшін әдетте технологиялық реттеуді қолдану немесе басқалардың көмегімен осы үрдісті интенсификациялау талап етіледі.

Кен дайындаудың дамыған тәсілдерінің бірі алдын-ала ауыр суспензияда байыту болып табылады. Осы үрдістің мәні суспензиядағы гравитациялық немесе центрге тартқыш өрістегі кенді шикізаттың тығыздығына қарай бөлу болып табылады. Байыту кезінде қолданылатын ауыр суспензиялар ұсақдисперсті механикалык қосындылар – минералдар, қорытпалар, судағы (ауырлатқыштар) металдар түрінде болады. Ауырлатқыштар ретінде пирит, пирротин, барит, галенит, магнетит, ферросилиций, қорғасын қолданылады. Ең көп тарағаны – ферросилиций.

Кен байытудың осы әдісін қолдану тау жұмыстарының интенсификациясына, кедей кендерді эксплуатациялауға әсерін тигізді. Алынатын бос жыныс құрылыс материалы ретінде қолданылуы мүмкін. Ауыр суспензияда байыту арзан болғандықтан кендерді қайта өңдеу арзанға түседі.

Ауыр суспензияда байыту үрдісі келесі операциялардан тұрады: кендерді бөлуге дайындау, суспензиядағы кендерді әртүрлі тығыздыққа бөлу, бөлінген өнімдерді шаю, ауырлатқышты регенерациялау.

Сепарацияға кенді дайындаудағы мәні ондағы бос жыныстың негізгі массасының босатылуы жүретін ірілікке (әдетте 100-25 мм) дейін ұсақтау. Ұсақталған кенді елеуішке және ұсақ фракция мен шламды алып тастау үшін шаюға ұшыратады. Іріліктің төменгі шегін әдетте 4-6 мм-ге тең деп алады.

Суспензиядағы кендерді бөлу әртүрлі конструкциялы сепараторларда жүргізіліп өндіріледі. Сепаратор конструкциясы суспензия ағынының гидродинамикасын анықтайды және байытудың тиімділігіне әсер етеді. Сепаратордың терең ванналы (конусты, пирамидалы, доңғалақты) және таяз ванналы (барабанды) түрі болады. Отандық тәжірибеде конусты (Зырян фабрикасында) және доңғалақты сепараторларды қолданады.

Ауырлатқыштарды регенерациялау тәсілі ауырлатқыштың табиғатына тәуелді. Ферросилиций, магнетит және пирротин магнитті сепарациямен регенерацияға түседі. Ауырлатқыштың жалпы шығыны 100-750 г/т , соның ішінде байыту өнімі 30-600 г/т, регенерация қалдығы 40-80г/т, механикалық 30-70 г/т құрайды.



1– таспалы конвейер; 2 – өзі теңесетін елек (8 ); 3 – диаметрі 3 м болатын конусты сепаратор; 4 – кондициондық және араласқан суспензиялар науасы; 5 – ауыр суспензияға арналған сорғыш; 6 –доғалы елек; 7 – диаметрі 0,9 м болатын электромагнитті сепаратор; 8 – суспензия дайындауға арналған науа; 9 – классификатор 1200х6500 мм; 10 – лескалы сорғыш; 11– диаметрі 350 мм болатын гидроциклон; 12 – вакуум-фильтр; 13 – вакуум-сорғыш; 14 – ресивер; 15 – қақпан; 16 – центрге тартушы сорғыш; 17 – компрессор; 18 – ауа үрлегіш; 19 – 1200 Э магниттеуші аппарат; 20 – көтергіш; 21 – сынақ алушы; 22 – таспалы қоректендіргіш; 23 – ұнтақтаушы агрегат; 24 –қысқартқыш; 25 – дискті қажауыш
4 Cурет – Кендерді ауыр суспензияда байытуға арналған тәжірибелік-өндірістік тізбекті құрылғы аппаратының сызбасы
Ендіруді үдету және осы технологияларды меңгеру уақытын қысқарту мақсатымен Механобр тәжірибелік-өндірістік агрегаттың жобасын жасады, ол азөлшемді кешенді аппарат түрінде болды. Агрегат өнімділігі – 100 т/сағ-қа жетеді. Аппарат сызбасы 4-суретте келтірілген.

Агрегат құрамына диаметрі 3000 мм болатын жеңіл фракциясы алынатын конусты сепаратор және ауыр фракцияны алу үшін қозғалмайтын орталық аэролифт кіреді. Конусты сепаратор суспензия бетінде көлденең ағын туғызуға әсер ететін салғыш құрылғылармен жабдықталған, олар өндірістік өнімнің фракциясын отырғызудың арқасында материалдың қалқып шыққан қабатын бөлудің дәлдігін арттыруға әсерін тигізеді.

Регенерация циклы магнитті сепарацияның бір циклынан тұрады, ол магнит өрісінің кернеулігі 2500 Э жететін 217-СЭ электромагнитті сепараторда жүргізіледі. Жобада автоматты бақылау және суспензия тығыздығы мен тұтқырлығын реттеу қаралған.

Салыстырмалы жобалық өнімділігі жоғары болғанымен (100 т/сағ) агрегатты бір немесе екі кезектік жұмыс қуаты аз кендіктерде пайдалануға болады, себебі ол агрегаттың үш кезектік өнімділігі жоғары жұмысынан арзан.

Агрегаттың үш кезектік жұмыс кезіндегі негізгі технико-экономикалық көрсеткіштері:

1 т кенге кететін шекті шығын:

Ферросилиций, кг..........0,120

Магнетит, кг.......0,080

Электроэнергия, кВт-сағат .....1,9

Таза су, ......0,5

1 т қайта өңделетін кеннің өзіндік бағасы, руб .......0,16

Қызмет етуші персоналдың саны (технологиялық),

адам/кезек ....3

Бір кісіге шаққандағы кеннің өндірілуі, Т/Д .....58300

Өлшемді мөлшерлері, м .....12Х18ХЮ

Құрамдағы (кеннің) агрегаттың массасы, т .

Соның ішінде технологиялық жабдықтың, т .......60

Агрегат нақты өндірістік нысанға байлаусыз жобаланған және ені 12 м не оданда үлкен өндірістік ғимараттардың сыртында және ішінде орнатылуы мүмкінін.

Регенерация циклы магнитті сепарацияның бір циклынан тұрады, ол магнит өрісінің кернеулігі 2500 Э жететін 217-СЭ электромагнитті сепараторда жүргізіледі.
4.4 Ұнтақтау мен флотация технологияларын дамыту

Байыту фабрикаларындағы кенді шикізаттың кешенділігінің үлкен қорын арттыру үгіту мен флотация технологияларын дамыту болып табылады. Тәжірибе көрсетіп отырғандай, қалдықтармен бірге жоғалатын 60 % мысты және мысты-мырышты кендерді байыту кезінде олардың құрамы кластарда 20 мкм-ден аз және 70 мкм-ден көп болады. әраттас концентраттардағы металдарлың жоғалымы да осы кластармен байланысты.

С.И. Мирофанов және басқа да мамандар қырлық іріліктік кластардан металдарды алуды жоғарлатуға арналған бірнеше әдістер мен технологиялық тәсілдерді ұсынып отыр. Ұнтақтау үрдісінің жетілуінің негізгі бағыттарының бірі ұнтақтауға дейінгі немесе ұнтақтау сатылардың арасындағы ірілігі бойынша дайын өнімнің шығарылуына байланысты болып келеді (5 сурет). Сонымен қатар шламның түзілуі төмендейді және ұнтақтағыш бөлімнің өнімділігі жоғарлайды. Осындай сұлба Сибайский фабрикасында қолданылған және 25-28 % бастап 12-15 %-ға дейінгі флотация қорегіндегі 5 мкм класының шығуын төмендетуге мүмкіндік берді.

Егер кеннің минерологиялық сипаты ұнтақталуы кезінде минералдардың бір бөлігін көбікті өнімге шығарса (цикларалық флотация, мысты немесе мысты-мырышты «бастың» бөлінуі, т.б.), онда кендерді флотацияға дайындауды 6 суретте берілген сұлба бойынша орынды етіп іске асыруға болады. Сұлба сонымен қатар асыра ұнтақтауды төмендету мақсатында үйінді қалдықтарды алу арқылы шламдық бөлігінің бақылау флотациясын қарастырады. Өндіріс өнімдері мен ірі концентраттарды қосымша ұнтақтау кезіндегі шламның түзілуін ескерту үшін жоғары тиімділікпен 7 суретте көрсетілген сұлбаны қолдануға болады.

Бірқатар жағдайларда флотация қорегіндегі жұқа материалдарды алу, сонымен қатар жіктеу кезіндегі дайын өнім мөлшерін төмендетуді классификация сатысында бақылау операцияларын енгізу жолымен іске асыруға болады (8 сурет). Оыс әдісті қолдану Ортаорал байыту фабрикасында 95-97 % флотация қорегінде 0,074 мм класты алуға мүмкіндік берді.

7 сурет – Гидроциклон батареясының өздігінен жұмыс істеу кезінде флотациядағы алғашқы өнімнен дайын кластың бөліну сызбасы


Кен



І ұнтақтау



Классификация

(спиральды классификатор)

Классификация

(гидроциклондар)

Классификация

(гидроциклондар)

8 сурет – Ұнтақтаудың екінші кезеңінің қорытынды

классификациясы

4.5 Кеңді байытудан алынған қалдықтардан металдарды шығару

Балқаш тау-металлургиялық комбинаттың байыту фабрикасының қалдықтарында металдардың шығынын зерттеген кезде коунрадты порфирлі мыс-молибден кеңдерді өңдеуден, олардағы 0,1-0,13 % Сu және 0,002 % Мо орташа құрамы кезінде қалдықтардың жұқа фракциясында 0,06-0,1 % Сu және 0,0017 % Мо көп емес болатыны бекітілген. Құм фракциясында осы металдардың құрамы сәйкесінше 0,16-0,2 және 0,0023-0,0027 % құрайды.

Қалдықтардың құм фракцияларынан мысты және молибденді шығару сұлбасын енгізгеннен кейін коунрадты кеңдер фабрикасында өңделетіндердің толық көлеміне және басқа шараларды жүзеге асыру үшін мыс пен молибденнің маңызды мөлшері алынған. Осы кезде 3 % Сu және 5 % Мо шығарылуына сәйкес келетін, флотация, ұсақтау және келесі қайта тазалау жолымен 30-35 % дейін Сu және Мо шығарған.

Көрсетілген технологияны жүзеге асыру үшін шар диірмені, гидроциклондар, флотмашиналары, сораптар пайдаланылған. Балқаш тау-металлургиялық комбинаттың тәжірибесі «Печенганикель» комбинатының №1 байыту фабрикасында 1974 жылы Жданов кен орындарының кеңдерін байытудан үйінді қалдықтардың құмды фракцияларының флотациясын енгізуге мүмкіндік берді.

Осы кен орындарының мыс-никелді кендерді байыту кезінде флотация қалдықтарында 25-27 % Nі және Сu және 30 % аса Со жоғалған. Негізгі шығындар минералдардың ірі (0,044 мм жоғары) кластарындағы жыныстармен, магнетитпен және пирронитпен жабысып өсуі түрінде бақыланған, олардың құрамында 0,18-0,26% Nі, яғни 0,044 мм кластарына қарағанда 1,5 – және есе үлкен. Алдын ала зертханалық зерттеулермен құмды фракциядан қалдықтарды шламсызданудан кейін құрамында 2-2,36 Nі болатын концентратын алуға болатыны бекітілген: кен массасынан оған осы металды шығару 2,4-3,6 % құрастырады.

Қалдықтарды шламсыздану және жіктемесін диаметрі 750 мм гидроциклондарда, қайта тазалау операцияларын – М-7 флотмашиналарында жүзеге асырған. Ірі фракциялардың флотациясын 40 % қатты пульпаның тығыздығы және реагенттердің келесі шығыны кезінде өткізген, г/т кен: - 20- бутил ксантоагент; 3 – аэрофлот; 32 – ШЦ.

Өнеркәсіптік сынамалар нәтижесінде құрамында 2,18 % Nі бар концентратты алды. Никельді шығару 2,75 % құрастырды. Бірлескен тауар концентратындағы металл құрамы 5 %-ға төмендеді.

4.6 Асыл металлдарды шығару

Асыл металлдар, көбінесе алтын және күміс, түсті металдардың көптеген сульфидті кендерінде (мыс, қорғасын-мырышты, сурьмиялық, қолайы және басқалары) юолады. Оларды одан әрі толығырақ шығару шикізатты пайдалану құрамдылығын жоғарлатады және өндіріс экономикасын жақсартады. Металлургиялық қайта балқытудан ерекше, қайда алтын мен күмісті шығарудың жоғарыф дәрежесімен алады, байыту фабрикаларында алтынды қалдықтармен, құйылыстармен, ағынды сулармен және пиритті концентраттармен маңызды шығындармен де жіберіледі. Соңғылары көптеген жағдайларда күкірт қышқылын өндіру үшін химиялық өнеркәсіп кәсіпорындарына өңдеу үшін бағыттайды, қайда барлық түсті металдар күйдіру кезінде тұқылға айналады, қайсысы соңғы өңдеуге дұшар етілмейді және ұзақ уақыт бойы үйінділерде жиналады.

классификация

қоюландыру шөктіру

(бункер)

концентрациялық ұнтақтау

Ұсақтау цикліндегі бос алтынды шығару үшін ең тиімді аппарат болып тұнбалы машиналар келеді. тұнбалы машиналар үстінен диаметрі 9-10 мм тесіктері бар металл торымен жабылады, диермендерден түсетін, ірі қырғыштармен ұяшықтың бітелуінің алдын алу үшін. Осы машиналарда алтынды шығару кенді ұсақтаудан, бос алтынның пішіні мен өлшемінен тәуелді. Тор астындағы судың шығынын қадағалау маңызды, яғни ұсақ алтынды тұнба қалдықтарына шығармау үшін. Таза концентратты алтын құрамы 100-200 г/т тауарлық түрге дейін өңдеу басым болады.

Құйынды қалдықтардан алтынды алдын ала жіктеуден және ұсақтаудан кейін қайта флотациялаумен алады. Ең жақсы көрсеткіштер гравитация, флотация және циандауды қолдануымен құрама сұлбаларды пайдалану кезінде көрсетіледі.