Новости

Комплекс измельчения и обогащения руды

Помимо создания технологии рудоподготовки и обогащения конглобрекчий, Иргиредмет проводил исследования по разработке и вводу в промышленную эксплуатацию измельчительно-обогатительного комплекса (ИОК) для переработки платиносодержащей руды. На первом этапе освоения месторождения на ИОК обрабатывались большеобъемные геолого-разведочные пробы с целью определения содержания платины.

Изучением вещественного состава и технологических свойств руды занимался институт «Механобр». По данным анализа, она была представлена в основном гигантозернистыми дунитами. Наряду с ними присутствовали сильно измененные (серпентизированные) скрытозернистые дуниты, содержащие платинометалльное оруденение (свободная изоферроплатина, включающая второстепенные туламинит, сперрилит, ирарсит, лаурит, сплавы платины и меди), прожилково-вкрапленный хромит (от 1 до 10 %) и акцессорный сульфид. Параллельно в пробе были выявлены глина, песок и сильнотрещиноватые серпентиты.

В пробу, отобранную бороздовым способом по полотну и стенке канав, вошел весь материал борозды. Максимальный размер кусков руды составил 100 мм. В соответствии с информацией геологической службы заказчика расчетное содержание платины было равно 2,31 г/т. Исследования при этом показали, что оно колеблется в широких пределах, от 0,45 до 6,344 г/т [3], предположительно, из-за плохой представительности частных лабораторных проб в связи с крайне неравномерной гнездовой вкрапленностью металлической Pt и ее минералов.

Высокое содержание платины было обусловлено гнездовым распределением достаточно крупных агрегатов платино-железистых сплавов с хромшпинелидами и магнетитом. В бедных пробах с фоновым содержанием элементов платиновой группы вкрапленность минералов была распределена весьма равномерно и представлена довольно мелкими зернами (15–40 мкм). Медианная крупность Pt составила 0,5 мм (табл. 1, рис. 8).

 

Таблица 1. Ситовый состав платины в пробе руды

Рисунок 8. График зависимости выхода платины в надрешетный продукт от размера отверстий сита

Форма зерен платины была самая разнообразная, но превалировали минералы изометрического вида с острыми неокатанными гранями.

Эксперименты по стадиальному измельчению перед последующим обогащением позволили установить, что для глубокого извлечения ценного компонента руду требуется измельчить примерно до содержания 30 % класса −0,074 мм, а верхняя граница крупности должна быть ниже 0,5 мм.

Было обнаружено, что руда измельчается достаточно эффективно. В первую очередь происходит интенсивное уменьшение размеров крупных частиц, выход же тонких фракций сравнительно невелик, что в целом весьма благоприятно для гравитационного обогащения.

Реализованная на предприятии технологическая схема переработки платиносодержащей руды включает две стадии дробления, стадию измельчения и стадию гравитационного обогащения по отсадочной технологии.

Первая стадия дробления руды крупностью −500 мм, доставляемой с рудной площадки погрузчиком, осуществляется на самоходном модуле крупного дробления LT105. Продукт крупностью −70 мм конвейером подается на комплекс среднего дробления LT1100, где дробится до −20 мм. Затем руда поступает на ИОК, в котором измельчается и обогащается гравитационным методом.

Общий вид ИОК показан на рис. 9, компоновка технологического оборудования — на рис. 10.

Рисунок 9. Общий вид ИОК: узлы измельчения и классификации (Фото: АО «Иргиредмет»)


Рисунок 10. Компоновка ИОК

В состав ИОК входят бункер-питатель «БПК-1000», ленточный конвейер «СМД», шаровая мельница «МШР 2100*2200», отсадочные машины «МОД-2М1» и «МОД-0,5», концентрационные столы «СКО-2» и «СКО-1», песковые насосы Warman и «НП-12,5/12,5» и гидроциклон «ГЦ-360».

Внедренная технологическая схема отличается от рекомендуемой наличием двух стадий перекачки продуктов обогащения вместо одной. Необходимость этого была вызвана отсутствием на предприятии пескового насоса с необходимыми техническими характеристиками (производительностью 100 м³/ч и напором 32 м).

Схема рудоподготовки и обогащения платиносодержащей руды (рис. 11):

1.    Дробленая до крупности −20 мм руда подается из бункера-питателя конвейером в загрузочную горловину шаровой мельницы. Туда же поступает циркулирующий продукт — пески гидроциклона.

2.    Измельченный продукт направляется на обогащение в отсадочную машину «МОД-2М1». Ее концентрат перечищается на отсадочной машине «МОД-0,5» и концентрационном столе «СКО-2», а хвосты через зумпф насоса Warman подаются в гидроциклон.

3.    Концентрат СКО-2 собирается в контейнеры и обогащается на концентрационном столе «СКО-1». Хвосты МОД-0,5 и СКО-2 насосом «НП-12,5/12,5» направляются в зумпф насоса Warman и перекачиваются совместно с хвостами МОД-2М1 в гидроциклон.

4.    Хвосты МОД-0,5 и СКО-2 насосом «НП-12,5/12,5» подаются в зумпф насоса Warman, который перекачивает их совместно с хвостами МОД-2М1 в гидроциклон. Его пески возвращаются на доизмельчение в мельницу, а слив по пульповоду выводится в отвал.

Рисунок 11. Схема рудоподготовки и обогащения платиносодержащей руды

Технологические испытания комплекса

Технологические испытания ИОК проводили на шести большеобъемных геолого-разведочных пробах руды массой 110 т каждая. Эффективность работы мельницы оценивалась по степени измельчения с учетом производительности комплекса, которая составила 7 т/ч.

Гранулометрические характеристики исходного питания и измельченного продукта мельницы (питания МОД-2М1) приведены в табл. 2.

Таблица 2. Гранулометрические характеристики исходного питания и измельченного продукта мельницы

Анализ полученных результатов показывает, что массовая доля фракции крупностью −0,5 мм, при которой происходит необходимое раскрытие платины, увеличивается в питании отсадочной машины «МОД-2М1» почти в шесть раз по сравнению с исходным питанием мельницы. МОД-2М1 работала при частоте качаний подвижных конусов 180 мин⁻¹, амплитуде качаний 14 мм и расходе подрешетной воды 5 л/с на 1 м² решета.

Обогащение на отсадочной машине «МОД-0,5» осуществлялось при частоте качаний подвижных конусов 220 мин⁻¹, амплитуде качаний 11 мм и расходе подрешетной воды 4 л/с на 1 м² решета. Это обеспечило выход концентрата на уровне 20 %.

Концентрационный стол «СКО-2» работал при частоте качаний деки 200 мин⁻¹ и длине хода 12 мм. Расход смывной воды составил 1,8 м³/ч при нагрузке на стол около 1 т/ч. В указанных условиях выход концентрата СКО-2 достигал 30–35 л (3,0–3,5 % по операции) при переработке одной пробы. Он перечищался на доводочном концентрационном столе «СКО-1», продукт которого объемом 1,5 л поступал на обработку в золотоприемную кассу предприятия.

Хвосты МОД-2М1, МОД-0,5 и СКО-2 объединялись и насосом Warman перекачивались на классификацию в гидроциклон. Массовая доля твердого в отвальном сливе составила 11 %, а класса крупности −0,25 мм — более 90 % (табл. 3).

Таблица 3. Гранулометрические характеристики материала в сливе гидроциклона

Твердая фаза в сливе гидроциклона была представлена легкими минералами (глинистыми минералами, кварцем и другими) и не содержала платины. Оптимальный выход песков, являющихся циркулирующей нагрузкой мельницы, составил 55–60 %. Извлечение металла при обогащении руды по отсадочной технологии на ИОК оказалось не менее 93 %.

Технологические испытания на материале геолого-разведочных проб продемонстрировали, что конечный концентрат ИОК (концентрат СКО-1) содержит большое количество металлического скрапа — частиц футеровок щековой и конусной дробилок и мельницы, что не позволяло полностью и оперативно выделять платину в полевых условиях на предприятии и увеличивало время обработки концентрата до 6 часов и более.

Кроме того, из-за значительной аккумуляции ценного компонента в мельнице и невозможности его полной зачистки наблюдалось несоответствие между содержанием и ситовым составом Pt после обработки проб на ИОК и по ранее полученным геолого-разведочным данным. Это подтвердили результаты обработки руды на ДОК (табл. 4).

 

Таблица 4. Сравнительный ситовый состав платины, извлеченной из геолого-разведочных проб платиносодержащей руды комплексами ДОК и ИОК

По причине указанных затруднений обработка большеобъемных геолого-разведочных проб была перенесена на ДОК.

Объединенные хвосты крупностью −5 мм обезвоживались и направлялись на доизмельчение и последующее обогащение (после извлечения платины на ШМН) на ИОК. Это позволило в пять-шесть раз сократить продолжительность обработки одной пробы (до 2,5–3,0 часов) и в три раза уменьшить время доводки конечных платиносодержащих концентратов (до 2 часов).

Чтобы улучшить технико-экономические показатели переработки проб, хвосты ДОК требовали предварительного обогащения простыми гравитационными методами. Такая операция должна была повысить содержание платины в материале, подаваемом на ИОК, уменьшить его объем и тем самым сбалансировать производительность обоих комплексов (производительность ДОК была в пять раз больше производительности ИОК).

Было рекомендовано испытать три способа предварительного обогащения хвостов ДОК: с использованием шлюзов с непрерывной разгрузкой концентрата, шлюзов с подвесными трафаретами или гидрогрохота с регулируемым выпуском подрешетной фракции.

 

Выводы

Специалисты Иргиредмета провели исследования и разработали технологии рудоподготовки и обогащения двух типов платиносодержащего сырья: конглобрекчий и руды.

На основании результатов испытаний четырех вариантов рудоподготовки конглобрекчий предпочтение было отдано трехстадиальному дроблению с получением продукта крупностью −5–2 мм. Был спроектирован дробильно-сортировочный комплекс с установками LT105 и LT1100. Такое решение обеспечило гибкость размещения оборудования, возможность разрушения негабарита и проведения среднего дробления в замкнутом цикле с получением фракции крупностью −20 мм.

На предприятии был смонтирован, опробован и введен в опытно-промышленную эксплуатацию ДОК на базе установки LT105, дробилки Barmac, шлюзовой и шлиходоводочной установок.

Извлечение платины в узле доводки составило 99,8 % при выходе конечного концентрата 5,72 % по операции и содержании в нем ценного компонента 7,8 кг/м³. Извлечение металла из конглобрекчий от исходного питания ДОК достигало 79,6–87,5 %. Этот показатель можно было повысить за счет оптимизации режимов работы комплекса и внедрения установки среднего дробления LT1100.

Работоспособным вариантом промышленной переработки платиносодержащей руды был признан ИОК в составе бункера-питателя, ленточного конвейера, шаровой мельницы, отсадочных машин, концентрационных столов, песковых насосов и гидроциклона. Расчетное извлечение платины оценивалось на уровне не менее 93 %.

Комплекс не может самостоятельно применяться для переработки большеобъемных геолого-разведочных проб с целью оперативного получения данных по содержанию и крупности платины на различных участках месторождения. Причина заключается в аккумуляции металла в мельнице, его переизмельчении, засорении концентрата частицами футеровок и отсутствии возможности эффективной зачистки после обработки каждой пробы.

С целью устранения указанных недостатков была испытана и рекомендована комбинированная двухстадиальная технология. На первой стадии проба подается на ДОК, а платина, освободившаяся в процессе дробления руды до крупности −5–2 мм, извлекается на ШДУ-2. На второй стадии хвосты ДОК перерабатываются на ИОК после предварительного обогащения простым гравитационным методом с последующей подачей в шаровую мельницу для измельчения до крупности −0,5 мм и обогащения по отсадочной технологии.

ИОК для переработки платиносодержащей руды был принят предприятием в промышленную эксплуатацию.