Проект алмазной обогатительной фабрики

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Технологическая часть 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.1. Основные положения 

     Извлечение  алмазов отличается от других полезных ископаемых некоторыми особенностями. Прежде всего, следует указать на чрезвычайно низкое содержание ценного компонента по сравнению с другими видами минерального сырья. Можно считать, что в среднем одна часть алмазов приходится на 20 млн. частей руды.

     Кроме того, в процессе обработки руды необходимо осторожно применять  операции дробления и измельчения  ввиду хрупкости алмазов и  резкого снижения их ценности с уменьшением размеров кристаллов.

     Большая стоимость алмазов требует применения таких процессов, которые обеспечили бы высокую степень извлечения. Даже небольшие по количеству потери алмазов  могут оказаться значительными  в ценностном выражении. Иногда один только кристалл высокого качества, оставшихся в хвостах, представляет собой крупные потери.

     Технология  извлечения алмазов обычно включает следующие процессы:

1. дезинтеграцию исходного сырья и превращение его в рыхлую смесь для освобождения алмазов от их связи с другими компонентами;
2. получение первичных концентратов разделением рыхлой смеси на два продукта, в одном из которых, значительно меньшем по объёму, сконцентрированы алмазы;
3. извлечение алмазов из полученных таким образом первичных концентратов.

 

     Цель  рудоподготовки – подготовка сырья  к последующему обогащению с учетом возможности применения тех или  иных методов обогащения.

     При выборе технологии руподготовки алмазосодержащих кимберлитов необходимо решить несколько вопросов:

     1. Сохранность кристаллов алмаза при раскрытии сростков минералов;

     2. Эффективность раскрытия сростков  минералов;

     3. Определение начальной и конечной крупностью дробимого материала

     К технологическим свойствам алмаза, используемым при разделении от пустой породы в процессе обогащения, относится его плотность (3,51 т/м³), а также механические (твердость 10 по шкале Мооса, высокая абразивность, очень хрупкий), радиометрические (высокое показатель преломления), магнитные (не магнитен),электрические (не электропроводен) и физико-химические (алмаз природно гидрофобен) свойства

     Следовательно, на различии алмаза и породы в вышеприведенных свойствах при обогащении алмазосодержащего сырья применяют гравитационный, радиометрический, магнитный, электрический и флотационный методы обогащения.

     Высокое извлечение можно достичь  при  последовательном применении всех вышеуказанных  методов обогащения. 

     Следовательно, необходимо отметить, что основное извлечение осуществляется за счет радиометрического  метода. Применение за основу извлечения одного метода обогащения недостаточно, чтобы получить высокие технологические показатели.

     Применение  тяжелосредного сепаратора (гравитационный метод) может повысить технологические показатели. За счет большой разности в плотности минералов. Большим недостатком является то, что не недостаточно применяются все свойства алмаза, по которым можно значительно повысить содержание алмазов в концентратах и также не возможно извлечь кристаллы мелких размеров алмаза.

     Применение  флотационного метода обогащения дает возможность извлечь мелкие кристаллы алмазов. Этот метод значительно повышает эффективность обогащения (извлечение) по схеме в целом. Также применение двух стадиального грохочения заметно улучшает процесс тяжелосредной сепарации и значительно удаляет мелких шламов из технологической схемы. Максимальное удаление шламов улучшает показатели обогащения. Следовательно, при применении описываемой схемы можно достичь оптимальных показателей обогащения.

     - применение флотационного обогащения  увеличивает технологические показатели схемы;

     - низкую циркуляционную нагрузку, за счет этого не подвергаются кристаллы алмаза к большим механическим нагрузкам. Уменьшение механических нагрузок на алмазы не приводит к техногенным разрушениям;

     - максимальное удаление шламов из процессов обогащения; 

     3.2 Описание схемы 

     Исходная  руда поступает на фабрику автотранспортом  в виде кусков различной крупности. Питателями руда подаётся на передел I стадии грохочения, где разделяется  на классы крупности +50, -50+0.

     Руда классом +50, а также хвосты ТСС и отсадки подаются на измельчение в валковый пресс, который обеспечивают достаточное раскрытие сростков алмазов с породой, при этом достигая максимальной природной сохранности алмазов.

     В схеме обогащения алмазосодержащих руд перед гравитационными процессами может быть предусмотрены грохочение и классификация, что обеспечивает большую эффективность обогатительных операций. Преимущества обогащения классифицированного материала по сравнению с неклассифицированным, заключается в том, что можно проводить обогащение в оптимальных условиях для данной фракции, что неосуществимо при обогащении неклассифицированного материала.

       Продукт разгрузки валкового пресса транспортируется на спиральный классификатор. Так же туда поступает продукт после грохочения классом -50+0. Слив классификации поступает в хвостохранилище.

     Пески классификации поступают на 2 стадию грохочения. На грохотах материал рассеивается на 2 класса крупности -50+20 мм, -20+0 мм. Классифицируя, таким образом, материал на классы крупности -50+20 мм и -20+0 мм, мы обеспечиваем максимальную эффективность работы сепараторов РЛС. Это наиболее эффективный метод обогащения крупных классов алмазосодержащего сырья.

     Первый  продукт грохочения - 2 -50+20 мм следует на РЛС, второй продукт -20+0 мм поступает на третью стадию грохочения.

     Концентрат  РЛС уходит в цех доводки, а хвосты доизмельчаются в валковом прессе.

     После третьей стадии грохочения - 3 класс крупности –20+5 мм поступает на ТСС-1, -5+0 на обесшламвливание

     Продукты  операции ТСС  направляются  следующим образом: концентрат в цех доводки, а хвосты - на доизмельчение в валковом прессе. После обесшламвливания, пески уходят на четвертую стадию грохочения, а слив направляется в отвал

     Далле продукты поступают на грохочение,  где делятся на классы: -32+16, -16+6, -6+3 и -3+1. Затем продукт следует на рентгенолюменисцентную сепарацию.

     На  четвертой стадии грохочения происходит процесс разделения по следующим  классам: -5+2, который уходит на винтовую сепарацию, и класс -2+0, уходящий на пенную сепарацию. Концентрат пенной сепарации уходит в цех доводки, а хвосты – в отвал.

     После винтовой сепарации продукт попадает в отсадочную машину. Концентрат отсадки уходит в цех доводки, а хвосты доизмельчаются в валковом прессе. 

3. Расчет качественно-количественной схемы

         Целью расчёта качественно-количественной схемы обогащения, является определение  для всех продуктов и операций схемы ряда показателей, характеризующих  технологический процесс качественно  и количественно. К числу таких  показателей относятся веса и  выхода продуктов (θ; γ); извлечения (ε, Ε) и содержания (β) полезных компонентов.

         Задача расчета  качественно-количественной схемы  сводится к решению следующих  вопросов:

• установление необходимого и достаточного числа  исходных показателей для полного  расчета схемы;

• выбор  исходных показателей;

• определение  остальных показателей схемы  с помощью составления и решения  уравнений баланса.

         При расчете качественно-количественной схемы используем уравнения баланса:

       по  руде и продуктам обогащения:

;

       по  ценному компоненту:

         Расчёт качественно-количественной схемы обогащения алмазосодержащих руд имеет ряд специфических  особенностей:

• Масса исходной руды должна быть равна массе отвальных хвостов, т.к. массой конечной продукции (алмазов) пренебрегают вследствие её незначительной величины сравнении с исходным продуктом;

;

• Исходное содержание алмазов в руде задано в условных единицах;
• Расчёт качественно-количественной схемы сначала производится по выходам продуктов обогащения (γ, %) и извлечениям ценного компонента в продукты обогащения (ε, %), затем вычисляется содержание ценного компонента в продуктах обогащения (β, кар/т);
• Расчёт схемы осуществляется по стандартной методике по узлам снизу вверх.

Исходные данные: Q- 74,61 т/ч, α-0,00018 кар/т. 

Рассчитываем  по формулам 100 = g_к + g_n, 100a = g_кb_к + g_nb_n недостающие показатели выходов, извлечения и заносим полученные данные в таблицу.

Таблица 3. Результаты расчета  качественно-количественной схемы

 

Технологический баланс: 98,86~100

Баланс металлов: 100*1,8*10^-6~0,018

   

3.4. Расчет водно-шламовой схемы

     Целью проектирования шламовой схемы является: обеспечение оптимальных отношений Ж:Т в операциях схемы; определение количества волы, добавляемой в операции или. наоборот. выделяемой из продуктов при операциях обезвоживания; определение отношений Ж:Т в продуктах схемы; определение объёмов пульпы для всех продуктов и операций схемы; определение общей потребности воды по проектируемой обогатительной фабрики и составление баланса по воде. 

Принятые обозначения: 

R - весовое отношение жидкого к твердому в операции или в продукте,

          численно равное отношению м³ воды/1 т твердого;

W - количество воды в операции или в продукте, м³ в единицу времени;

L - количество воды, добавляемой в операцию или к продукту, м³ в единицу времени;

S - влажность продукта в долях единицы;

δ - плотность твердого в продукте, т/м³;

V - объем пульпы в продукте, м³ в единицу времени;

L - удельный расход свежей воды, добавляемой в отдельные операции,

м³/т твердого

     Для успешного осуществления некоторых технологических операций необходимо не только обеспечить оптимальное отношение Ж:Т в питании, но и подавать в операцию определенное количество дополнительной воды. Нормы расхода дополнительной воды на 1т обрабатываемого продукта являются также исходными показателями при расчете схемы.

     Оптимальные отношения Ж:Т в операциях и продуктах, а также расход дополнительной воды колеблются в широких пределах в зависимости от свойств обрабатываемого материала и требований, предъявляемых к продуктам обработки. Поэтому исходные показатели должны устанавливаться на основании результатов исследовательских работ и по практическим данным обогатительных фабрик.

      Водно-шламовые схемы алмазоизвлекающих фабрик состоят на 90-95 % из оборотного водоснабжения и, только 10% от общего водопотребления, обеспечивается за счет подпитки свежей водой. В основном, свежая вода используется на хозбытовые нужды фабрики (питьевое водоснабжение, приготовление пищи, санитарно-бытовые потребности, в очень незначительной мере — в отдельные точки технологического процесса, например, на охлаждение рентгеновских трубок рештенолюминесцентных сепараторов, в сальниковые уплотнения насосов и т. д.).