СПОСОБ СУХОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РУДЫ
METHOD OF DRY CONCENTRATION OF ORE

Изобретение относится к области добычи и обогащения полезных ископаемых непосредственно на месторождении, в частности к первичной переработке сухого алмазосодержащего сырья.
Известны способы реализации технологических схем обогащения алмазосодержащих руд - обогатительные фабрики, где происходит первичная концентрация алмазосодержащего сырья и извлечение алмазов. Обычно технологические комплексы включают следующие этапы: дезинтеграцию исходного сырья, получение первичных промконцентратов, последующую доводку промконцентратов, т.е. извлечение алмазов. На каждом этапе используется большое разнообразие технологического оборудования для обработки алмазосодержащего сырья с применением большого количества воды (В.И.Брагина, И.И.Брагин. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых. - Красноярск: Книжное издательство, 1973. - С.88-100).
Общим недостатком известных способов реализации технологических схем является то, что исключается возможность концентрации алмазосодержащего сырья непосредственно на месторождении. Это, в свою очередь, ведет к увеличению себестоимости обогащения вследствие затрат на транспортные расходы, на водооборотные системы, электроэнергию и создание хранилищ отходов обогащения, т.е. все вместе взятое делает нерентабельным промышленное освоение отдельных месторождений, в особенности характеризующихся низким содержанием алмазов.
Известен способ извлечения алмазов из алмазосодержащего сырья непосредственно в месте добычи (патент РФ №2094126, В03В 7/00, опубл. БИ №30, 1997 г.), включающий дезинтеграцию исходного сырья, классификацию дезинтегрированного сырья по классам крупности, первичное обогащение классифицированного сырья, дезинтеграцию получаемых промпродуктов с помощью планетарных мельниц самоизмельчения и/или валковых прессов и последующую доводку.
Однако этот способ не может обеспечить достаточно эффективную переработку сухого алмазосодержащего сырья из-за невозможности обеспечить необходимую экологическую безопасность при обработке мелкого продуктивного материала. Кроме того, процесс дезинтеграции в планетарной мельнице и в валковом прессе сопровождается образованием рудных агломератов, а при отрицательных температурах - смерзшихся агломератов, требующих дополнительного оборудования для их разрушения.
Известен способ сухой концентрации алмазосодержащей кимберлитовой руды непосредственно в месте добычи, реализованный в комплексе по патенту РФ №2247607 (В07В 9/00, опубл. БИ №7, 2005 г.), включающий дезинтеграцию исходной руды крупностью 500 мм, классификацию дезинтегрированной руды и промпродуктов, дезинтеграцию промпродуктов с возвратом их на классификацию, классификацию подрешетного промпродукта на три класса крупности (-30+10 мм, -10+5 мм, -5+0 мм), раздельное обогащение каждого промпродукта в модулях обогащения в виде рентгенолюминесцентных сепараторов, при этом хвостовой продукт модуля крупного обогащения вместе с надрешетным промпродуктом модуля классификации дезинтегрированной исходной руды и промпродуктов поступает на дезинтеграцию, а мелкий промпродукт перед обогащением поступает на пневмоклассификацию, непродуктивный продукт которой направляется на аспирацию.
Однако данный способ не может обеспечивать эффективную переработку сухого алмазосодержащего сырья из-за использования для дезинтеграции промпродуктов дробильно-измельчительного оборудования, которое одновременно используется для дезинтеграции исходной руды и работа которого при отрицательных температурах сопровождается образованием смерзшихся агломератов, требующих дополнительного оборудования для разрушения этих агломератов. Кроме того, вышеуказанный способ не может быть применен для переработки исходной руды крупностью -1200+0 мм, что существенно ограничивает область его применения.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение эффективности переработки руды (в частности, алмазосодержащей руды) за счет применения более эффективного оборудования для дезинтеграции, увеличения верхнего предела дезинтеграции исходной руды, уменьшения количества материала, поступающего на дальнейшее обогащение, обеспечения сохранности полезного компонента (кристаллов алмаза) в процессах дезинтеграции промпродуктов.
Указанный технический результат достигается тем, что при осуществлении способа сухой концентрации руды, например алмазосодержащей кимберлитовой руды, производят дезинтеграцию исходной руды, классификацию дробленой исходной руды, классификацию промпродуктов, последующее их обогащение по раздельным классам крупности с предварительной пневматической классификацией мелкого промпродукта, аспирацию, при этом дезинтеграцию исходной руды и дезинтеграцию промпродуктов проводят двустадиальным дроблением каждую, на вторую стадию дробления исходной руды направляют надрешетный продукт классификации дробленой исходной руды первой стадии дробления, надрешетный продукт классификации промпродуктов направляют на вторую стадию дробления (додрабливания) промпродуктов, а хвосты обогащения крупного и среднего классов направляют на первую, а затем на вторую стадию дробления (додрабливания) промпродуктов. Кроме того, вторую стадию дробления исходной руды и вторую стадию дробления (додрабливания) промпродуктов проводят с помощью дробилок ударного действия, например роторных, а первую стадию дробления промпродуктов проводят с помощью дробильно-измельчительного оборудования, основанного на принципе объемного сжатия, например роллер-пресса.
Проведение дезинтеграции исходной руды и дезинтеграции промпродуктов двустадиальным дроблением каждой, направление на вторую стадию дробления исходной руды надрешетного продукта классификации дробленой исходной руды первой стадии дробления, направление надрешетного продукта классификации промпродуктов на вторую стадию дробления (додрабливания) промпродуктов, направление хвостов обогащения крупного и среднего классов на первую, а затем на вторую стадию дробления (додрабливания) промпродуктов, а также проведение второй стадии дробления исходной руды и второй стадии дробления (додрабливания) промпродуктов с помощью дробилок ударного действия, например роторных, а первой стадии дробления промпродуктов - с помощью дробильно-измельчительного оборудования, основанного на принципе объемного сжатия, например с помощью роллер-пресса, являются отличиями от прототипа и свидетельствуют о новизне заявляемого способа.
Все операции осуществляют с сухим сырьем, при этом вторую стадию дезинтеграции исходной руды осуществляют с помощью дробилок, которые кроме основного своего назначения (дробление) позволяют разрушать агломераты, образующиеся при работе дробильно-измельчительного оборудования при отрицательных температурах (в данном случае в щековых дробилках), т.е. с помощью дробилки ударного действия, например роторной дробилки ударного действия. Обогащение осуществляется по технологическим классам: крупный (в частном случае -30+10 мм), средний (в частном случае -10+5 мм), мелкий (в частном случае -5+1,6 мм).
Первую стадию дезинтеграции крупного (-30+10 мм) и среднего (-10+5 мм) промпродуктов осуществляют с помощью дробильно-измельчительного оборудования, основанного на принципе объемного сжатия, например с помощью роллер-пресса, так как только в процессе объемного сжатия может быть обеспечена необходимая степень сохранности кристаллов алмаза в процессе их раскрытия из рудной массы; вторую стадию дезинтеграции промпродуктов осуществляют с помощью дробилок, которые кроме основного своего назначения (додрабливание) позволяют разрушать агломераты, образующиеся при работе в дробильно-измельчительном оборудовании, основанном на принципе объемного сжатия (в частном случае в роллер-прессе), т.е. с помощью дробилки ударного действия, например роторной дробилки ударного действия. В случае алмазосодержащих руд использование в предлагаемом изобретении дробилок ударного действия исключительно для второй стадии дробления (додрабливания) промпродуктов позволяет сохранить природную целостность кристаллов алмазов при дезинтеграции. С другой стороны, в предлагаемом изобретении обеспечивается целенаправленное доизмельчение материала в замкнутом цикле с классификацией и обогащением, что позволяет извлекать все не раскрытые в процессе первичного дробления исходной руды алмазы и обеспечивать технологическую гибкость схемы.
При осуществлении способа обогащение алмазов может осуществляться непосредственно на месте добычи алмазосодержащего сырья с использованием модульного комплекса, способного работать с сухим сырьем крупностью -1200+0 мм без повреждения находящихся в нем кристаллов алмазов, при этом обеспечивается необходимая экологическая чистота за счет эффективного пылеосаждения. Отпадает необходимость транспортирования некондиционного исходного сырья на обогатительную фабрику, где имеются водооборотные системы и системы сбора и хранения отходов обогащения, работа которых требует больших затрат на электроэнергию и создания больших водо- и хвостохранилищ. Кроме того, данный способ позволит получить продукт для дальнейшей переработки с заданным гранулометрическим составом и с кристаллами алмазов без сколов и иных повреждений поверхности. Все это позволяет говорить о том, что заявляемое изобретение соответствует изобретательскому уровню, так как благодаря такому решению достигается желаемый технический результат, а именно повышение эффективности переработки руды.
Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2, на которых приведены технологическая схема предлагаемого способа и схема цепи аппаратов для реализации предлагаемого способа соответственно.
Способ осуществляется следующим образом. Исходная руда крупностью -1200+0 мм в сухом (мерзлом) состоянии подвергается крупному дроблению (первая стадия) в щековой дробилке до максимальной крупности второй стадии дробления. Дробленый продукт первой стадии дробления с целью выделения готового к обогащению продукта направляется на предварительную классификацию по крупности верхнего предела обогащения (в частном случае по 30 мм). Надрешетный продукт классификации (+30 мм) направляется на вторую стадию дробления в роторную дробилку ударного действия, дробленый продукт которой вместе с готовым продуктом первой стадии дробления (подрешетный продукт предварительного классификации) направляется на операцию классификации и пылеулавливания. Выделяемая при пылеулавливании пыль направляется на операции пылеосаждения, получаемые при классификации промпродукты (фракция крупностью более верхнего предела обогащения, крупная фракция -30+10 мм, средняя фракция -10+5 мм, мелкая фракция -5 мм), после пневмоклассификации фракции -5 мм и выделения класса -5+1,6 мм направляются на последующие операции. Материал пневмоклассификации -1,6 мм направляется на операции пылеосаждения. Для извлечения раскрытых в процессе дезинтеграции алмазосодержащей руды алмазов промпродукты -30+10, -10+5, -5+1,6 мм обогащаются сухими методами концентрации полезного компонента, например, на рентгенолюминссцентных сепараторах (РЛС). Хвосты обогащения промпродуктов крупностью - 30+10, -10+5 мм подвергаются додрабливанию. Додрабливание осуществляется в две стадии - первая стадия в роллер-прессе, затем образующиеся в процессе объемного сжатия в роллер-прессе агломераты направляются на вторую стадию додрабливания в роторную дробилку ударного действия, в которую, кроме того, направляется фракция крупностью более верхнего предела обогащения (в частном случае фракция +30 мм) с операции классификации и пылеулавливания исходной руды и промпродуктов, а продукт дезинтеграции дробилки ударного действия направляется вместе с готовым к обогащению продуктом -30 мм и дезинтегрированным продуктом второй стадии дробления исходной руды на классификацию и пылеулавливание, как это представлено на фиг.1.
Схема цепи аппаратов для реализации способа сухой концентрации руды крупностью -1200+0 мм, в частности алмазосодержащей кимберлитовой руды (фиг.2), включает операции первой стадии дробления (крупного дробления) исходной руды I, предварительной классификации дезинтегрированной исходной руды II, второй стадии дробления (среднего дробления) исходной руды III, классификации и пылеулавливания IV, обогащения крупного, среднего и мелкого промпродуктов V, пневматической классификации мелкого промпродукта VI, аспирации выделяемого в атмосферу воздуха VII, дезинтеграции хвостовых промпродуктов крупного и среднего обогащения VIII, додрабливания промпродуктов IX, связанные средствами транспортировки.
На первой стадии дезинтеграции исходной руды I производится дробление руды крупностью 0-1200 мм до максимальной крупности второй стадии дробления. Реализация первой стадии дробления осуществляется в щековой дробилке 3, загрузка которой производится через бункер 1 и питатель 2. Продукт дезинтеграции щековой дробилки 3 направляется на операцию предварительной классификации II (колосниковый или инерционный грохот 5). Продукт операции предварительной классификации II крупностью более верхнего предела обогащения (в частном случае более 30 мм) направляется на вторую стадию дробления исходной руды (среднее дробление), а крупностью менее 30 мм - на операцию классификации и пылеулавливания IV. Вторая стадия дезинтеграции исходной руды III включает дробление в роторной дробилке ударного действия 12 (среднее дробление), готовый материал которой направляется на операцию классификации и пылеулавливания IV, осуществляемую на инерционном грохоте 6 с системой пылеулавливания 13. Грохот 6 соединен средствами транспортировки с операциями обогащения крупного и среднего промпродуктов V, с пневмоклассификацией мелкого промпродукта VI и с операцией второй стадии доизмельчения промпродуктов IX в роторной дробилке ударного действия 31, на которую кроме материала крупностью более верхнего предела обогащения подаются для разрушения агломераты роллер-пресса.
Операции обогащения крупного, среднего и мелкого промпродуктов V для первичного обогащения конкретных фракций руды (выделения алмазов из алмазосодержащей руды) осуществляются методами обогащения, обеспечивающими сухую концентрацию полезного компонента, в частности для алмазосодержащей руды возможно применение рентгенолюминесцентных сепараторов 15, 16, 17. Хвостовые продукты сепараторов крупного промпродукта 15 и среднего промпродукта 16 направляются на додрабливание в роллер-пресс 28, а сепараторов мелкого промпродукта 17 направляются в конус пустой породы 22. Концентраты обогатительных аппаратов средствами транспортировки 34а, 34б и 34в направляются на доводку, например, на стационарную фабрику.
Подрешетный продукт 0-5 мм операции классификации и пылеулавливания IV направляется на пневматическую классификацию мелкого промпродукта VI, предназначенную для выделения из класса крупности 0-5 мм непродуктивного материала крупностью менее 1,6 мм, модуль пневматической классификации содержит каскадно-гравитационный классификатор 23, систему осаждения пыли в виде циклона-осадителя 24 и связан с вентилятором 25 системой воздушных трубопроводов через операцию аспирации VII, выделяемый на операции пневмоклассификации продуктивный класс -5+1,6 мм направляется на сепараторы мелкого промпродукта 17, а выделяемый в процессе пневматической классификации непродуктивный класс -1,6 мм направляется на конус пустой породы 22.
Над оборудованием, где возможно интенсивное пылеобразование, устанавливаются воздуховоды системы пылеулавливания 13 для аспирации выводимого в атмосферу воздуха и пылеудаления. Процесс аспирации VII предназначен для очистки воздуха, выделяемого в атмосферу в процессе обеспыливания направляемого на очистку воздуха из циклона-осадителя 24, содержит батарею циклонов 27 и аэродинамический затвор 14, который системой конвейеров 20, 21 связан с конусом пустой породы 22. Работа аспирационного оборудования обеспечивается вентилятором 25. Дополнительные модули аспирации VII предназначены для удаления с помощью воздуховодов 13 запыленного воздуха из мест интенсивного пылеобразования и очистки воздуха, выделяемого в атмосферу, аналогичны процессу VII и связаны с конусом пустой породы 22 через аэродинамический затвор 14 и систему конвейеров 20, 21.
Операции дезинтеграции промпродуктов VIII, IX для додрабливания возвратного промпродукта (хвостового продукта обогащения сепараторов 15, 16) проводятся на роллер-прессе первой стадии додрабливания промпродуктов 28, затем в роторной дробилке ударного действия 31 второй стадии додрабливания промпродуктов, в которую, кроме того, направляется материал крупностью более верхнего предела обогащения с операции классификации и пылеулавливания IV.
Сухое обогащение алмазосодержащей руды осуществляется следующим образом. Исходная руда крупностью 0-1200 мм поступает в бункер 1, затем посредством питателя 2 на первую стадию дробления (крупное дробление). Продукт крупного дробления подается на операцию предварительной классификации исходной руды 5, надрешетный продукт (например, +30 мм) которого поступает на вторую стадию дробления в роторную дробилку ударного действия 12, а подрешетный продукт (например, -30 мм) поступает на классификацию и пылеулавливание IV на инерционный грохот 6, куда, кроме того, поступает дезинтегрированный продукт из роторной дробилки ударного действия второй стадии дробления исходной руды 12 и дезинтегрированный продукт роторной дробилки ударного действия второй стадии дезинтеграции промпродуктов 31.
Надрешетный продукт грохота 6 крупностью более верхнего предела обогащения (в частном случае +30 мм) подается в роторную дробилку ударного действия 31 для разрушения агломератов роллер-пресса и додрабливания материала крупностью более верхнего предела обогащения +30 мм.
Подрешетный продукт грохота 6 (например, -5 мм) подается на пневмоклассификацию VI, где на каскадно-гравитационном классификаторе 23 отделяется продуктивный класс 1,6-5 мм, а непродуктивный класс -1,6 мм, после выделения из него пылевидных частиц в циклоне-осадителе 24, вместе с выделяемым при аспирации запыленного воздуха на модуле VII (в батарее циклонов 27) материалом подается системой конвейеров 20, 21 на конус пустой породы 22.
Промпродукт с грохота 6 крупностью 10-30 мм подается на обогащение в аппараты, позволяющие проводить сухое обогащение 15 (например, рентгенолюминесцентные сепараторы), где происходит выделение концентрата и хвостового продукта, последний подается на додрабливание промпродукта VIII в роллер-пресс 28, а затем на вторую стадию додрабливания промпродукта IX в роторную дробилку ударного действия 31 для разрушения агломератов роллер-пресса и додрабливания класса +30 мм.
Промпродукт грохота 6 крупностью 5-10 мм подается для первичного обогащения на аппараты, позволяющие проводить сухое обогащение 16 (например, рентгенолюминесцентные сепараторы), где выделяется концентрат и хвостовой продукт, последний подается на додрабливание промпродукта VIII в роллер-пресс 28, а затем на вторую стадию додрабливания промпродукта IX в роторную дробилку ударного действия 31 для разрушения агломератов роллер-пресса и додрабливания класса +30 мм.
Материал крупностью 1,6-5 мм направляется на аппараты, позволяющие проводить сухое обогащение мелкого промпродукта 17 (например, рентгенолюминесцентные сепараторы), где выделяется концентрат и хвостовой продукт. Хвостовой продукт подается на конус пустой породы 22.
Концентраты обогащения крупного, среднего и мелкого промпродуктов V с помощью соответствующих средств транспортировки 34а, 34б и 34в направляются на доводочные операции, например, на стационарную обогатительную фабрику, а пустая порода остается на конусе пустой породы 22.
Применение предлагаемого комплекса позволит проводить операции с сухим сырьем при отрицательных или положительных температурах, исключающих конденсатообразование и увлажнение сырья, в частности алмазосодержащей руды; проводить операции с сухим сырьем непосредственно на месторождении, что позволит вовлекать в переработку отдаленные от стационарных обогатительных фабрик месторождения; при обогащении алмазосодержащей руды сократить объем материала, поступающего на доводочные операции, а также получить продукт для дальнейшей переработки с заданным гранулометрическим составом и с кристаллами алмазов без сколов и иных повреждений поверхности; повысить рентабельность разработки месторождений с низким содержанием полезного компонента.