Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Выполнить проект обогатительной фабрики по переработке медно-никелевых руд. 2

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Петрозаводский Государственный Университет

Кольский филиал

Кафедра: Обогащение полезных ископаемых

Дисциплина: Проектирование обогатительных фабрик

Пояснительная записка к курсовой работе

«Проектирование обогатительных фабрик»

Курсовая работа студента 5 курса

очного отделения горного

факультета Акулова A.C.

Специальность:

Обогащение полезных ископаемых

Научный руководитель:

К.т.н, проф. Скороходов В.Ф.

Апатиты

2011

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

Кольский филиал

Кафедра: Обогащения полезных ископаемых

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Студентке: Аркадьевой Алене Николаевне

Тема: Выполнить проект обогатительной фабрики по переработке медно-никелевых руд.

Исходные данные: 1.Производительность по руде 35 млн.т/год

2.Содержание полезного компонента 0,54%

3. Размер максимального куска 1000 мм

Требования к графической части проекта и пояснительной записке содержатся в методических указаниях по проектированию.

Руководитель проекта: проф. к.т.н. Скороходов В. Ф. ...................

(ФИО) (подпись)

СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация………………………………………………………………………..…………4

Введение…………………………………………………………………………………....6

1. Общая часть…………………………………………………………………………….8

1.1. Особенности вещественного состава вкрапленных медно-никелевых руд.

Промышленные руды Печенги…………………………………………………………...8

1.2. Характеристика медно-никелевых руд для обогащения………………………....11

1.3. Характеристика конечных продуктов обогащения……………………………..12

2. Специальная часть…………………………………………………………………....15

2.1. Выбор и обоснование технологической схемы обогащения………………….....15

2.2. Расчет схемы дробления…………………………………………………………....19

2.3. Выбор и расчет оборудования для грохочения……………………………………26

2.4.Расчет качественно-количественной схемы обогащения

медно-никелевых руд…………………………………………………………………....29

2.5. Расчет водно-шламовой схемы обогащения……………………………………....37

2.6. Выбор и расчет оборудования………………………………………………….…..47

2.6.1. Расчет I стадии измельчения……………………………………………………47

2.6.2. Расчет II стадии измельчения…………………………………………………..52

2.6.3 Расчет I стадии классификации …………………………………………..….....55

2.6.4. Расчет II стадии классификации. ……………………………………………....57

2.6.5 Расчет III стадии классификации ………………………………………………59

2.6.6 Выбор и расчет оборудования для флотации ....................................................61

2.6.7. Выбор и расчет оборудования для сгущения …………………………………64

2.6.8. Выбор и расчет оборудования для фильтрования ............................................65

26.9. Выбор и расчет оборудования для сушки……………………………………...66

3. Автоматизированная система управления технологическим процессом

обогащения………………………………………………………………………………...69

3.1. Автоматизированная система управления дробления…………………………….69

3.2.Автоматизированная система управления измельчения………………………….71

3.2.1. Контроль подачи руды в мельницы…………………………………………….71

3.2.2. Контроль подачи воды…………………………………………………………...71

3.2.3. Контроль протока масла…………………………………………………………72

3.3. Автоматизированная система управления флотации……………………………...72

3.4. Контроль параметров процессов сгущения и фильтрации………………………...73

3.5. Контроль параметров процесса сушки……………………………………………...74

4. Охрана окружающей среды……………………………………………………………75

4.1. Выбросы в атмосферу………………………………………………………………...75

4.2. Сточные воды…………………………………………………………………………76

4.3. Образование отходов…………………………………………………………………77

5. Мероприятия по охране труда и технике безопасности…………………………….78

5.1. Промышленная санитария……………………………………………………………79

5.2. Пожарная безопасность……………………………………………………………….79

5.3. Меры борьбы с пылеобразованием…………………………………………………..81

5.4. Электробезопасность………………………………………………………………….81

5.5. Борьба с вибрацией……………………………………………………………………82

5.6. Борьба с шумом………………………………………………………………………...82

5.7. Вентиляция……………………………………………………………………………..83

5.8. Освещенность…………………………………………………………………………..83

Заключение…………………………………………………………………………………...84

Список использованной литературы……………………………………………………..85

АННОТАЦИЯ

В данном курсовом проекте за аналог проектируемой обогатительной фабрики по переработке медно-никелевых руд взят ГМК «Печенганикель».

По ходу работы был произведен выбор и расчет основного технологического оборудования, произведен расчет схемы дробления, качественно-количественной и водно-шламовой схемы, а также описаны основные сведения о фабрике.

К проектированию приняты трехстадиальная схема дробления и грохочени и двухстадиальная схема измельчения.

Принятая схема флотации позволила получить медно-никелевый концентрат со следующими характеристиками:

- содержание полезного компонента никеля 7,18%;

- выход полезного компонента никеля 5,59%;

- извлечение никеля 74,55%.

Данный курсовой проект содержит 83 страницы, 26 таблиц, 4 рисунка и 4 чертежа: совмещенная качественно-количественная и водно-шламовая схема обогащения, схема цепи аппаратов, план мельнично-флотационного отделения и разрез мельнично-флотационного отделения.

THE ANNOTATION

In the given academic year project for analogue of projected concentrating factory on processing of medno-nickel ores it is taken GMK « Pechenganikcel».

On an operation course the choice and calculation of the basic process equipment have been made, calculation of the scheme of crushing, is qualitative-quantitative and vodno-shlamovoj schemes is made, and also the basic data on factory are described.

To projection the ore benefication circuit design is accepted two stages

The accepted scheme of flotation has allowed to receive a medno-nickel concentrate with following characteristics:

- The maintenance of a useful component of nickel of 7,18 %;

- An exit of a useful component of nickel of 5,59 %;

- Extraction of nickel of 74,55 %.

The given academic year project contains 84 pages, 24 tables, 4 drawing and 4 drawings: combined is qualitative-quantitative and vodno-shlamovaja the enrichment scheme, the scheme of a chain of devices, the plan melnichno-flotatsionnogo branches and a cut melnichno-flotatsionnogo branches.

ВВЕДЕНИЕ

Сульфидные медно-никелевые руды являются главным источником производства никеля. На переработке этих руд основано около 90 % мирового производства никеля. Главный никелевый минерал — пентландит — (Fe, Ni)₉S₈.

В данном курсовом проекте за аналог проектируемой обогатительной фабрики по переработке медно-никелевых руд взят ГМК «Печенганикель», который расположен в Печенгском районе Мурманской области в 3-4 км от Ждановского рудника. Обогатительная фабрика предназначена для переработки вкрапленных сульфидных медно-никелевых руд рудников «Центральный», «Северный», «Каула-Котсельваара». В результате переработки руды на фабрике получают коллективный медно-никелевый концентрат и отвальные хвосты. Коллективный концентрат после сгущения перекачивается в цех обжига для получения обожженных окатышей и далее в плавильный цех в плавку на файнштейн.

Сплавы никеля и меди, характеризующиеся высокой коррозийной стойкостью и легкой обрабатываемостью, используются в приборостроении, точном машиностроении и других отраслях [1].

Потребителем готовой продукции является цех обжига в городе Заполярном, где получают окатыши, которые направляются в плавильный цех комбината (г. Никель) для получения файнштейна с последующей переработкой его на готовый никель и медь на комбинате «Североникель».

При выполнении курсового проекта будут использованы данные и опыт в переработке данного вида руды полученного в комбинате «Печенганикель».

Целью курсового проекта является проектирование цехов дробления и грохочения, измельчения и флотационного обогащения, а также обезвоживания. Для этого необходимы следующие задачи:

Охарактеризовать минерально-сырьевую базу и вещественный состав обогащаемых медно-никелевых руд.
Обосновать целесообразность применения выбранной схемы обогащения. Надо при этом знать, что влияет на выбор схемы, в частности, на выбор числа стадий обогащения.
Выбрать оптимальное отношение Ж:Т в операциях водно-шламовой схемы, количество воды, добавляемой (выводимой) в той или иной операции, общий расход воды и составление балансов по воде.
Для технологической схемы обогащения, принятой к проектированию, произвести выбор и расчет оборудования.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Особенности вещественного состава вкрапленных медно-никелевых руд. Промышленные руды Печенги.

Сырьевая база медно-никелевых руд Кольского полуострова представлена богатыми (1% никеля) и бедными рудами. Последние составляют большую часть запасов и подвергаются обогащению.

Вкрапленные сульфидные медно-никелевые руды Кольского полуострова, в отличие, например, от норильских, характеризуются относительно стабильным составом рудных и силикатных минералов. Вместе с тем показатели обогащения в значительной мере предопределяются не только исходным содержанием сульфидов (минералов), но и соотношением рудных, силикатных минералов, их взаимосвязью, метасоматическими замещениями и другими минералого-технологическими параметрами.

Запасы промышленных вкрапленных медно-никелевых руд определены при содержании никеля 0,3% (открытая добыча) и 0,4% (подземная).

Основные рудные минералы: пентлантид – (Ni,Fe)9S8, халькопирит – CuFeS2, пирротин – FexSx-1, магнетит – Fe3O4.

Второстепенные: виоларит – (Ni,Fe)3S4, сфалерит – ZnS, борнит – Cu3FeS2, кубанит – CuFe2S3, макинавит – (Ni,Fe,Cu.Co)9S8, валлериит – Cu2Fe4S7(Cu3Fe4S7), пирит – FeS.

Встречаются: никелин – NiS, кобальтин – CoAsS, миллерит – NiS и др.

Обогатимость вкрапленных медно- никелевых руд зависит от количественного и качественного соотношения минеральных ассоциаций и разнообразия рудных минералов, большинство из которых представлены несколькими генерациями.

Пентлантид –главный никельсодржащий минерал вкрапленных медно-никелевых руд Печенги. Количество его в рудах, подвергающихся обогащению, составляет 1,5-2,5%. Характерен значительный изоморфизм (кобальт, платина, медь, мышьяк и др.)/6/. Имеются данные о наличии пентлантида двух генераций, которые существенно отличаются формой выделений. Пентлантид второй, более поздней генерации характеризуется чрезвычайно малыми размерами вкрапленников и сложным взаимопрорастанием как с силикатными минералами, так и с окислами (магнетитом).

Халькопирит, несмотря на разнообразие парагенетических ассоциаций, в которых он встречается во вкрапленных медно-никелевых рудах, и количественное соотношение халькопирита с другими сульфидами, состав этого минерала относительно постоянен /3/. Иногда в халькопирите могут содержаться никель и цинк за счет субмикроскопических включений пентлантида и сфалерита [1].

Величина зерен и агрегатов халькопирита редко превышает 100мкм, характерны тесные срастания с силикатами. Массовая доля халькопирита в рудах изменяется от 0,5 до 2%.

Пирротин представлен тремя разновидностями:

- гексагональный (не магнитен);

- моноклинный;

- троилит;

Полезность пирротина в медно-никелевых рудах определяется изоморфными примесями кобальта, серебра, платины и других редких элементов, а также наличием никеля.

Магнетит представлен несколькими генерациями. Магнетит ранней генерации находится в виде мономинеральных вкрапленников, а более позднего, чем сульфиды, происхождения замещает пирротин.

По измельчаемости руды подразделяются на:

- легкоизмельчаемые (высокое содержание талька, карбонатов, сульфидов);

- рядовой измельчаемости;

- трудноизмельчаемые;

Медно-никелевые руды подразделяются на 3 минералого-технологических типа: легкообогатимые (2 разновидности), рядовой обогатимости (3 разновидности) и труднообогатимые (3 разновидности).

Минералогический и химический состав медно-никелевых руд,а также их физическая характеристика представлены в таблице 1 и в таблице 2,и 3 [2].

Таблица 1 - Минералогический состав медно-никелевых руд

Наименование минералов	Содержание, %
Наименование минералов	Руда Центрального рудника	Руда рудника Каула-Котсельваара	Руда Северного рудника
1. Пентландит	0,5 – 2,0	1,5 – 2,0	5,0 – 10,0
2. Халькопирит	0,5 – 1,0	1,5 – 2,0	не более 10,0
3. Пирротин	0,5 – 5,0	12,0 – 16,0	не более 30,0
4. Магнетит	3,0 – 15,0	4,0 – 5,0
5. Хромит	0,0 – 1,5	ед. зерна
6. Ильменит	0,5 – 4,0	1,0 – 2,0
7. Серпентин	30,0 – 55,0	20,0 – 25,0
8. Оливин	0,5 – 25,0
9. Хлорит-алюмосиликаты	2,0 – 16,0	8,0 – 10,0
10. Тальк	1,0 – 20,0	10,0 – 13,0
11. Карбонаты (кальций)	0,5 – 15,0	2,0 – 3,0
12. Полевой шпат алюмосиликаты	0,0 – 5,0
13. Пироксен силикаты	0,5 – 15,0	ед. зерна
14. Роговая обманка - силикаты	0,0 – 2,0
15. Хризотил асбест	0,0 – 1,0
16. Сорен	0,0 – 1,0
17. Виоларит	ед. зерна
18.Сперрилит	ед. зерна
19. Сфалерит	ед. зерна
20. Гидроокислы железа	ед. зерна
21. Апатит	ед. зерна
22. Биотит	ед. зерна
23. Гранат	ед. зерна
24. Амфиболсиликаты	0,0 – 2,0	1,0 – 2,0
25. Полидимит	0,0 – 2,0
26. Маухерит	0,0 – 2,0
27. Кубанит	0,0 – 2,0
28. Несульфидные	0,0 – 2,0		40,0– 70,0
29. Пирит	0,0 – 2,0		5,0 – 15,0

Таблица 2 - Химический состав медно-никелевых руд

Химический состав, %	Руда Центрального рудника	Руда рудника Каула-Котсельваара	Руда Северного рудника
1. Ni	0,400-0,630	0,620-0,730	1,000 -1,460
2. Cu	0,140-0,240	0,320-0,380	0,780 – 0,900
3. Co	0,021-0,024	0,023-0,026	0,026 – 0,028
4. S	1,140-1,950	4,000-5,200	4,800 - 6,700
5. Fe	13,000-14,000	14,400-16,500	13,900 -14,900
6. SiO2	34,400-35,600	35,300-37,000	32,600 – 33,500
7. CaO	1,900-3,450	4,200-4,600	4,800-5,300
8. Al2O3	2,770-3,960	4,000-5,200	4,500 - 5,500
9.МqO	23,000-30,300	13,500-19,900	13,200 -15,300

Таблица 3 - Физическая характеристика медно-никелевых руд

Наименование рудников	Уд. вес, т/м³	Насыпной вес дроб. руды, т/м³	Твердость по шкале Протодьяконова	Влажность, %
1. Руда Центрального рудника	2,90	1,89	20,50 – 22,50	1,80 – 2,00
2. Руда рудника Каула-Котсельваара	3,00	1,92	9,00 – 13,10	2,00 – 3,00
3. Руда Северного рудника	3,20	2,09	11,00 –14,00	3,00 – 4,00

1.2. Характеристика медно-никелевых руд для обогащения

Исходным сырьем для фабрики являются вкрапленные медно-никелевые руды месторождений Печенгского района. Эти руды добываются открытым способом на руднике "Центральный" и подземным способом на рудниках "Северный", "Каула-Котсельваара".

Объемы руды с рудников характеризуются следующими значениями(1999 г.): рудник "Центральный" 89 %, рудник "Северный" 3,8 %, рудник "Каула-Котсельваара" – 7,2 %. Естественно, что эти объемы могут незначительно изменяться, исходя из производственной ситуации на комбинате.

Месторождение рудника "Центральный" преимущественно представлено вкрапленными рудами с небольшим количеством (в лежачем боку) брекчиевых и массивных руд.

Руды рудников "Северный", "Каула-Котсельваара" сложены из вкрапленных, брекчиевых и массивных руд. [1]

1.3. Характеристика конечных продуктов обогащения

При переработке руд на фабрике получают два конечных продукта – коллективный медно-никелевый концентрат и отвальные хвосты.

В таблицах 4, 5 приведены данные о химическом и минералогическом составах этих продуктов.

Крупность концентрата должна быть не менее 78% класса -0,044 мм и не менее 90% класса -0,074 мм [2].

Таблица 4 - Химический состав концентрата и отвальных хвостов

Наименование продуктов	Содержание, %
Наименование продуктов	Ni	Cu	Co	S	SiO2	CaO	MqO	Al203	Fe
Коллективный медно-никелевый концентрат	7,900-9,000	3,000-4,500	0,250-0,320	19,300-24,300	12,000-17,000	1,000-1,700	8,000-12,000	1,090-1,250	30,000-32,000
Отвальные хвосты	0,150- 0,200	0,060-0,085	0,008 – 0,009	1,000-1,500	35,000-36,000	3,000-4,000	30,000-31,000	3,000-4,000	12,000-13,000

Таблица 5 - Состав рудной минерализации концентрата и отвальных хвостов

Наименование продуктов	Массовая доля рудных минералов			Состав сульфидной массы, %
	% общее	В том числе от массы		пирротин	пентландит	халькопирит
		оксидов	сульфидов
Коллективный медно-никелевый концентрат	52,9	19,0	81,0	41,0	42,0	17,0
Отвальные хвосты	6,4	58,0	42,0	65,0	26,0	9,0

В отвальных хвостах количество рудных минералов невелико и составляет 6,4%. Основными видами потерь сульфидов с хвостами являются:

- сростки сульфидов с минералами пустой породы в классе +0,1 мм;

- сростки сульфидов с труднофлотируемым пирротином;

- сростки сульфидов с магнетитом;

- раскрытые зерна сульфидов в классах крупности – 0,02 мм

С целью получения качественных показателей по требованию металлургов выдвинуты жесткие требования к гранулометрическому составу флотационного концентрата (содержание класса –0,074 мм не < 85%).

Качество коллективного концентрата определяется ВТУ ГМК «Печенганикель».

Показателями, обязательными для проверки перед фильтрацией являются:

Содержание никеля в сменной пробе концентрата должно быть не менее 4,8%;
Среднемесячное содержание никеля в концентрате не ниже 5,3 %;
Содержание класса –0,044 мм должно быть не менее 80 %;
Содержание твердого в сгущенном продукт 60-70 %.

Стандарт предприятия – концентрат флотационный медно-никелевый.

Никель в виде сплавов применялся задолго до получения его в чистом виде и даже задолго до открытия его как химического элемента (как химический элемент никель был открыт в 1751 году и получен в чистом виде в 1804 году).

Никель относится к основным элементам улучшающим свойства стали. Добавка никеля повышает прочность стали (броня морских кораблей, танков). Сплавы никеля (8-80 % никеля) и железа известны под названием нержавеющие и жаропрочные стали. Некоторые никелевые сплавы (нихром, никелин, хромель) отличаются весьма ценными электрическими и магнитными свойствами, что обуславливает их применение в производстве термопар и реостатов.

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Выбор и обоснование технологической схемы

При выполнении проекта учитывается опыт работы действующей фабрики «Печенганикель», принятой за аналог при проектировании, а также крупность начального и конечного продуктов измельчения, производительность обогатительной фабрики, физические свойства руды.

На проектируемой фабрике применяется трехстадиальное дробление с замкнутым циклом в третьей стадии. При работе КМД в замкнутом цикле производительность дробилки по питанию больше, так как возвращающийся дробленый оборотный продукт понижает среднюю крупность поступающего в дробилку материала. Замкнутый цикл позволит получить более мелкий дробленый продукт, который поступает в мельницы на измельчение.

В первой и второй стадиях предусматриваем предварительное грохочение, а в третьей - совмещенные операции предварительного и поверочного грохочения. Операции предварительного грохочения применяем для сокращения количества материала поступающего в дробление и увеличения подвижности материала. Последнее особенно важно при дроблении в конусных дробилках среднего и мелкого дробления, подверженных забиванию рудной мелочью особенно в зимний период из-за значительного количества снега в руде. Поверочное грохочение позволяет возвратить в дробилку избыточный по крупности материал.

Принимаем к проектированию двухстадиальную схему измельчения, принятую на действующей фабрике, которая позволяет получать коллективный концентрат, который соответствует международным стандартам качества.

Процесс измельчения применяется для доведения минерального сырья до необходимой крупности, обеспечивающей максимальное раскрытие сростков ценных минералов и минералов пустой породы перед флотацией.

Выполнить проект обогатительной фабрики по переработке медно-никелевых руд. 2 📙 Курсовая → 🆔 58851