Разработка новых технологических решений эффективного обогащения алмазосодержащих руд Западной Якутии

зольности добываемого угля по участкам месторождения для пласта Н15.

Как показали расчеты, снижение зольности по участкам для данного пласта за счет высокоселективной выемки угля и пропластков мощностью более 0,05 м, по сравнению с валовой выемкой, составит: для первого участка с 36,7 до 31,5%, второго с 37,1 до 30,8%, третьего с 35,1 до 29,8%, четвертого с 35,5 до 29,6%, пятого с

32,8 до 29,5% и для шестого участка с 36,0 до 29,8%.

Выводы

1. Эльгинское каменноугольное месторождение относится к разряду сложноструктурных, что предопределяет необходимость применения технологий, обеспечивающих селективную выемку угля и породных прослоев, снижение потерь и разубоживания.

2. Результаты исследований показали, что при селективной разработке сложноструктурных пластов Эльгинского месторождения с использованием комбайнов типа ^М можно значительно снизить зольность угля по сравнению с традиционной технологией (валовой выемкой). Так при селективной разработке пласта Н15 зольность добываемого угля снизится: на 5,2% на первом участке, на 6,3% на втором, на 5,3%

на третьем, на 5,9% на четвертом, на 3,3% на пятом и на 6,2% на шестом участке, в среднем по пласту на 5,3%.

3. В дальнейшем следует произвести техникоэкономическое сравнение вариантов с валовой и селективной выемкой угля для различных участков и пластов месторождения с учетом его последующего обогащения.

Литература

1. Панкевич Ю.Б. Опыт применения горных комбайнов Wirtgen Surface Miner на угольных разрезах мира / Ю.Б. Панкевич, Б. Шимм, П. Дженге // Гор. пром-сть. - 1999. - № 3. - С. 46-52.

2. Панкевич Ю.Б. Комбайновая выемка горных пород на карьерах Узбекистана / Ю.Б. Панкевич, Г. Хартман, П. Дженге // Гор. пром-сть. - 1995. - №5.

3. Пихлер М. Применение комбайна Wirtgen 2200 SM для разработки сложноструктурных угольных пластов / М. Пихлер, В.П. Смагин, П.В. Федорко, Ю.Б. Панкевич // Гор. пром-сть. - 2008. - № 5. -С.31-32.

4. Пихлер М. Wirtgen Surface Miner в Индии. Опыт селективной разработки угольных месторождений / М. Пихлер, Ю.Б. Панкевич // Гор. пром-сть. - 2003. -№ 4. - С. 40-46.

Поступила в редакцию 04.08.2011

УДК 622.7:622.371

Разработка новых технологических решений эффективного обогащения алмазосодержащих руд Западной Якутии

И.Ф. Лебедев

По классической схеме переработки и обогащения алмазосодержащих пород требуется большое количество технологической воды и тепла, необходимо строительство водохранилищ, доступ к водным ресурсам. Реализация новой технологии сухой переработки и обогащения позволит снизить на один порядок капитальные затраты на переработку и обогащение, на два порядка потребляемые мощности по электроэнергии, а объемы перевозки рудной массы в 10-16раз.

Ключевые слова: пневматическая сепарация, сухое обогащение, месторождение, аэродинамическая труба, разделение.

Under the classical scheme of processing and enrichment of diamonds breeds a considerable quantity of technological water and heat is required, building of water basins, access to water resources are necessary. Realisations of the new technology of dry processing and enrichment time will allow to lower on an order capital expenses for processing and enrichment, on two order power consumptions on the electric power, and volumes of ore weight transportation in 10-16 times.

Key words: pneumatic separation, dry enrichment, deposit, wind tunnel, division.

ЛЕБЕДЕВ Иван Феликсович - к.т.н., с.н.с. ИГДС СО РАН, ivleb@mail.ru.

8 7 6 5 4 3 2 1

1 - грохот 6 - перегружатель

2 - дробилка среднего дробления 7 - измельчитель ЦМВУ - 800

3 - транспортер 8 - пневмосепаратор ПОС - 2000

4 - дробилка ДКД-300 9 - дизель генератор 100 кВт

5 - вентилятор

Рис.1. Модульная передвижная рудообогатительная установка

В настоящее время разрабатываются в основном крупные и средние месторождения алмазов, позволяющие рентабельно применять традиционную капитало-и энергоёмкую технологию обогащения руд на базе стационарных обогатительных фабрик.

Минерально-сырьевая база коренных алмазов для открытой отработки на месторождениях, находящихся в непосредственной близости от центров добычи и переработки, истощается. Рентабельность удаленных объектов (трубки «Зарница» Верхнемун-ского кимберлитового поля и др.) зависит, в первую очередь, от транспортного и энергетического составляющих при обогащении и перевозке руды. Освоение мелких месторождений считается сложным из-за труднодос-тупности, сложности горно-геологических условий добычи руды, а их малые запасы месторождения нерентабельны при применении существующих капиталоемких технологий.

В последнее время в связи с истощением запасов месторождений освоение отдаленных коренных месторождений алмазов, характеризующихся нерентабельным бедным содержанием алмазов, становится все более актуальным и имеет огромную перспективу, но сдерживается отсутствием эффективных технологий и соответствующей техники, в особенности, рудосортировочного, рудоразмольного и обогатительного оборудования.

В настоящее время предлагается осваивать месторождения с бедным содержанием алмазов с использованием модульных установок сухого обогащения с мобильным аппаратным исполнением, позволяющих комплексно интегрироваться с технологиями добычи руды, максимально сокращающими массу перемещаемого рудного материала.

Основной идеей работы являются разработка и внедрение малообъемных технологий и аппаратов сухого обогащения алмазосодержащих руд и создание принципиально нового класса модульных передвижных рудообогатительных установок (МПРОУ), которые включают в себя рудоразмольный и обогатительный модули (рис.1).

Реализация новой технологии сухой переработки и обогащения позволит снизить на один порядок капитальные затраты на переработку и обогащение, на два порядка потребляемые мощности по электроэнергии, а объемы перевозки рудной массы в 10-16 раз.

Основным обогатительным оборудованием является пневмосепаратор П0С-2000. Технологической особенностью его работы является разделение минералов по плотности в воздушно-песчаном потоке.

Полупромышленные испытания пневмосепаратора в составе МПРОУ проводились на месторождениях Одолго (Амурская область) и За-держный (Усть-Майский район). Результаты испытаний подтвердили практическую возможность осуществления сухого пневматического обогащения рудного золота. Более того, анализ полученных концентратов позволил существенно продвинуть исследования пневмосепарации в области разделения минералов средней плотности. В результате проведенных работ найдены условия эффективной дифференциации минералов по узким фракциям плотности в воздушных и воздушно-песчаных потоках и предложены новые аппараты пневмосепарации.

Нами проведены исследования возможности обогащения алмазов с применением пневматической сепарации. При исследовании использовалась измельченная флюоритовая руда (схожа с плотностью алмаза) с содержанием флюорита

9,8 и 35%. Эффективность обогащения при плотной массе (при высоком содержании флюорита) существенно ниже, чем для руд с небольшим содержанием флюорита (9,8%), и тесно связано также с выходом обогащенного продукта (концентрата). Для легких руд с пониженным содержанием тяжелых минералов (менее 1%), как в алмазосодержащих кимберлитах, предполагаемое извлечение может достигать вполне приемлемых значений (рис.2).

На основе проведенных исследований поведения минеральных частиц в искривленной аэродинамической трубе разработана новая модель винтового пневматического сепаратора,

30

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2012, №1

¿*9 / Зз 1

/ / / ^ . 70 Г ’2,36 ЖЪ1 65

1 1 40 , 4 М3,08/ 18,08 ♦ при сод ?ржании 9,8%

при сод ?ржании 35%

Г 14,62 ёг предпо/ извлече содерж агаемое ние при знии<1%

О 20 40 60 80 100

Выход продукта, %

Рис. 2. Зависимость извлечения полезного компонента от выхода продукта при различных содержаниях флюорита

2 4 б 8 10 12 14 16 18

Плотность минералов, г/см3

Рис. 3. Сводный график извлечения минеральных частиц различной плотности в винтовом пневматическом сепараторе

реализующая новый принцип разделения минералов по плотности, в котором применен не реализованный ранее в машинах пневматической сепарации - принцип разделения продуктов по плотности в восходящем потоке воздуха с формированием несмешивающихся противонаправленных потоков легких и тяжелых минералов, создаваемых в винтообразной рабочей полости.

Высокая эффективность процесса обеспечивается тем, что во время сепарации образуются не пересекаемые между собой противонаправленные потоки тяжелых и легких материалов, где по всей высоте сечения витка винтового сепаратора происходит разделение минералов по крупности и плотности. Тяжелые и крупные частицы перемещаются по внутренней стороне винтообразной рабочей полости вниз и разгружаются в концентрат, а легкие частиц поднимаются вверх и выносятся в хвосты.

Экспериментальные исследования в новом лабораторном винтовом пневмосепараторе по сте-

пени извлечения минеральных частиц различной плотности и крупности показали высокие результаты (рис.3). В частности, извлечение минералов плотностью выше 3,0 г/см3 по границе разделения 2,7 г/см3 (по кварцу) составило 86,5 - 98,7%.

Полученные данные дают основание сделать предположение о возможности обогащения алмазосодержащих материалов методом пневмосепарации.

Поэтому в данное время продолжаются активные исследования в направлении расширения возможности пневматических методов обогащения полезных минералов средней плотности, а также их последующей доводки сокращенных материалов.

Перспективность применения сухих технологий определится целым рядом второстепенных преимуществ, которые позволят существенно снизить себестоимость производства алмазов. Это отсутствие необходимости или ограниченного применения технологической воды, возможность работы в условиях отрицательных температур окружающей среды, отсутствие необходимости строительства помещений с теплым отапливаемым контуром, а также необходимости строительства «мокрого» хвостохрани-лища, очистных систем и.т.д.

Внедрение новых технологий сухой переработки и обогащения положительно повлияет не только на оздоровление алмазодобывающей промышленности, но и за счет существенного снижения себестоимости добычи драгоценных камней воздействует на структуру минеральносырьевой базы. Изменятся районные кондиции по запасам месторождений, увеличатся число и удельный вес запасов месторождений, пригодных к промышленному освоению.

В социально-экономическом плане внедрение новых технологий за счет снижения капитальных и энергетических затрат приведет к повышению рентабельности добычи полезных ископаемых и снижению эксплуатационных затрат по простоте обслуживания новой технологии. Все это позволит повысить производительность на одного работающего, привлекать специалистов среднего уровня квалификации, создавать новые высокодоходные рабочие места для местного населения.

Расширение экспортного потенциала новой технологии и оборудования связано с возможностью применения не только в регионах с холодным климатом, но и в ряде стран Африки и Азии с засушливым климатом, где актуальность проблемы обусловлена дефицитом технологической воды.

Поступила в редакцию 18.01.2012