Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Тема 1. Классификация методов



Тема 1. Классификация методов

 

Конечная задача обогащения - полное использование всех компонентов руды и снижение количества отходов обогащения к возможному минимуму. Это можно обеспечить, применяя комбинированные схемы, включающие различные методы, в том числе и специальные.

Специальные и комбинированные методы обогащения нашли ограниченное применение, то есть не используются как самостоятельные процессы (обогащение по форме, трению и т.д.) являются не основным, а входят в схему комбинированного обогащения руд и предназначены:

1. Для предварительного обогащения руды с целью повышения в ней содержания ценного компонента.

2. Для обогащения забалансовых руд.

3. Для обогащения труднообогатимых руд.

Как и всякие другие методы обогащения, специальные и комбинированные методы основаны на различии свойств разделяемых минералов (физических, физико-химических, химических).

Классификация специальных методов обогащения:

1. Методы, основанные на эффектах взаимодействия минералов с рабочей поверхностью обогатительного аппарата (обогащение по трению, упругости, форме).

2. Методы, основанные на различии в содержании ценного компонента в порции или кусках обогащаемого материала. Ручная и механическая сортировка.

3. Методы, основанные на характере перевода разделяемых компонентов в другие фазовые состояния (выщелачивание, экстракция, сорбция, обжиг).

Обжиг - высокотемпературная обработка руды в присутствии реагента с целью перевода одного из компонентов в другое химическое соединение. Последующее обогащение обычными методами.

4. Методы, основанные на характере изменения размеров минералов при физическом взаимодействии. Избирательное разрушение (дробление, измельчение), промывка, декрипитация.

Избирательное разрушение применяется для руд, у которых ценный компонент представлен крупными и прочными агрегатами (угли, бурожелезные, железные, асбестовые руды)

Промывка применяетсядля переработки вторичных месторождений, в которых ценный компонент сцементирован или загрязнён глиной, песчано-глиняной породой.

Декрипитацияоснована на способности минералов разрушаться по плоскостям спайности при нагревании и последующем быстром охлаждении (барит, кальцит, каменная соль, некоторые виды слюд).

5. Переработка вторичного сырья магнитными и электрическими методами.

Магнитное обогащениеосновано на использовании различий в магнитных свойствах. За последние годы метод получил широкое распространение при обогащении руд черных и редких металлов; для удаления железа из керамического и стекольного сырья, абразивов, пищевых и других продуктов, для доводки концентратов редких металлов.

Электрический метод основан на различии в электрических свойствах. Применяется для обогащения зернистых сыпучих материалов крупностью 3-0, 05мм, переработка которых другими методами малоэффективна (минералы равные по плотности, магнитным и физико-химическим свойствам) или невыгодна с экономической точки зрения. Электрическая сепарация очень перспективна в маловодных районах.

Электрическая классификация основана на различном поведении в электрическом поле зерен минерала, отличающихся по крупности и по форме. Пыль полностью удерживается электрическим полем, следовательно, электрическую сепарацию применяют при обеспыливании и классификации строительных песков.

 

Модуль 1. Методы, основанные на эффектах взаимодействия минералов с рабочей поверхностью обогатительного аппарата

 

Тема 2. Обогащение по форме

 

При добыче и переработке некоторых полезных ископаемых на­блюдают различия в форме кусков его компонентов (угли, слан­цы, слюда и асбестосодержащие руд) является следствием их физических свойств).

В отдельных случаях наблюдают проявление различий в форме частиц, обусловленное особенностями работы обогати­тельных машин, например дробилок. Так, при дроблении гор­ных пород на щебень для строительства в продуктах дробления появляются частицы «лещадной» (пластинчатой) формы, которые при использовании щебня в качестве заполнителя для бе­тона снижают его прочность. Уменьшение содержания «лещадных» частиц в готовой продукции может рассматриваться как повышение качества щебня.

Форма минеральных частиц характеризуется коэффициентом формы (Формула 1):

 

p = 4, 87V2/3/S, (1)

 

где V – объем частиц, см3;

S – поверхность частиц, см2.

Соотношение линейных размеров (доли ед.) частиц различ­ной формы (по В. Г. Деркачу и П. А. Колычеву) приведено ниже.

Длина Ширина Толщина

Форма частиц:

пластинчатая...1 1(0, 75) 0, 5

продолговатая...1 0, 5 0, 5

угловатая 1 1 0, 5

округлая 1 1 1

Для разделения частиц с использованием различий в форме компонентов могут использоваться следующие способы:

грохочение на специально оформленной просеивающей по­верхности;

обогащение с использованием различий в коэффициентах трения частиц различной формы;

разделение по скорости движения частиц в среде, обуслов­ленной различиями в форме частиц;

разделение по площади контакта частицы с рабочей поверх­ностью аппарата;

комбинированные способы разделения.

Выделение частиц пластинчатой или продолговатой формы путем грохочения улучшается при переходе от круглых к квад­ратным, от квадратных к прямоугольным, от прямоугольных к щелевидным отверстиям. Повышение качества фракционирован­ного щебня за счет выделения частиц «лещадной» формы дости­гают, применяя резинострунные просеивающие поверхности, т. е. с использованием перехода от квадратных к прямоугольным от­верстиям.

 

Аппараты с неподвижной рабочей поверхностью

 

На Рис. 4 представлен сепаратор типа «Горка». Плоскостной сепаратор применяют для обогащения слюды. Каждая его плоскость имеет длину 1350 мм и ширину 1000 мм.

 

b
Исходная руда
Рис. 4 – Сепаратор «Горка» . Плоскостной сепаратор
Пустая порода
Слюда и пустая порода
Слюда и пустая порода
Пустая порода
b'
a
a1

 


Угол наклона нижней плоскости больше, чем верхней, точно так же и ширина щели на нижней плоскости больше, чем ширина на верхней. На плоскость подается сухой материал крупностью –70+25 мм. Перед щелью устанавливается небольшой порог прямоугольной формы для создания условий отрыва движущихся кусков пустой породы от наклонной плоскости. Куски пустой породы, перелетая через щель, разгружаются в конце плоскости. Куски слюды, имея пластинчатую форму, движутся по наклонной плоскости медленнее кусков породы и, проваливаясь через щель, попадают на следующую плоскость, где перечищаются. Производительность сепаратора составляет 3, 5-3, 7 м3/ч, извлечение слюды в концентрат 90-92 %, содержание пустой породы в концентрате 26-23 %.

Производительность наклонной плоскости

Q = 3600kdabv,

где k – коэффициент разрыхления движущегося материала, k = 0, 3¸ 0, 6; d – плотность материала, т/м3; а – толщина слоя материала, м; b – ширина рабочей плоскости.

Достоинство сепараторов с неподвижной рабочей поверхностью заключается в отсутствии движущихся частей и возможность визуального контроля процесса.

К недостаткам сепараторов трения относят значительную истираемость материала, трудность получения стабильных результатов и невозможность выдачи кондиционных продуктов.

 

Тема 5. Комбинированное обогащение по трению и упругости

 

Комбинирование свойств, используемых при обогащении, позво­ляет расширить границы применения способа. Так, при получе­нии прочного щебня для производства высокомарочных бето­нов из неравнопрочных известняковых пород применяют способ обогащения, использующий различия в коэффициенте восстанов­ления скорости и коэффициенте трения разделяемых компонен­тов.

При изучении свойств известняков установлено, что с уве­личением их прочности коэффициент трения (1)о плиту суще­ственно снижается, а коэффициент восстановления скорости кв (2)повышается. Эти зависимости были положены в основу сепаратора для обогащения неравнопрочных известня­ков по упругости и трению.

 

Тема 7. Ручная сортировка

 

Применяется в крайних случаях:

а) когда нельзя использовать механическое или химическое обогащение;

б) когда механические способы не обеспечивают необходимого качества разделения (отборка жильного кварца, танталовой губки, листовой слюды, длинноволокнистого асбеста, углей, драгоценных камней: алмазов, изумрудов, рубинов).

Операция определения сорта частицы и выделения из потока осуществляется человеком, поэтому процесс трудоёмкий и требует время, следовательно, ограничение по крупности.

Недостатком ручной сортировки минерального сырья являются низкая производительность и высокая стоимость.

Виды ручной сортировки:

1. ручное обнаружение и выделение – различие во внешних признаках;

2. ручное обнаружение и механическое выделение (карьеры, шахты);

3. механизированное обнаружение и ручное выделение (железоотделитель – при небольшой частоте попадания кусков и при невозможности их визуального обнаружения).

Крупность кусков 50-300 мм. Ручная рудоразборка осуществляется на ленточных конвейерах, столах, желобах и грохотах. Ленточные конвейеры для ручной рудоразборки имеют скорость движения 0, 2-0, 4 м/с. Их ширина не более 1200 мм, при ширине более 600-800 мм отборщики располагаются с двух сторон ленты (Рисунок 14). Расстояние между рабочими не менее 1 м, обычно оно составляет 1, 5-2 м. Наиболее благоприятен диапазон крупности -100+50 мм. При меньшей крупности падает производительность, а при большей – вес кусков становится слишком большим.

 

 

а
б

 

 


Рисунок 14 – Расположение сортировщиков при различной ширине конвейера: а – односторонее расположение; б – двустороннее.

1- рабочее место сортировщика; 2- сортировочный конвейер; 3- точка для отбираемого материала.

 

Производительность рудоразборной ленты определяется по формуле:

 

Q=3, 6·b·h·v·σ ·k,

 

где b – ширина слоя руды на ленте, равная 0, 8…0, 9 ширины ленты, м;

h – высота слоя руды на ленте, равная максимальной крупности куска, м;

v – скорость ленты, м/с;

σ – плотность руды, кг/м3;

k – коэффициент заполнения поверхности ленты, равный 0, 3…0, 4.

Эффективность процесса оценивается тремя основными показателями

1) коэффициент сортировки пустой породы:

 

ε =100Q/Qp,

 

где Q - масса отсортированной пустой породы;

Qp - масса пустой породы в исходной руде.

2) величина остаточной засоренности:

 

Рост=100Qост/D

где Qост - масса пустой породы оставшейся в руде после сортировки;

D - масса руды после сортировки.

Задача. Определить качество угля после выборки породы с производительностью выборщика при производительности по исходному питанию 140 т/ч, зольность исходного угля 25%, содержание класса -100+50 мм в исходном питании 50%, количество видимой породы в классе -100+50 мм 14%.

 

Подготовка руды перед радиометрической сепарации

Перед автоматической сепарацией руды материал необходимо определенным образом подготовить:

1) Дробление руды до крупности 250-500 мм;

2) Промывка руды в бутаре, вибрационном грохоте или грохоте-конвейере для удаления шламов и загрязнений с кусков руды с целью предотвращения пылеобразования и искажений излучения.

3) Классификация руды по классам крупности, так как содержание ценного компонента в кусках руды разной крупности неодинаково.

Классификация руды проводится по шкале, равной 1, 5 для слабоконтрастных материалов и 2 для контрастных материалов.

При поточном режиме (Рисунок 17) масса порций не определена и зависит от распределения ценного компонента в потоке. Эффективность порционной сортировки определяется степенью неоднородности содержания данного компонента и объёмом отсекаемой порции.

При порционном режиме масса порции равна массе руды в транспортирующей ёмкости. Достоинствами являются неподвижность порции при определении признака, исключение влияния помех от соседних порций. Порционные режимы обладают высокой производительностью, но низкой точностью.

При покусковом режиме куски должны двигаться на строгом расстоянии друг от друга, масса порции равна массе куска. Покусковой режим имеет высокую точность разделения, но низкую производительность, особенно на мелком материале.

 

Рисунок 17 – Технологические режимы радиометрического обогащения: 1- поточный; 2 – порционный; 3 – покусковой.

Производительность сортировки зависит от режима.

Производительность порционной сортировки определяется пропускной способностью конвейера.

 

,

 

где mn - масса порции, т

tобс - время обслуживания порции, сек.

Производительность покусковой сортировки:

 

 

,

 

где V - объём куска, м3

ρ - плотность куска, т/м3

n - частота срабатывания исполнительного механизма, с-1.

При покусковом режиме куски следуют друг за другом на определённом расстоянии.

Рентгеновская флуоресценция

Когда атомы образца облучаются фотонами с высокой энергией – возбуждающим первичным излучением рентгеновской трубки, это вызывает испускание электронов. Электроны покидают атом. Как следствие, в одной или более электронных орбиталях образуются " дырки" - вакансии, благодаря чему атомы переходят в возбужденное состояние, т.е. становятся нестабильны. Через миллионные доли секунды атомы возвращаются к стабильному состоянию, когда вакансии во внутренних орбиталях заполняются электронами из внешних орбиталей. Такой переход сопровождается испусканием энергии в виде вторичного фотона – этот феномен и называется " флуоресценция''.

Рисунок 24 – Электронные орбитали.

 

Энергия вторичного фотона находится в диапазоне энергий рентгеновского излучения, которое располагается в спектре электромагнитных колебаний между ультрафиолетом и гамма-излучением. Различные электронные орбитали (Рисунок 24) обозначаются K, L, M и.т.д., где К - орбиталь, ближайшая к ядру. Каждой орбитали электрона в атоме каждого элемента соответствует собственный энергетический уровень. Энергия испускаемого вторичного фотона определяется разницей между энергией начальной и конечной орбиталей, между которыми произошел переход электрона. Наиболее интенсивные линии характеристического спектра – Ka1, Ka2, Kb1 и Kb2 соотношение их интенсивностей – 100: 50: 20: 4. Длина волны испускаемого фотона связана с энергией формулой E = E1-E2 = hc/λ , где E1 и E2 - энергии орбиталей, между которыми произошел переход электрона, h – постоянная Планка, с - скорость света, λ - длина волны испускаемого (вторичного) фотона. Таким образом, длина волны флуоресценции является индивидуальной характеристикой каждого элемента и называется характеристической флуоресценцией. В то же время интенсивность (число фотонов, поступающих за единицу времени) пропорциональна концентрации (количеству атомов) соответствующего элемента. Это дает возможность элементного анализа вещества: определение количества атомов каждого элемента, входящего в состав образца.

Люминесцентный метод

Данный метод основан на способности некоторых минералов ис­пускать фотоны при возбуждении их молекул рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами, видимым светом или нагреванием. Принципиальная схема узла облучения люминесцентного сепаратора приведена на Рисунок 26. В развитие этих методов большой вклад вне­сли советские ученые. В 1939 году М.Е. Богословский предложил использовать рентгенолюминесценцию алмазов для обогащения, но из-за несовершенства аппаратурного оформления процесс примене­ния в промышленности в то время не получил (в 1941 году на обога­тительных фабриках Урала применялись установки М.Е. Богослов­ского для выделения алмазов из гравитационных концентратов).

В настоящее время высокопроизводительные сепараторы типа «ЛС» и «РЛС» являются основными аппаратами на алмазных обога­тительных фабриках РФ.

 

 

 

Рисунок 26 - Принципиальная схема узла облучения фотолюминесцентного сепаратора: 1 - лампа; 2 - отражатель; 3 - линзы; 4 - диафрагма; 5 – фильтр

 

Люминесценция возникает в результате преобразования энергии рентгеновского или другого излучения в световую. Процесс люми­несценции слагается из следующих стадий:

- поглощение энергии возбуждающего излучения;

- преобразование и передача энергии внутри тела;

- испускание света в центрах свечения;

- возвращение атома в равновесное состояние (т.е. электроны ато­ма из возбужденного состояния возвращаются в равновесное).

Центрами свечения могут быть атомы или комплексные ионы ос­новного вещества кристаллической решетки, ионы примесей, а также дефекты кристаллической решетки, вакансии, межузельные атомы и другие дефекты.

Способностью люминесцировать обладают многие минералы. Бо­лее полно изучена люминесценция минералов, связанная с собствен­ными атомами и комплексными ионами, а также с примесями редко­земельных элементов, двухвалентных ионов марганца, хрома. Со­держание примесей может варьироваться от тысячных долей процен­та до нескольких процентов. В некоторых случаях для возбуждения люминесценции, кроме основного активатора, необходимо присут­ствие еще второго вещества - соактиватора. Например, красная люминесценция кальцита возбуждается ультрафиолетовым излуче­нием с длиной волны 2500 Å, если в минерале, кроме примеси двухватентного марганца, присутствует еще примесь свинца. Другие при­меси, например железо или кобальт, также обладают свойством час­тично люминесцировать. Улучшение показателей селективности процесса достигается использованием соответствующих светофильт­ров.

Для возбуждения люминесценции используются следующие ос­новные типы электромагнитных излучений:

1. Ультрафиолетовое. Длина волны около 3, 8·10-3 Å, энергия 3, 26·10-3...12, 4·10-2 кэВ;

2. Рентгеновское. Длина волны 102...6·102 Å, энергия 12, 4·10-2...2, 06-102 кэВ;

3. Гамма-излучение. Длина волны 1, 0... 10 Å, энергия больше 10 кэВ.

Цвет люминесценции минералов зависит от характера источника возбуждения и длины волны. Например, шеелит хорошо возбужда­ется " короткими (1800...2500 А) или длинными (3500...3800 А) ульт­рафиолетовыми лучами и светится голубым светом. Чтобы выде­лить заданный минерал из совокупности нескольких минералов по цвету люминесценции, необходимо подобрать источник излучения с определенной энергией квантов, определить интенсивность и спек­тры возбуждаемой им люминесценции и, применяя соответствующие фильтры, создать условия, наиболее благоприятные для селективно­го выделения данного минерала.

Люминесцентной сепарации подвергаются якутские алмазы на отечественных сепараторах типа ЛС и РЛС. Кроме алмазов, люми­несцентной сепарации подвергают берилл-флюоритовые руды и шеелитовые концентраты.

С 1968 года рентгенолюминесцентные сепараторы для обогаще­ния алмазов выпускаются в Англии. Во Франции разрабатывались сепараторы для шеелита, основанные на его свойстве люминесциро­вать под воздействием ультрафиолетового излучения.

Рентгенолюминесцентная сепарация позволяет выделять до 40 % отвальных хвостов из руды, поступившей на сепараторы. Произво­дительность сепараторов составляет 35...40 т/час.

Авторадиометрический метод

 

Метод ос­нован на естественной радиоактивности урановых и ториевых ми­нералов. Разработана теория, создана эффективная аппаратура, кото­рая успешно используется в промышленных условиях. Этот техноло­гический процесс применяется для монацитового и лопаритового сырья иявляется основный для урановых руд.

Сепарация происходит по раз­нице в интенсивности гамма-излучения.

Из радиологических свойств урановых руд наиболее существен­ное влияние на соотношение интенсивности гамма-излучения и со­держания урана в руде оказывает состояние радиоактивного равно­весия в отдельных кусках руда. Как известно, в урановых рудах ис­точником гамма-излучения, по которому и производится радиомет­рическая сепарация, является не уран, а радий, образующийся в ре­зультате радиоактивного распада урана 238U. В результате распада радия образуются свинец, висмут и полоний.

Если в руде полностью сохраняются продукты распада урана, то через несколько миллионов лет между количествами радия и урана устанавливается постоянное соотношение радий / уран = 3, 34·10-7, при котором количество распадающихся атомов радия непрерывно восполняется за счет распада атомов урана и оба элемента находятся в состоянии радиоактивного равновесия. Однако под воздействием природных агентов, радий и уран могут мигрировать из руды или приноситься в нее из других участков месторождения. Это приводит к нарушению радиоактивного равновесия.

В результате сортировки такой руды часть кондиционных по ура­ну кусков руды, в которых наблюдается недостаток радия, а, следо­вательно, и понижение интенсивности гамма-излучения, попадает в хвосты. Другая же часть, некондиционная по урану, но с избытком радия, направляется в концентрат.

Таким образом, нарушение постоянства радиоактивного равнове­сия радий / уран в кусках может снизить эффективность радиометри­ческого обогащения или вообще исключить возможность его приме­нения. Избыток радия лучше, так как при этом легче отделить куски руды от пустой породы.

Помимо радиоактивного равновесия на соотношение между ин­тенсивностью гамма-излучения кусков руды и содержанием в них урана может повлиять присутствие тория. Однако на большинстве промышленных месторождений торий отсутствует или содержится в незначительных количествах. Поэтому постоянство отношения ин­тенсивности излучения и содержания урана, обусловленное присут­ствием тория на урановых месторождениях, в большинстве случаев не оказывает существенного влияния на эффективность радиометри­ческой сепарации урановых руд. Эти два фактора могут определить пределы колебаний соотношения между интенсивностью гамма-излучения кусков руды и содержанием в них урана, зависит от контрастности руды.

При радиометрической сепарации материал должен быть клас­сифицирован на узкие классы по крупности. Шкала классификации 1, 5 или 2...3. Максимальная крупность кусков не должна составлять более 250...300 мм, так как при большей крупности затрудняется ра­бота исполнительного механизма (шиберного или пневмоклапана). Минимальная крупность - не менее 25... 15 мм, так как при меньшей крупности становится недостаточной чувствительность применяемой аппаратуры и резко снижается производительность сепаратора при покусковой подаче материала. Необходимость классификации руды на узкие классы крупности определяется тем, что в радиометриче­ских сепараторах распределение кусков руды между продуктами обогащения производится по некоторой заданной граничной интен­сивности гамма-излучения. Интенсивность гамма-излучения куска зависит от количества в нем урана. Поэтому интенсивность гамма-излучения богатого, но мелкого куска руды может оказаться ниже граничной интенсивности. В связи с этим часть кондиционно­го, но мелкого материала может быть направлена в хвосты. Наобо­рот, часть некондиционных, но крупных кусков руды, благодаря зна­чительной массе, может обладать интенсивностью гамма-излучения большей, чем граничная интенсивность, поэтому попадет в концен­трат. Таким образом, различие сепарируемых кусков руды по круп­ности, обуславливающее непостоянство в них отношения интенсив­ности излучения к содержанию урана в куске, может привести к ухудшению технологических показателей.

При сепарации каждого класса крупности руды на отдельном се­параторе со своей заданной граничной интенсивностью, верхний и нижний пределы интенсивности гамма-излучения разделяемых кус­ков сближаются.

В промышленной практике в настоящее время применяется авто­радиометрическое обогащение двух видов: крупнопорционная сор­тировка руд при их добыче и покусковая сепарация рядовой руды.

Крупнопорционную сортировку всей рудной массы в процессе добычи в шахтах и карьерах производят с выделением пустой поро­ды, забалансовой руды и товарной руды. Этот процесс обеспечивает снижение потерь руды при добыче и ее разубоживание.

Абсорбционные методы

Тема 11. Перколяция в чанах

Область применения – окисленные богатые медные руды и концентраты. Крупность 5-50мм, вместимость 5-10 тыс.т.

Одновременно с выщелачиванием в перколяторе происходит разделение фаз методом дренирования. Для этой цели на расстоянии 0, 1 – 0, 2 м от дна чана сооружают ложное дно (решетку). Пространство между дном и ложным дном служит для отвода раствора и не должно заполняться рудой. Поэтому сверху на решетку укладывают защитный материал. Чаны могут располагаться как в помещении, так и под открытым небом. В первом случае перколятор работает круглый год.

Время выщелачивания – от нескольких суток до нескольких недель.

Цикл включает – загрузку, выщелачивание, промывку, выгрузку. Количество циклов зависти от содержания шламов от 1 (шламов нет) и до 10 (25% шламов) циклов. Шламы уменьшают проницаемость руды. Для повышения последней, руду делят на классы. Выщелачивание мелких классов без перемешивания стало возможным благодаря использованию агломерации (получают гранулы).

 

 

Рисунок 33 – Схема перколятора

1 - чан, изготовленный из стали или бетона. Поверхность покрыта асфальтом, смолой, листовым свинцом, полимерным материалом или кислотностойким бетоном.

2 – устройство для орошения руды раствором (брызгала, трубы с отверстиями)

3 – защитный материал (погота, синтетическое покрытие, кусковая руда)

4 – ложное днище в виде решета.

Требования к руде:

1. механическая прочность

2. пористость

3. однородность гранулометрического состава.

4. низкое содержание шламов

В качестве растворителя для меди применяют H2SO4 с расходом 10-55 кг/т.

Извлечение меди достигает 75-90%, продуктивный раствор содержит 10-26 г/л меди.

По способу подачи растворителя и выщелачиваемой руды выделяют прямоточный, противоточный и полупротивоточный способы выщелачивания.

При прямоточном режиме ограниченная часть руды выщелачивается каким-то объемом растворителя, и к концу процесса концентрации реагирующих веществ в растворителе и в руде снижаются и скорость растворения существенно падает. Растворитель подается в начало процесса.

При противоточном выщелачивании растворитель и руда движутся навстречу друг другу. Руда в конце процесса соприкасается со свежим растворителем, что позволяет достигать высоких извлечений. Недостатком способа являются низкие концентрации в растворе активного вещества в конце процесса.

При полупротивоточном режиме растворитель подают навстречу движению руды для снижения содержания ценного компонента в отвальных хвостах, а затем направление подачи растворителя меняют на противоположное и достигают высоких содержаний ценного компонента в растворе.

 

Дробление

В настоящее время на практике наиболее широко используемая крупность материала, поступающего на KB, составляет от 10—12 до 50—70 мм. Схема дробления золотосодержащих руд (принципы и оборудование) мало чем отличается от используемой в практике обогащения руд (Рисунок 35, Рисунок 36). Для первичного дробления крупнокусковых золотосодержащих руд наиболее распространенными дробильными машинами являются щековые и конусные дробилки, для среднего дробления - конусные дробилки специальной конфигурации, для мелкого дробления - короткоконусные, реже молотковые или валковые дробилки. Все они работают в цикле с грохотами.

Рисунок 35 - Схема дробления руды до класса крупности — 15 мм в открытом цикле:

bo — ширина выходной щели; dH — номинальная крупность дробленого материала; Qм — максимальная производительность оборудования при принятой выходной щели; в скобках приведены марки используемых дробильных аппаратов и грохотов

Рисунок 36 - Схема с трехстадийным дроблением руды с грохочением замкнутом в цикле на третьей стадии с получением продукта -10 мм.

 

Виды площадок

В настоящее время применяют три вида площадок: повторно ис­пользуемые (ПИП), постоянно наращиваемые (ПНП) и площадки под дамбовое выщелачивание.

 

Дамбовое выщелачивание

 

Особенностью дамбового выщелачивания является подготовка руды и ее размещение за специальной дамбой или плотиной, т.е. структурой, удерживающей руду. Выщелачивание руды осуществ­ляют на местности с уклоном (седловины, впадины) и с последова­тельным подъемом площадки вверх по склону. Подавляющая часть руды в период отработки остается в контакте с раствором выщела­чивания, т.е. часть штабеля находится под заливом. После заверше­ния выщелачивания руда остается на месте, ее обезвреживают и рекультивируют таким же образом, как отвалы пустой породы.

Условиями использования дамбового выщелачивания являют­ся:

• наличие местности с определенным рельефом (крутые склоны, седловины и т.д.);

• отработке подвергают крепкую и прочную рудную массу, вы­держивающую высокие перегрузки.

Преимущества дамбового выщелачивания:

• позволяет увеличить время выщелачивания до нескольких лет;

• штабели могут эксплуатироваться при больших изменениях климатических условий;

• требует меньшей вместимости хранилищ растворов.

Недостатками системы являются:

• необходимость использования высокопрочного основания, способного выдержать большие значения гидростатического давления;

• требуется сооружение специальных структур, удерживающих штабель (дамба, плотина).

Применимость дамбового выщелачивания зависит от прочности рудной массы и ее способности сохранить проницаемость под на­грузками после последовательных отсыпок; этот метод характеризу­ется значительными масштабами отсыпки по высоте. Так, площадки дамбового выщелачивания (желобного или долинного типа), экс­плуатируемые на полигонах " Зортман-Ландаски" и " Рочестер Майн" (США), при высоте одного этажа на общих участках 13 м имеют общую высоту 120 и 65 м соответственно. Основным преимуществом рассматриваемого метода является возможность его использования в рельефах местности с крутыми склонами и в широком разнообразии климатических условий - за счет накопительной способности порового пространства рудной массы сохранять большие объемы продук­тивных растворов, что помогает снизить отрицательный эффект в суровых зимних условиях и исключает необходимость сооружения больших прудков для растворов.

Проектирование и сооружение площадки под дамбовое выще­лачивание требуют тщательной инженерной оценки особенностей рельефа местности и высоты эксплуатируемых штабелей.

 

 

Тема 14. Требования к основанию штабеля

 

Одним из факторов, способствовавших развитию KB золота в по­следние годы, являлась разработка новых высокопрочных материа­лов для сооружения площадок и прудков хранения растворов. Еще недавно основным конструкционным " материалом" площадки KB служили природные грунты и глины, связанные с бентонитом, це­ментом или солями натрия; эти смеси использовали для снижения проницаемости уплотненной массы.

В условиях возросших требований к охране окружающей среды и в первую очередь к предотвращению утечек цианистых растворов KB появилась целая гамма покрытий из синтетики, обеспечивающих надежное обустройство оснований штабелей. Площадки выщелачи­вания, которые сооружались ранее в виде однослойных структур, превратились в двухслойные и даже в трехслойные (Рисунок 47).

Основание штабеля состоит из следующих элементов:

- фундамен­та,

- противофильтрационного экрана

- дренажного слоя.

Основания штабелей должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать прочность и устойчивость при статических пере­менных нагрузках от веса рудной массы и строительно-дорожной техники; основание при этом не должно деформироваться и разру­шаться;

• состоять из материалов химически стойких к длительному воздействию технологических растворов, концентрация и состав которых могут меняться в период эксплуатации, так же как режим подачи растворов выщелачивания и климатические условия;

• исключить какую-либо утечку растворов, опасность которой существует во всех точках прохождения растворов; это необходимо как с точки зрения предотвращения потерь ценных компонентов, так и защиты окружающей среды от загрязнения.

Фундамент (ложе) - это поверхность земли, подготовленная к ук­ладке противофильтрационного экрана. Подготовительные работы вклю­чают планировку поверхности и снятие растительного слоя земли, а при необходимости - рытье котлована и отсыпку охранных дамб.

Основное требование к экрану - обеспечить герметичность осно­вания, влияющую на экологическую обстановку окружающей среды.

Рисунок 47 - Типы оснований площадок выщелачивания:

1 — глина; 2 — бетон; 3 — геомембрана; 4 — асфальт, 5 — дренаж; 6 — грунтовое осно­вание

Поверх экрана укладывают верхний дренаж­ный слой, назначение которого состоит в следующем:

• эффективный сбор растворов, профильтровавшихся через шта­бель;

• защита геомембран от ультрафиолетового излучения;

• предохранение экрана от разрывов и других механических по­вреждений во время строительства штабеля;

• ограничение испарения и растрескивания глинистого экрана в случае его применения.

Общий термин " геомембрана " предложен взамен многих и вклю­чает синтетические и полимерные мембраны, пластиковые покрытия, гибкие мембранные пленки, непроницаемые мембраны и непрони­цаемые листовые материалы.

Обычно используют следующие типы оснований (рис. 10.1):

• однослойные, с применением только одного низкопроницаемо­го экрана — геомембраны на глинисто-песчаном фундаменте;

• двухслойные, имеющие два низкопроницаемых экрана — это геомембрана, лежащая поверх глинистого экрана, или два экрана из геомембраны, разделенные проводящей дренажной системой;

• трехслойные, состоящие из трех низкопроницаемых экранов, в этом случае две геомембраны разделены дренажным слоем и вни­зу располагается глиняный экран.

Множество типов оснований обусловлено разнообразием усло­вий, в которых они должны использоваться.

 

Выбор основания штабеля

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 1591; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.147 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь