Сравнительные промышленные испытания схем рудоподготовки железистых кварцитов

УДК 622.73

© С.Р. Гзогян, В.М. Савельев, 2013

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ СХЕМ РУДОПОДГОТОВКИ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ

Приведены результаты сравнительных испытаний схем рудоподготов-ки в открытом цикле на ОАО «Комбинат КМАруда». Ключевые слова: железистые кварциты, дробление, грпохочение, средневзвешенный размер, форм-фактор.

Любое природное образование является сложной многокомпонентной системой, поведение которой в технологическом переделе зависит от суммарного эффекта компонентов, слагающих смесь и, несомненно, на процесс переработки руды оказывает влияние каждый компонент смеси, его количество, структурно-текстурные особенности, гранулометрический и минеральный состав, особенности срастания зерен и т.д. На подготовку рудной шихты к обогащению обычно приходится 50-60 % эксплуатационных расходов и до 70 % энергетических затрат от всего передела. Общеизвестна более высокая экономичность операций дробления (в 3—3,5 раза) по сравнению с измельчением. Поэтому горно-перерабатывающие предприятия стремятся наиболее полно использовать преимущество дробления и направлять на измельчение материал оптимальной крупности (для железистых кварцитов КМА не менее 12 мм). Это указывает на то, что основное внимание должно быть направлено на селективное разрушение материала по межфазным границам минеральных зерен, обеспечив раскрытие минералов без излишнего переизмельчения. Рациональный путь повышения эффективности рудоподготовки заключается в переносе части работы по подготовке рудной шихты к обогащению из цикла измельчения в циклы дробления, где КПД процесса в несколько раз выше. Это обеспечивается за счет снижения крупности рудной шихты, подаваемой в шаровые мельницы и связано с повышением производительности измель-чительного оборудования и одновременным снижением энергозатрат и себестоимости выпускаемой продукции. Один из спосо-

бов интенсификации процесса измельчения связан с оптимизацией крупности продукта дробления.

На технико-экономические показатели схем дробления оказывают влияние многие факторы: твердость, хрупкость, вязкость, влажность, абразивность, дробимость, начальная величина кусков и требуемая степень измельчения. Очень важно, чтобы все они учитывались в процессе принятия решения по выбору технологической схемы, соответствующей четко установленным производственным потребностям. Правильный выбор схем рудопод-готовки снижает себестоимость продукта, повышает качество концентрата и показатель извлечения. Технологически грамотно сопровождать процессы дробления операциями грохочения. При этом соблюдается так называемый «принцип Чеччота», что экономит электроэнергию и увеличивает срок службы футеровочных плит дробилок. Методически правильно разрабатывать схемы рудоподготовки, используя информацию о вещественном составе и текстурно-структурных особенностях руды, ее физико-механических свойствах, опыт предприятий-аналогов, перерабатывающих сходное по составу сырье, современный уровень развития техники и технологии.

По физико-механическим свойствам железистые кварциты Коробковского месторождения КМА представляют собой крепкую и высоко абразивную горную породу; индекс абразивности изменяется от 1180 до 1920 г/т, индекс дробления по Бонду - от 18 до 22 кВт ч/т.

Технология дробления кварцитов месторождения, согласно проекта, осуществлялась в три стадии с предварительным грохочением продукта дробления в открытом цикле (рис. 1). После первой стадии дробления в шахте продукт крупностью минус 350 мм поступал на средне-мелкое дробление. Данная технология позволяла получать продукт крупностью минус 20 мм со средневзвешенным размером куска на уровне 14,2 мм и массовой долей класса плюс 20 мм до 27%, при производительности до 460 т/час и удельном расходе электроэнергии 0,43 кВт час/т.

Снижение удельных энергозатрат на измельчение, повышение эффективности рудоподготовки и перенос работы по дезинтеграции руды на дробление является на ОАО «Комбинат КМА-руда» основной задачей.

I

Дробление I

I

-20 мм

; Дробление II 1

Грохочение

-20 мм 1 >

Дробление III

-20+0 мм

г Ч ' Л г

т

На измельчение 74% класса -20 мм

Рис. 1. Схема дробления ОАО

С целью снижения крупности продукта дробления при заданных объемах производства на ОАО «Комбинат КМАруда» на первом этапе выполнена модернизация дробилок первой и третьей стадий дробления [1]. Эксплуатация модернизированных дробилок и контроль за размером разгрузочных щелей позволили уменьшить средневзвешенный размер куска до 7,3 мм.

На втором этапе в отделении дробления обогатительной фабрики выполнены испытания схемы дробления в условиях текущего производства. Поступавший на дробление материал рудной шихты по минеральному составу соответствовал составу усредненных железистых кварцитов месторождения с внутрирудными включениями. Первичное дробление осуществлялось в шахте на щековой дробилке С-160 (Metso Minerals). Исходная рудная шихта после крупного дробления в шахте до крупности минус 350 мм скиповыми подъемами ствола подавалась в приемные бункера корпуса дробления и на неподвижный колосниковый грохот с ячейкой 40х100 мм. Далее дробление осуществлялось по двух-стадиальной схеме с предварительным грохочением перед средним и мелким дроблением (рис. 2).

Рис. 2. Технологическая схема дробления

Дробленый продукт I стадии дробления поступал на среднее дробление в дробилке КСД-2200, имеющую разгрузочную щель 40 мм. Дробленый продукт II стадии дробления направлялся на предварительное грохочение на двух грохотах ГИТ-52 ММ площадью 6 м2. Подрешетный продукт грохотов поступал далее на мелкое дробление в дробилках НР-500 №5 и №6, имеющих разгрузочную щель 13,0 мм. На грохотах установлены по два сита: верхнее - с ячейкой 40 мм, а нижнее - 20 мм (грохот №3) и 15 мм (грохот №4). Живое сечение на грохоте с ячейкой 20 мм составляет 41, а с ячейкой 15 мм - 30,75 %. Анализ результатов испытаний показывает, что:

- подрешетный продукт грохота №3 (размер ячейки 20 мм), средневзвешенный диаметр куска варьировал от 5,3 до 5,9 мм,

при массовой доле класса плюс 15 мм от 1,2 до 3,3%, при рассеве по классу 12 мм, остаток на сите 12 мм составил 3,6; 6,6 и 5,0 %;

- продукт разгрузки дробилок №5 и №6, средневзвешенный диаметр куска варьировал от 5,6 до 7,1 мм, при массовой доле класса плюс 15 мм от 2,5 до 6,0%;

- форм-фактор продукта разгрузки дробилки №5 и №6 варьировал от 2,34 до 2,85;

- дробленая руда со сборного конвейера, средневзвешенный диаметра куска варьировал от 6,3 до 7,4 мм, при массовой доле класса плюс 15 мм от 9,5 до 20,5 %, форм-фактор продукта изменялся от 2,69 до 2,87.

Таким образом, сравнительные промышленные испытания показали, что: - при грохочении на грохоте №3 с ячейкой 20 мм в открытом цикле получен дробленый продукт со средневзвешенным размером куска от 5,3 до 5,9 мм;

- при грохочении на грохоте №4 с ячейкой 15 мм размер средневзвешенного куска варьировал в широких пределах от 4,1 до 8,8 мм.

За период проведения опробования производительность в среднем составила 530 т/час.

Анализ работы дробилок НР-500, установленных в III стадии дробления в качестве дробильных агрегатов, показал, что производительность каждой из них в среднем составила более 250 т/час.

Оценка результатов дробления производилась по степени дробления (i): для дробилки НР-500 №5 - 3,53; 3,54 и 3,83; для дробилки НР-500 №6 - 2,05 и 2,48.

Дробленая руда, поступающая на измельчение, является смесью подрешетного продукта грохотов №3 и 4 и готового продукта мелкого дробления и является готовым продуктом отделения дробления (рис. 2).

Таким образом, ввиду недостаточной точности разделения на грохоте, в питание дробилок попадает значительное количество готового для измельчения материала, что влечет за собой перерасход электроэнергии и металла. Также, мелкий материал, заполняя пустоты между крупнокусковым, повышает упругое сопротивление массы руды, находящейся в камере дробления и частично гасит усилие дробления.

I

Бункер

-1200+0 мм

Т

Дробление I

у=100%

-350+0 мм

Грохочение

-15 мм 7=10%

-50+15 7=10%

Е 20 = 85%

+50 мм

у=80%

Дробление II ¡=30 мм

Грохочение

Е 12 = 75%

+15 мм

7=65%

Дробление III 1=10мм

7=75%

-15+0 мм

7=15%

На измельчение 90-95% класса -15 мм Рис. 3. Рекомендуемая схема дробления рудоподготовки

Одно из отличий железистых кварцитов заключается в форме рудных частиц, получаемых в процессе рудоподготовки, что вносит свои особенности при выборе схем рудоподготовки. Так, железистые кварциты после дробления имеют форму вытянутых частиц с форм-фактором до 3 (скарновые - до 1,2), как правило,

й Гранулометрическая характеристика дробленой руды

Наименование продуктов

Классы крупности, мм

Выход классов крупности, %

частный

> плюсу

) минусу

1 опробование

частный

> плюсу

минусу

2 опробование

сборный конвейер дробленая руда

+ 20 -20+15 -15+12 -12+10 -10+5 -5+3

-3+0

(1 ср, мм £ ед

А, кгм/см3 q, кг/л час К ф, ед 5, т/ м3

12,1

8.4

8.5 10,8 30,1 8,4 21,7

12,1 20,5 29,0

39.8

69.9 78,3 100,0

100,0 87,9 79,5

71.0 60,2

30.1 21,7

0,0

9.5 12,4 14,3 38,1

7.6 18,1

9,4 11,2 12,43 0,674 2,69 2,13 5,85

0,0 9,5 21,9

36.2

74.3 81,9 100,0

8,3 10,44 10,87 0,651 2,87 2,17 6,78

100,0 100,0 90,5 78,1 63,8 25,7 18,1

Примечание: d ср - средневзвешенный диаметр куска, мм; / - коэффициент крепости по Протодьяконову, ед; А - удельная работа разрушения, кгм/см3ц - удельная производительность измельчения при 65% класса минус 0,071 мм, кг/л час (измель-чаемость); К ф - форм-фактор, ед, 5 - насыпной вес руды, т/м3; Ш - массовая доля влаги, %

для таких руд рекомендуется применение открытых схем рудоподготовки. При применении схем в закрытом цикле наблюдается увеличение и нарастание циркулирующей нагрузки. Сравнительные промышленные испытания показали, что по существующей технологической схеме рудоподготовки при грохочении на грохоте с ячейкой 20 мм получен дробленый продукт со средневзвешенным размером куска от 5,3 до 5,9 мм, степень дробления составила от 3,53 до 3,83. Форм-фактор продукта дробления варьировал от 2,34 до 2,85, производительность дробилок НР-500, установленных в III стадии дробления в среднем составила 126,8 - 146,3 т/час. Учитывая особенности тонковкрапленных железистых кварцитов Коробковского месторождения, опытно-промышленные испытания, предыдущие и настоящие, для реконструкции отделения дробления выбрана технологическая схема (рис. 3). Первичное дробление осуществляется в шахте, продукт первичного дробления крупностью минус 350 мм поступает на грохочение 1 стадии на виброгрохоте с выделением продукта крупностью минус 15 мм. Надрешетный продукт крупностью плюс 50 мм поступает на дробление П стадии. Разгрузка дробилки П стадии направляется на поверочное грохочение на виброгрохот. Продукт минус 15 мм является готовым продуктом, а над-решетный продукт объединяется с продуктом грохочения 1 стадии крупностью -50+15 и поступают на мелкое дробление. Таким образом, на измельчение поступает продукт 90-95 % класса минус 15 мм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Савельев В.М., Лазебная М.В. Модернизация дробильно-обогатительного комплекса на комбинате «КМАруда»//Горный журнал, №4, 2012, с.55-57.

2. Технологический аудит техники и технологии производства маг-нетитового концентрата в условиях ДОФ (участок №2)//Отчет НИУ «БелГУ», рук. Гзогян Т.Н., г. Белгород, 2011.