Флотационные методы обогащения. 2

Содержание

Введение 

Глава 1

Геологическая часть…… 

     1.1 Минеральный состав  руды…………. 
     1.2 Гранулометрический  состав руды ……
     1.3 Химический состав  руды……

Выводы………

Глава 2

Технологическая часть……….

     2.1Обоснование  технологической схемы………...

2.2 Расчет качественной- количественной схемы…

2.3 Расчет водно-шламовой  схемы…………

2.4 Выбор и расчет  основного оборудования………

     2.4.1 Выбор  и расчет оборудования для  измельчения…

     2.4.2 Выбор  и расчет спирального классификатора…

     2.4.3 Выбор и расчет флотомашин…………

     2.4.4 Выбор  и расчет оборудования для  доизмельчения 

     2.4.5 Выбор  и расчет сгустителей……… 

2.5 Выбор и расчет  вспомогательного оборудования…… 

     2.5.1 Выбор  и расчет контактных чанов……

Техника безопасности………….

Список использованных источников………

Приложение…………………….

 

 

 

 

 

Введение

Флотацией называется процесс разделения тонкоизьельченных полезных ископаемых, осуществляется в водной среде и  основанный на различии их способности, естественной или искусственно создаваемой, смачиваться водой, что определяет избирательное прилипание частиц минералов к поверхности раздела двух фаз.        

Флотационные фабрики  предназначены главным образом  обогащения руд цветных и редких металлов, а также и неметаллических  полезных ископаемых. Флотационные фабрики большой и средней производительности компонуют по уступчато-одноэтажной схеме, т.к. для  этих фабрик характерны большие площади цехов измельчения, флотации и сгущения, малые уклоны транспортирующих желобов и большие количества оборотных продуктов. В отдельных пролетах корпусов возможна двухэтажная компоновка.

На южном фланге Мало-Ойногорского месторождения продолжается детальная  разведка с применением подземных  горных выработок и скважин колонкового  бурения. Одной из основных задач этих работ является разработка промышленно-приемлемой схема переработки молибденовых руд с оценкой возможности попутного извлечения вольфрама, испытание схемы в полупромышленных условий.

Молибденовые концентраты  потребляются в основном металлургической промышленностью. Наиболее вредными примесями в концентратах являются фосфор, мышьяк и олово. Пределы содержания в концентратах молибдена и вредных примесей: 50-47% мо; 0.07-0.15 %p; 0,07% as;    

 

 

 

 

 

Глава 1

1 Геологическая часть

    1. Минеральный состав

Главными рудными минералами является молибденит (0,11%), пирротин (2,98%), пирит (1,06%), шеелит (0,05%), галенит (0,3%), сфалерит (0,05%), однако главным промышленно ценным рудным минералом является молибденит.  

Молибденит  находится как в сростках с  кварцем, порода образующими минералами и сульфидами, так и в свободном виде. Чаще всего, как видно из рассмотрения обломков и аншлифов, молибденит срастается с кварцем (40-50% случаев), пирротином (30-40% случаев), пиритом (5-10% случаев). Величина обломков свободного молибденита  минус 0,01 плюс 2,0 мм. До 70% свободных зерен молибденита имеют агрегатное строение. Чешуйки молибденита покрыты тонкими светло-желтыми пленками, нередко представленными тончайшими чешуйками биотита.

Группировка минералов по их относительной распространенности и другим признакам приведена в таблице 1.

Таблица1- Относительная  распространенность минералов  

Градации  распространенности

Рудные

Не рудные

первичные

гипергенные

1

2

3

4

Главные

Молибденит, пирротин, пирит, галенит, сфалерит, шеелит, флюорит

  

Полевые шпаты, амфиболы,пироксен,

биотит, кварц, каль-

цит, хлорит, гранат,

эпидот, мусковит

Второстепенные 

 

 

 

 

 

 

Магнетит, ильме- нит арсенопирит, халькопирит, самородный свинец

      

Гидрооксилы   железа и мар- ганца, мала-         хит, повеллит

  Скаполит, цоизит,

топаз, сфен,цеолиты

турмалин, клиноцо-

зит, серпентин       

 

 


Окончание таблицы 

1

2

3

4

Редкие

Вольфрамит, золото, хромит, висмуит, рутил, касситерит 

Мартит,  халькозин, лейкоксен, органическое вещество        

Апатит, циркон,

корунд


 

Среди главных  минералов промышленный интерес, как  уже  указывалось, представляет молибденит.  Однако, если учесть, что суммарное  содержание сульфидов (пирит, пирротин, молибденит, галенит, сфалерит, халькопирит) составляет более 4,5% и островная масса их будет извлекаться в сульфидный концентрат.

Среди второстепенных и  редких минералов научный интерес  представляет самородный свинец, образующий весовые концентрации, а также  единичные знаки золота.

   По данным рентгеноструктурного анализа молибденит Мало-Ойногорского месторождения относится к обычной гексагональной модификации, однако полученные значения параметра элементарной ячейки несколько выше средних для молибденита и указывает на некоторую рыхлость его структуры. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Гранулометрический состав руды

В связи с  особенностями состава, форм, размеров зерен молибденита и характера  его распределения была рассеяна проба на классы крупности и сведена  в таблицу 2.

Таблица 2 –  Распределение минералов на классы крупности

Минералы

Классы крупности  и содержание в них минералов, %

-2 +1,6

-1,6

+1,0

-1,0

+0,63

-0,63

+0,4

-0,4

+0,2

-0,2

+0,1

-0,1

+0,063

-0,063

+0,05

-0,05

Обломки по- род, сростки, состоящие из кварца, плагио клаза, амфибо- ла, карбонатов,

биотита, хло- рита, мускови- та, пироксенов с рудными

Молибденит

Пирротин

Пирит

Шеелит

Магнетит

Железная  стужка

Карбонаты

Флюорит

Гранат

Свинец самородный

Галенит

Халькопирит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95,50

0,09

0,73

1,40

0,010

0,08

-

 

1,20

0,10

0,40

-

 

0,16

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

93,86

0,09

0,94

0,90

0,010

0,07

0,02

 

2,70

0,10

0,27

-

 

0,52

0,005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85,06

0,09

1,90

0,37

0,015

0,17

0,10

 

9,40

0,14

0,78

1,00

 

0,20

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90,53

0,10

1,70

0,93

0,025

0,14

0,14

 

2,40

0,15

0,80

1,00

 

0,27

0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

84,78

0,11

2,14

1,40

0,03

0,80

1,04

 

2,10

1,15

1,17

0,01

 

0,35

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

81,94

0,15

3,66

0,97

0,15

0,39

1,75

 

1,40

1,25

1,13

1,00

 

0,30

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77,50

0,22

5,65

0,77

0,41

0,77

0,88

 

1,66

1,22

0,77

-

 

0,33

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66,98

0,23

8,66

1,00

0,33

-

0,33

 

2,01

1,33

4,00

-

 

0,33

1,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,92

0,19

10,00

0,5

0,05

1,00

-

 

4,80

6,50

2,00

0,01

 

0,50

-

Итого:

                  

 

  

               

 

1.3 Химический состав руды

По данным химического и спектрального  анализов содержание полезных компонентов (таблица 3) достигает промышленных значений только для молибденита (0,065%) и вольфрама. Причем последний может рассматриваться лишь как попутный компонент. Практический интерес может представлять и сера, а также свинец, медь и цинк при условии извлечения последних в коллективный сульфидный концентрат и последующей оценки рентабельности их выделения.

Таблица 3 –  Содержание полезных компонентов в  руде

Компоненты 

Содержание, %

 Компоненты 

Содержание, %

Молибден  общий

Молибден  сульфидный

Молибден  окисленный

Медь

Триоксид  вольфрама

Галлий

Германий

Лантан

Литий

Скандий

Титан

Ванадий

Цинк

Цирконий

Иттербий 

0,065

0,062

0,0034

0,017

0,031

0,002

0,0003

0,003

0,007

0,002

0,2

0,005

0,100

0,007

0,0002

Фторид кальция

Сера общая

Железо общее

Закись марганца

Свинец

Серебро

Барий

Бериллий

Висмут

Кобальт

Хром

Никель

Олово

Стронций

Иттрий 

3,080

1,730

9,290

0,152

0,300

0,00003

0,01

0,002

0,0015

0,003

0,015

0,007

0,001

0,02

0,002


 

Валовый  химический состав руды приведен в таблице 4. он соответствует усредненному химическому  составу магматических пород, отвечающих андезитам, и составляют основную массу рудовмещающих пород.

 Таблица  4- Валовый химический состав руды

Компоненты

Содержание, %

Компоненты

Содержание, %

1

2

3

4

Кремнезем

Глинозем

Окись магния

54,56

12,11

5,98

Окись калия

Окись натрия

Фторид кальция

1,74

2,29

3,08




Окончание таблицы

1

2

3

4

Окись кальция

Закись железа

Окись железа

Диоксид титана

Сера общая

9,58

7,14

2,06

1,03

1,73

Карбонат  кальция

Фосфорный ангидрид

Углерод органический

Диоксид  марганца

1,73

 

0,05

 

0,08

0,152


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

1. Руда южного участка Мало-Ойногорского месторождения содержит низкие концентрации молибдена (0,065%), который заключен в молибдените. Содержание молибденита в руде составляет 0,11%. Окисленные формы молибдена в виде повеллита составляет около 4,9% всего молибдена.

2.  Руды  тонковкрапленные и прожилково-вкрапленные.  Молибденит находится в сростках  с кварцем, пирротином, пиритом  и породообразующими минералами. Размеры зерен чистого молибденита  варьируют в пределах 0,001-0,4мм. Среднее  значение величины зерен составляет 0,041мм. Молибденит освобождаются от сростков в классах минус 0,063мм, но максимально возможное освобождение от сростков в классе крупности –0,04+0,02мм составляет 96%. До 99% молибденита раскрывается в классе –0,02мм.

 Доля молибденита, находящегося в тончайшем прорастании с биотитом, хлоритом, полевыми шпатами, пироксеном и амфиболами составляет около 8%. Теоретически методами флотации  может быть извлечено не более 93-96% общего молибденита. Молибденит Мало-Ойногорского месторождения  отличается значительной уплощенностью кристаллов и чешуй, что также может сказываться на флотации.

3. Среди других  рудных  минералов может быть  шеелит, содержание которого в  руде составляет 0,05% . Присутствует  в основном в кварцсодержащих  прожилках в срастаниях с кварцем, пирротином, пиритом, плагиоклазом и пироксеном. Величина зерен находится в пределах 0,04-0,2мм .   

4. Среди элементов – примесей в рудах, имеющих собственные минеральные формы, при благоприятных технико-экономических показателях могут иметь практическую ценность свинец (0,3%), цинк (0,1%), сера (1,73%).

 

 

Глава 2

Технологическая часть

2.1 Обоснование  технологической схемы (реагентный  режим)

Схема обогащения полезного ископаемого  определяется в процессе проведения исследовательских работ на обогатимость. Минералогический состав, физические и физико-химические свойства, крупность  вкрапленности  минералов и другие факторы определяют выбор метода процесса обогащения.  Молибденовая руда  Мало-Ойногорского месторождения обогащается  только флотацией. Гравитация ввиду мелкой вкрапленности минералов находит ограниченное применение. Молибденит обладает очень высокой флотоактивностью.    Принимаем двухстадиальную схему обогащения. Схема обогащения представлена на рисунке 2.1.

Операции

Реагенты

Расход реагентов, г/т

Время флотации, мин

1

Основная флотация

 

Контрольная флотация

 

Первая перечистка

 

Вторая перечистка

 

 

Третья перечистка

 

 

Четвертая перечистка

 

 

Пятая перечистка

 

 

Шестая перечистка

2

Керосин

Т – 80

Керосин

Т – 80

Жидкое стекло

Керосин

Жидкое стекло

Керосин

Na2S

Жидкое стекло

Керосин

Na2S

Жидкое стекло

Керосин

Na2S

Жидкое стекло

Керосин

Na2S

Жидкое стекло

Керосин

Na2S

Жидкое стекло

3

80

60

40

40

200

40

50

4

3 г/л

50

4

3 г/л

50

4

3 г/л

50

4

3 г/л

50

4

3 г/л

50

4

5

 

 

5

 

4

 

3

 

 

3

 

 

2

 

 

2

 

 

2

 

 

 




Таблица 5 – Реагентный режим флотации

Продолжение таблицы 5

1

2

3

4

Седьмая перечистка

 

 

Восьмая перечистка

 

Первая контрольная  флотация

Вторая контрольная  флотация

Третья контрольная  флотация

Керосин

Na2S

Жидкое стекло

Керосин

Na2S

Na2S

Керосин

Т – 80

Na2S

Керосин

Na2S

Керосин

Т – 80

4

3 г/л

50

4

3 г/л

0,5г/л

4

2

0,5г/л

2

0,5г/л

2

2

2

 

 

2

 

 

3

 

3

 

2


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Расчет качественно-количественной  схемы обогащения

Исходные данные: Q = 700 т/сут, α = 0,065%, εк-т = 86,48 %, βхв = 0,006%, εсульф=4,55%, βсульф = 0,108%.

I. Расчет общего баланса металлов:         


                       γ=100%

                   α = 0,065%              

               

                                                 Обогащение

    


14    β14Pb = 20.03%

β14Zn= 3.6%

                                к-т Мо      Сульф. пр.             отв.хвосты

                         γк-т =0,11%             γсульф. =2,74% γхв =97,15%

                         βк-т =51,1%             βсульф. =0,108%        βхв = 0,006% 

                          εк-т = 86,48 %          εсульф=4,55% εхв = 4,55 %         

Рисунок 3 – Схема обогащения молибденовых руд
Составляем баланс правильности выполненных  расчётов:

γ*α =γк-т*βк-т+ γсульф.*βсульф.+ γхв *βхв

0,065*100 = 0,11*51,1+2,74*0,108+97,15*,0006

6,5 = 5,621+0,296+,583

6,5 = 6,5

Полученные данные заносим в  таблицу  

Таблица – 6 Технологический  баланс металлов

Наименование продуктов

Выход, %

Содержание, %
Извлечение, %

Концентрат

0,11

51,1

              86,48

Сульфидный продукт

2,74

0,108

4,55

Хвосты

97,15

0,006

8,97

Исходная руда

100,00

0,065

100,00


 

II. Расчет частного баланса металлов:

Рассчитываем показатели по всем циклам флотации, начиная с конечных операций.

1. Составим и решим уравнение баланса по VII перечистке:

                                                         24             β24 = 45,41%


VIII Перечистка



27  β27 = 40,19%

 

26 β26 = 51,1%

 

               γ26 = ε26*α /β26 

                                    γ26 = 86,48*0,065/51,1 = 0,11%

                               γ24 = γ26 + γ27                                                                         


  γ24β24 = γ26β26 + γ27β27

                                γ26β24 + γ27β24 =  γ26β26 + γ27β27

                                γ27 (β24-β27) =  γ26 (β26 - β24)

                                γ27 = γ26 (β26 -β24)/ (β24-β27)

                                γ27 = 0,11(51,1-45,41)/(45,41-40,19) = 0,12%

 γ24 = 0,11+,12 = 0,23%

2.  Проверка правильности расчета VIII перечистки:

γ24β24 = γ26β26 + γ27β27

0,23*45,41 = 0,11*51,1+0,12*40,19

10,444 = 5,621+4,823

10,444 = 10,444

Дальнейшие показатели рассчитываются аналогичным способом и  сводятся в таблицу 1.

3. Рассчитываем  извлечение и производительность продукта по формулам:

                                    εn=γnβn/α,,     % 

где γn-выход продукта, %;

      βn-содержание продукта, %;

      α=0,065%;

         Qn= γn*Q/100,  т/сут

Результаты расчета  сводим в таблицу 

Таблица – 7 Качественно-количественная схема обогащения

 

 

№

Наименование операций и продуктов

 

Выход, %

Содержание, %

Извлечение, %

Производительность, т/сут

1

2

3

4

5

6

I

 

1

4

Измельчение

Поступает:

Исходная руда

Пески 

 

 

100,00

350,00

 

 

0,065

0,065

 

 

100,00

350,00

 

 

700,00

2450,00

 

Итого:

450,00

0,065

450,00

3150,00

 

2

Выходит:

Измельченный продукт

 

450,00

 

0,065

 

450,00

 

3150,00

 

Итого:

450,00

0,065

450,00

3150,00

II

 

2

Классификация

Поступает:

Измельченный продукт

 

 

450,00

 

 

0,065

 

 

450,00

 

 

3150,00

 

Итого:

450,00

0,065

450,00

3150,00

 

3

4

Выходит:

Слив классификатора

Пески классификатора

 

100,00

350,00

 

0,065

0,065

 

100,00

350,00

 

700,00

2450,00

 

Итого:

450,00

0,065

450,00

3150,00

III

 

3

8

 

9

Основная флотация

Поступает:

Слив классификатора

Хвосты первой перечистки

Концентрат контрольной флотации

 

 

100,00

89,29

 

48,60

 

 

0,065

0,007

 

0,003

 

 

100,00

9,62

 

2,25

 

 

700,00

625,03

 

340,20

 

Итого:

237,89

0,031

111,87

1665,23

 

5

 

6

Выходит:

Концентрат основной флотации

Хвосты основной флотации

 

92,14

 

145,75

 

0,071

 

0,005

 

100,65

 

11,22

 

644,98

 

1020,25

 

Итого:

237,89

0,031

111,87

1665,23

 

 

5

Первая перечистка

Поступает:

Концентрат основной флотации

 

 

92,14

 

 

0,071

 

 

100,65

 

 

644,98

 

Итого:

92,14

0,071

100,65

644,98


Продолжение таблицы 

 

1

2

3

4

5

6

 

7

 

8

Выходит:

Концентрат первой перечистки

Хвосты первой перечистки

 

 

2,85

 

89,29

 

 

2,076

 

0,007

 

 

91,03

 

9,62

 

 

19,95

 

625,03

 

Итого:

92,14

0,071

100,65

644,98

 

 

6

Контрольная флотация

Поступает:

Хвосты основной флотации

 

 

145,75

 

 

0,005

 

 

11,22

 

 

1020,25

 

Итого:

145,75

0,005

11,22

1020,25

 

9

 

10

Выходит:

Концентрат контрольной

флотации

Хвосты окончательные

 

48,60

 

97,15

 

0,003

 

0,006

 

2,25

 

8,97

 

340,20

 

680,05

 

Итого:

145,75

0,005

11,22

1020,25

 

 

7

Обезвоживание

Поступает:

Концентрат первой перечистки

 

 

2,85

 

 

2,076

 

 

91,03

 

 

19,95

 

Итого:

2,85

2,076

91,03

19,95

 

12

Выходит:

Обезвоженный продукт

Слив 

 

2,85

 

2,076

 

91,03

 

19,95

 

Итого:

2,85

2,076

91,03

19,95

 

 

12

30

Доизмельчение

Поступает:

Обезвоженный продукт

Концентрат первой контрольной  флотации

 

 

2,85

2,35

 

 

2,076

60,391

 

 

91,03

2183,37

 

 

19,95

16,45

 

Итого:

5,20

28,43

2274,40

36,40

 

13

Выходит:

Доизмельченный продукт

 

5,20

 

28,43

 

2274,40

 

36,40

 

Итого:

5,20

28,43

2274,40

36,40

 

 

13

Вторая перечистка

Поступает:

Доизмельченный продукт

 

 

5,20

 

 

28,43

 

 

2274,40

 

 

36,40


Продолжение таблицы 

1

2

3

4

5

6

 

Итого:

5,20

28,43

2274,40

36,40

 

14

 

15

Выходит:

Концентрат второй перечистки

Хвосты второй перечистки

 

1,17

 

4,03

 

30,29

 

27,89

 

545,22

 

1729,18

 

8,19

 

28,21

 

Итого:

5,20

28,43

2274,40

36,40

 

 

14

 

19

Третья   перечистка

Поступает:

Концентрат второй перечистки

Хвосты четвертой перечистки

 

 

1,17

 

0,81

 

 

30,29

 

30,78

 

 

545,22

 

383,57

 

 

8,19

 

5,67

 

Итого:

1,98

30,49

928,79

13,86

 

16

 

17

Выходит:

Концентрат третьей  перечистки

Хвосты третьей перечистки

 

0,92

 

1,06

 

33,21

 

28,13

 

470,05

 

458,74

 

6,44

 

7,42

 

Итого:

1,98

30,49

928,79

13,86

 

 

16

 

21

Четвертая перечистка

Поступает:

Концентрат третьей  перечистки

Хвосты пятой перечистки

 

 

0,92

 

0,55

 

 

33,21

 

33,82

 

 

470,05

 

286,17

 

 

6,44

 

3,85

 

Итого:

1,47

33,438

756,22

10,29

 

18

 

19

Выходит:

Концентрат четвертой  перечистки

Хвосты четвертой перечистки

 

0,66

 

0,81

 

36,70

 

30,78

 

372,65

 

383,57

 

4,62

 

5,67

 

Итого:

1,47

33,438

756,22

10,29

 

 

18

 

23

Пятая   перечистка

Поступает:

Концентрат четвертой  перечистки

Хвосты шестой перечистки

 

 

0,66

 

0,54

 

 

36,70

 

35,73

 

 

372,65

 

296,83

 

 

4,62

 

3,78

 

Итого:

1,20

36,263

669,48

8,40

 

20

Выходит:

Концентрат пятой 

 

0,65

 

38,33

 

383,31

 

4,55