способ переработки руд

Формула изобретения

1. Способ переработки руд, включающий выемку руды при горнодобычных работах, стадиальное дробление руды в дробилках, разделение дробленой руды на классы крупности, выделение из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы с применением покусковой рентгеноспектральной сепарации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, обогащенную часть руды додрабливают в дробилках по замкнутому циклу с грохочением, после додрабливания обогащенной части руды из нее выделяют посредством грохочения мелкую фракцию для последующего обогащения в отдельном цикле с последовательным использованием виброконцентрации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, при этом хвосты этой мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки направляют в отвал, а обогащенный продукт додрабливают и возвращают на виброконцентрацию, обогащенный продукт виброконцентрации направляют на электросепарацию, хвосты электросепарации подвергают грохочению, при этом надрешетный продукт грохочения додрабливают совместно с обогащенным продуктом мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки отдельного цикла, а подрешетный продукт грохочения направляют в отвал, обогащенный продукт электросепарации подвергают воздушной сепарации с предварительным его фракционированием на промежуточные классы крупности, отличающийся тем, что мелкую фракцию обогащенной части руды перед ее направлением в отдельный цикл разделяют посредством грохочения на два класса, причем надрешетный продукт подвергают покусковой рентгеноспектральной сепарации с получением богатого промпродукта и хвостов, богатый промпродукт направляют на глубокое обогащение в отдельный цикл совместно с подрешетным продуктом грохочения, а хвосты этой рентгеноспектральной сепарации направляют в отвал.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что виброконцентрацию осуществляют с применением перечистных операций.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемые при выделении из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы покусковую рентгеноспектральную сепарацию и мелкопорционную рентгеноспектральную сортировку осуществляют с применением очистных операций, при этом очистные операции покусковой сепарации осуществляют как с применением рентгеноспектральной сепарации, так и с применением фотометрической сепарации.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что додрабливание продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубокое обогащение мелких фракций в отдельном цикле осуществляют посредством пневмовиброконцентрации с центробежно-ударным додрабливанием хвостов в замкнутом цикле с грохочением и выводом минусового продукта грохочения в отвал.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубокое обогащение мелких фракций в отдельном цикле осуществляют методом селективного измельчения материала и его воздушной сепарации.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубокое обогащение мелких фракций в отдельном цикле осуществляют посредством пневмофлотации и пленочной флотации после их измельчения.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что глубокое обогащение мелких фракций в отдельном цикле осуществляют посредством гравитационно-флотационного обогащения после их измельчения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению руд самородных, цветных и редких металлов, и может быть использовано при переработке других видов рудного и нерудного сырья.

Известен способ обогащения полезных ископаемых, включающий дробление руды в дробилках, выделение минералов повышенной плотности из дробленой руды, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал, выделение минералов повышенной плотности из дробленой руды после ее предварительного додрабливания и измельчения осуществляют посредством процесса виброконцентрации с последующей рентгеноспектральной сортировкой хвостов виброконцентрации и выводом хвостов рентгеноспектральной сортировки в отвал, обогащенный продукт процесса виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, одностадиальной перечистной операции виброконцентрации с получением концентрата и промпродукта, промпродукт перечистной операции виброконцентрации и обогащенный продукт рентгеноспектральной сортировки возвращают в процесс додрабливания и измельчения по замкнутому циклу, концентрат перечистной операции виброконцентрации направляют на доводку, додрабливание и измельчение руды и продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения, доводку концентратов виброконцентрации осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций [1].

К недостаткам способа [1] можно отнести отсутствие в нем необходимой полноты и последовательности операций для повышения извлечения полезных компонентов всего диапазона крупности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки руд, включающий выемку руды при горнодобычных работах, стадиальное дробление руды в дробилках, разделение дробленой руды на классы крупности, выделение из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы с применением покусковой рентгеноспектральной сепарации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, обогащенную часть руды додрабливают в дробилках по замкнутому циклу с грохочением, после додрабливания обогащенной части руды из нее выделяют посредством грохочения мелкую фракцию для последующего обогащения в отдельном цикле с последовательным использованием виброконцентрации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, при этом хвосты этой мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки направляют в отвал, а обогащенный продукт додрабливают и возвращают на виброконцентрацию, обогащенный продукт виброконцентрации направляют на электросепарапию, хвосты электросепарации подвергают грохочению, при этом надрешетный продукт грохочения додрабливают совместно с обогащенным продуктом мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки отдельного цикла, а подрешетный продукт грохочения направляют в отвал, обогащенный продукт электросепарации подвергают воздушной сепарации с предварительным его фракционированием на промежуточные классы крупности [2].

Несмотря на то, что способ [2] эффективнее способа [1], тем не менее и он не лишен недостатков, присущих способу [1]. Он также не имеет необходимой полноты и последовательности операций для повышения извлечения полезных компонентов всего диапазона крупности.

Целью изобретения является улучшение и удешевление технологии обогащения руд самородных, цветных и редких металлов, равно как и других видов рудного и нерудного сырья, повышение извлечения полезных компонентов за счет улучшения условий его раскрытия и обогащения, а также повышение экологической безопасности переработки этих и других видов рудного и нерудного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки руд, включающем выемку руды при горнодобычных работах, стадиальное дробление руды в дробилках, разделение дробленой руды на классы крупности, выделение из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы с применением покусковой рентгеноспектральной сепарации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, обогащенную часть руды додрабливают в дробилках по замкнутому циклу с грохочением, после додрабливания обогащенной части руды из нее выделяют посредством грохочения мелкую фракцию для последующего обогащения в отдельном цикле с последовательным использованием виброконцентрации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки, при этом хвосты этой мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки направляют в отвал, а обогащенный продукт додрабливают и возвращают на виброконцентрацию, обогащенный продукт виброконцентрации направляют на электросепарацию, хвосты электросепарации подвергают грохочению, при этом надрешетный продукт грохочения додрабливают совместно с обогащенным продуктом мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки отдельного цикла, а подрешетный продукт грохочения направляют в отвал, обогащенный продукт электросепарации подвергают воздушной сепарации с предварительным его фракционированием на промежуточные классы крупности, мелкую фракцию обогащенной части руды перед ее направлением в отдельный цикл разделяют посредством грохочения на два класса, причем надрешетный продукт подвергают покусковой рентгеноспектральной сепарации с получением богатого промпродукта и хвостов, богатый промпродукт направляют на глубокое обогащение в отдельный цикл совместно с подрешетным продуктом грохочения, а хвосты этой рентгеноспектральной сепарации направляют в отвал, виброконцентрацию осуществляют с применением перечистных операций, используемые при выделении из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы покусковую рентгеноспектральную сепарацию и мелкопорционную рентгеноспектральную сортировку осуществляют с применением очистных операций, при этом очистные операции покусковой сепарации осуществляют как с применением рентгеноспектральной сепарации, так и с применением фотометрической сепарации, додрабливание продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения, глубокое обогащение мелких фракций в отдельном цикле осуществляют также либо посредством пневмовиброконцентрации с центробежно-ударным додрабливанием хвостов в замкнутом цикле с грохочением и выводом минусового продукта в отвал, либо методом селективного измельчения материала и его воздушной сепарации, либо посредством пневмофлотации и пленочной флотации после их измельчения, либо посредством гравитационно-флотационного обогащения после их измельчения.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

При переработке руд потери полезного компонента, порой весьма значительные, начинаются еще до поступления руды на обогатительную фабрику, а именно при горнодобычных работах в отвалах некондиционных руд. Потери полезного компонента при горнодобычных работах могут порой кратно превышать потери полезного компонента с отвальными хвостами обогатительных фабрик.

Присутствие в руде пустых пород и некондиционной ее части, неизбежное при непосредственной подаче руды из карьера (забоя) на фабрику или через склад добытой руды, способствует повышению потерь полезного компонента с отвальными хвостами обогатительных фабрик. Разубоживание руды пустыми породами и некондиционной ее частью значительно удорожает обогатительный передел и ведет к снижению его технико-экономических показателей.

Исключить или существенно ослабить действие вышеназванных отрицательных факторов при переработке руд позволяет процесс предконцентрации руд. Для удешевления переработки руд операцию предконцентрации целесообразно осуществлять «на борту» карьера, максимально удалив из горнорудной массы пустую породу и одновременно наиболее полно извлекая полезный компонент из некондиционной части руды, направляемой при селективной выемке в отвал. В этом случае на обогатительную фабрику будет подаваться более качественная руда в значительно меньших объемах и с наибольшим количеством полезного компонента, обеспечиваемого за счет исключения или сведения к минимуму его потерь при горнодобычных работах.

В зависимости от применения того или иного способа обогащения виды предконцентрации руды могут быть самыми различными. Но наиболее экономичным и эффективным, по мнению авторов, может оказаться покусковая рентгеноспектральная сепарация, мелкопорционная рентгеноспектральная сортировка и виброконцентрация, позволяющие наиболее селективно осуществить предконцентрацию в ее «сухом» виде «на борту» карьера. Возможные потери полезного компонента с хвостами рентгеноспектральной сортировки (потери метода) могут быть устранены посредством виброконцентрации с выделением полезного компонента в отдельный обогащенный продукт и последующей его доводки с применением электросепарации и воздушной сепарации.

Рудоподготовку для этих процессов безводного обогащения рационально осуществлять также с применением «сухих» и эффективных методов раскрытия полезного компонента, таких, например, как шнеково-зубчатое и центробежно-ударное дробление и измельчение.

Осуществление предконцентрации руд самородных, цветных и редких металлов с последовательным использованием процессов, основанных на различных физических методах обогащения, в частности на рентгеноспектральном, гравитационном, фотометрическом и электрическом, позволяет повысить надежность извлечения полезных компонентов, так как в этом случае компенсируются технологические «потери метода».

Ниже приводится конкретный пример реализации предложенного способа переработки руд.

Способ реализуется при горнодобычных работах на «борту» карьера, а также на передвижных модульных установках или на стационарных обогатительных фабриках.

При горнодобычных работах производится валовая выемка всей руды: кондиционной и некондиционной. На «борту» карьера руда с естественной влажностью стадиально дробится сначала в шнеково-зубчатой дробилке (первая стадия дробления), а затем в центробежно-ударной дробилке (вторая стадия дробления) до крупности минус 50 мм. Дробление осуществляется с контрольным грохочением дробленого продукта по крупности 50 мм. Дробленый продукт рассевается на классы крупности -50+20 мм, -20+10 мм, -10+5 мм и -5 мм. После рассева продукты крупностью -50+20 мм, -20+10 мм и -10+5 мм направляются на покусковую рентгенспектральную сепарацию, а материал крупностью менее 5 мм направляется на мелкопорционную рентгенспектральную сортировку.

Обогащенный продукт рентгенспектральной сепарации и мелкопорционной рентгенспектральной сортировки направляется на дробление в центробежно-ударных дробилках (третья стадия дробления), работающих в замкнутом цикле с грохотами. При этом из дробленого продукта посредством грохочения выделяют мелкую (менее 5 мм) фракцию, которую также посредством грохочения разделяют на два класса -5+2 мм и -2 мм. Для увеличения выхода в отвал грубозернистых хвостов надрешетный продукт крупнее 2 мм подвергают покусковой рентгеноспектральной сепарации с получением богатого промпродукта и хвостов. Богатый промпродукт направляют на глубокое обогащение в отдельный цикл совместно с подрешетным продуктом грохочения, а хвосты этой рентгеноспектральной сепарации направляют в отвал.

Глубокое обогащение богатого промпродукта и подрешетного продукта в отдельном цикле осуществляют с последовательным использованием виброконцентрации и мелкопорционной рентгеноспектральной сортировки в качестве контрольной операции. Обогащенный продукт этой стадии мелкопорционной рентгенспектральной сортировки направляют на додрабливание в центробежно-ударные дробилки (четвертая стадия дробления) и после додрабливания возвращают на виброконцентрацию отдельного цикла, а хвосты направляют в отвал. Обогащенный продукт виброконцентрации направляют на электросепарацию. Хвосты электросепарации подвергают грохочению с целью вывода в надрешетный продукт грубозернистых сростков руды с полезным компонентом. Надрешетный продукт направляют на додрабливание для раскрытия полезных компонентов из рудных сростков. Додрабливание надрешетного продукта осуществляют совместно с обогащенным продуктом мелкопорционной рентгенспектральной сортировки отдельного цикла в центробежно-ударных дробилках четвертой стадии дробления. Подрешетный продукт грохочения хвостов электросепарапии направляют в отвал.

Обогащенный продукт электросепарации подвергают воздушной сепарации с предварительным его фракционированием на классы крупности: -2+0,5 мм, -0,5+0,2 мм, -0,2+0,05 мм и -0,05 мм. Концентрат воздушной сепарации направляют на доводку. Грубозернистые (+0,5 мм) хвосты воздушной сепарации направляют на додрабливание в центробежно-ударных дробилках четвертой стадии дробления. Мелкозернистые (-0,5 мм) хвосты воздушной сепарации направляют в отвал.

Обогащенный продукт виброконцентрации с целью максимального сокращения материала проходит перечистную операцию виброконцентрации с возвратом хвостов перечистки на основную операцию.

С целью сокращения выхода концентрата количеств перечистных операций виброконцентрации может быть несколько, с различными режимными параметрами и с различными видами виброконцентрации, такими, например, как пневмовиброконцентрация в режиме кипящего слоя с применением аппарата по патенту РФ № 2374002.

С целью получения хвостов с отвальным содержанием полезного компонента используемые при выделении из дробленой классифицированной руды некондиционной ее части и пустой породы покусковую рентгеноспектральную сепарацию и мелкопорционную рентгеноспектральную сортировку осуществляют с применением очистных операций, при этом очистные операции покусковой сепарации осуществляют как с применением рентгеноспектральной сепарация, так и при необходимости исключения потерь метода с применением фотометрической сепарации.

Для более полного раскрытия минеральных сростков и отделения их от пустой породы додрабливание продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения.

В зависимости от вида сырья и его вещественного состава глубокое обогащение богатого промпродукта и подрешетного продукта осуществляют так же либо посредством пневмовиброконцентрации, например, в аппаратах по патенту РФ № 2360745 с последующим центробежно-ударным додрабливанием хвостов в замкнутом цикле с грохочением и выводом минусового (менее 0,5 мм) продукта грохочения в отвал, либо методом безводного селективного измельчения материала в центробежно-ударных дробилках до крупности -0,5 мм (и менее) и его воздушной сепарации, например, в циклонах, либо посредством пневмофлотации и пленочной флотации после их измельчения, либо посредством гравитационно-флотационного обогащения также после их измельчения. Причем при использовании флотационных методов обогащения, в частности таких процессов, как пневмофлотация, пленочная и пенная флотация, измельчение обогащаемых продуктов осуществляют в водной среде. Пневмофлотация и пленочная флотация, позволяющие извлекать полезный компонент в более крупном зерне, не требуют применения гравитационных процессов. В то же время как обычная пенная флотация, не извлекающая крупных зерен полезного компонента в пенный продукт, напротив, требует предварительного гравитационного обогащения материала, поступающего на флотацию, с целью вывода из ее питания крупных зерен полезного компонента. Тем самым исключаются потери крупных минеральных зерен полезного компонента с хвостами флотации. Такая схема обогащения с применением центробежных концентраторов различных конструкций широко используется при переработке многих видов горнорудного сырья и поэтому ее можно считать типовой. Для гравитационного вывода крупных минеральных зерен полезного компонента в отдельный продукт для этого случая может быть также использован центробежный виброконцентратор, например, по патенту РФ № 2360739.

Применение пневмофлотации в пневматических флотационных машинах ПФМ-10М конструкции института Якутнипроалмаз с последующей перечисткой грубого флотационного концентрата пневмофлотации в машинах пленочной флотации по патенту РФ № 2213625, хорошо зарекомендовавшие себя на протяжении многих лет на промышленных отечественных алмазоизвлекательных фабриках при обогащении кимберлитовых руд, могут также надежно обеспечить эффективное извлечение полезного компонента в более крупном зерне и при обогащении руд самородных, цветных и редких металлов, равно как и других видов рудного и нерудного сырья.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит улучшить и удешевить технологию обогащения руд самородных, цветных и редких металлов, равно как и других видов рудного и нерудного сырья, повысить извлечение полезного компонента за счет улучшения условий его раскрытия и обогащения, а также повысить экологическую безопасность переработки этих и других видов рудного и нерудного сырья.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации № 2329870 "Способ обогащения полезных ископаемых". / М.Н.Злобин, В.В.Новиков. Опубликовано 27.07.2008. Бюл.2008, № 21.

2. Патент Российской Федерации № 2347621 "Способ переработки руд". /М.Н.Злобин, В.В.Новиков, В.В.Рудаков. Опубликовано 27.02.2009. (прототип).