способ обогащения полезных ископаемых

Формула изобретения

1. Способ обогащения полезных ископаемых, включающий дробление руды в дробилках, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал, отличающийся тем, что дробленую руду подвергают центробежно-ударному разрушению в замкнутом цикле с виброконцентрацией и грохочением, причем виброконцентрацию и грохочение осуществляют одновременно в одном процессе с получением грубозернистых хвостов, мелкозернистого концентрата и промпродукта, направляемого на очистную виброконцентрацию, при этом грубозернистые хвосты виброконцентрации направляют в замкнутый цикл на центробежно-ударное разрушение, хвосты очистной виброконцентрации направляют в отвал, а мелкозернистый концентрат и концентрат очистной виброконцентрации направляют на перечистную виброконцентрацию, хвосты перечистной виброконцентрации также направляют в замкнутый цикл на центробежно-ударное разрушение, а концентрат направляют на доводку.

2. Способ обогащения полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что перед центробежно-ударным разрушением дробленую руду подвергают предварительной концентрации посредством радиометрической и (или) фотометрической сепарации.

3. Способ обогащения полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что перед центробежно-ударным разрушением руду и продукты обогащения подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению руд благородных, 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 в замкнутом цикле с грохочением, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал. Перед операцией дробления руду подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности осуществляют посредством, по меньшей мере, двухстадиальной виброконцентрации с последующим удалением пустой породы и легких минеральных фракций в отвал, при этом минеральную фракцию повышенной плотности первичной стадии виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, двухстадиальной перечистной виброконцентрации с получением концентрата и промпродуктов, промпродукты перечистных операций подвергают измельчению совместно с минеральной фракцией повышенной плотности контрольных стадий виброконцентрации, измельченный материал направляют на основную операцию виброконцентрации, концентрат после перечистных операций направляют на доводку, хвостовой продукт первичной стадии виброконцентрации подвергают аналогичному предразрушению и измельчению в режиме центробежно-ударного разрушения, доводку концентратов 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 полезного компонента всего диапазона крупности. Несмотря на использование в способе /1/ эффективного процесса виброконцентрации, в целом этот способ достаточно сложен в практическом исполнении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения полезных ископаемых, включающий дробление руды в дробилках, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, 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, доводку концентратов виброконцентрации осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций /2/.

Способ /2/ эффективнее способа /1/. Однако и он не лишен недостатков, присущих способу /1/. Он также не имеет необходимой полноты и последовательности операций для повышения извлечения полезного компонента всего диапазона крупности при обогащении руд благородных, цветных и редких металлов. В целом способ /2/, также как и способ /1/, достаточно сложен в практическом исполнении.

Целью изобретения является улучшение и удешевление технологии обогащения руд благородных, цветных и редких металлов, равно как и других видов рудного и нерудного сырья, повышение извлечения полезного компонента 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 обогащения полезных ископаемых, включающем дробление руды в дробилках, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал, дробленую руду подвергают центробежно-ударному разрушению в замкнутом цикле с виброконцентрацией и грохочением, причем виброконцентрацию и грохочение осуществляют одновременно в одном процессе с получением грубозернистых хвостов, мелкозернистого концентрата и промпродукта, направляемого на очистную виброконцентрацию, при этом грубозернистые хвосты виброконцентрации направляют в замкнутый цикл на центробежно-ударное разрушение, хвосты очистной виброконцентрации направляют в отвал, а мелкозернистый концентрат и концентрат очистной виброконцентрации направляют на перечистную виброконцентрацию, хвосты перечистной виброконцентрации также направляют в замкнутый цикл на центробежно-ударное разрушение, а концентрат направляют на доводку, перед центробежно-ударным разрушением дробленую руду подвергают предварительной концентрации посредством радиометрической и (или) фотометрической сепарации, перед центробежно-ударным разрушением руду и продукты обогащения подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

Извлечение полезного компонента из измельченной руды рационально провести в «сухом» виде с применением виброконцентрации.

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

Перед центробежно-ударным разрушением дробленую руду для повышения ее качества и сокращения масштабов последующего глубокого обогащения целесообразно подвергнуть предварительной концентрации посредством радиометрической и (или) фотометрической сепарации,

Процесс виброконцентрации прошел промьшшенную апробацию при обогащении алмазосодержащих руд. Результаты испытаний положительные и зафиксированы актом промышленных испытаний.

Принимая во внимание, что разница в удельных весах благородных, цветных и редких металлов и вмещающих пород превышает эту разницу между алмазами и кимберлитовыми рудами, следует надеяться на положительные результаты использования виброконцентрации при обогащении руд благородных, цветных и редких металлов, а также других видов рудного и нерудного сырья, в которых полезный компонент имеет повышенную плотность. Это подтвердили результаты испытаний виброконцентрации с применением грохота ULS 1,5×0,6 при обогащении золотосодержащих руд. Концентрационный элемент для этих испытаний был выполнен в форме желоба, с днищем в виде пластины с боковыми ребрами. На пластине были плотно закреплены поперечные ребра. В средней части желоба между поперечными ребрами была выполнена продольная канавка, сопряженная на нижнем уровне с межреберными впадинами посредством боковых щелей. Поперечные ребра имели уклон в направлении продольной канавки и наклон в загрузочную сторону. У выходного конца продольной канавки был закреплен концентратоприемник. Для оперативного контроля за извлечением сульфидных фракций и минеральных сростков были подготовлены имитаторы в виде порошка магнетита крупностью -0,315+0,2 мм и -0,63+0 мм, которые можно было оперативно извлекать из продуктов разделения посредством магнита.

Перед проведением очередного опыта имитаторы вводились непосредственно в пробу руды, и проба с введенными имитаторами перемешивалась методом кольца и конуса. Испытания виброконцентратора проведены при различных углах наклона короба грохота ULS 1,5×0,6. Результаты испытаний показали, что при высоком извлечении магнетита крупностью -0,315+0,2 мм и практически полном извлечении магнетита крупностью -0,63+0 мм, как имитатора сульфидов, можно с высокой степенью уверенности утверждать о надежном и полном извлечении раскрытых сульфидов и тяжелых фракций из руд благородных, цветных и редких металлов с применением виброконцентратора на базе грохота KROOSH типа ULS 1,5×0,6 и концентрационного элемента испытанной и подобной ей конструкции.

Данный способ обогащения полезных ископаемых может быть применен при обогащении руд и россыпного сырья в мерзлом виде в морозное время года в районах с суровым климатом и вечной мерзлоты.

Ниже приводится конкретный пример реализации предложенного способа обогащения полезных ископаемых.

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

На «борту» карьера руда дробится до крупности минус 50 мм в шнеково-зубчатых дробилках, а затем в центробежно-ударных дробилках до крупности минус 10 мм с предварительным ее разупрочнением.

Разупрочнение руды по патенту РФ № 2309798 осуществляется посредством импульсной высококонтрастной и высокотемпературной тепловой ее обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара.

Материал крупностью менее 10 мм подвергается додрабливанию и измельчению в режиме центробежно-ударного разрушения в замкнутом цикле с виброконцентрацией и грохочением. Виброконцентрацию и грохочение осуществлют одновременно в одном процессе по патенту РФ N 2331480 с получением грубозернистых хвостов, мелкозернистого концентрата и промпродукта.

Промпродукт направляют на очистную виброконцентрацию. Хвосты очистной виброконцентрации направляют в отвал. Эти хвосты могут служить в качестве дополнительного товарного продукта при подсыпке дорог и при строительстве.

Грубозернистые хвосты основной виброконцентрации направляют в замкнутый цикл на центробежно-ударное разрушение с предварительным разупрочнением.

Мелкозернистый концентрат и концентрат очистной виброконцентрации направляют на перечистную виброконцентрацию. С целью сокращения выхода концентрата и повышения его качества целесообразно иметь несколько последовательных перечистных операций с различными параметрами.

Хвосты перечистной виброконцентрации направляют в замкнутый цикл на центробежно-ударное разрушение с предварительным разупрочнением.

Концентрат перечистной виброконцентрации направляют на доводку.

Доводку концентратов с полезным компонентом, обладающим более высокой твердостью и прочностью, осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций.

Получение грубозернистых «сухих» хвостов во многом решает проблему их складирования, исключая сооружение типовых отстойных хвостохранилищ, занимающих большие площади. В этом во многом положительно решаются экологические проблемы.

Данный способ обогащения полезных ископаемых может также использоваться и для переработки обогащенных продуктов, получаемых в результате предконцентрации рудного и нерудного сырья. Он может использоваться при размещении модульных установок в подземных горных выработках при подземной добыче руды.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит улучшить и удешевить технологию обогащения руд благородных, 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, принятые во внимание при составлении заявки

1. Патент Российской Федерации № 2329869 "Способ обогащения полезных ископаемых" / М.Н.Злобин, Е.М.Злобин. Бюл. 2008, N 21.

2. Патент Российской Федерации № 2329870 "Способ обогащения полезных ископаемых" / М.Н.Злобин, В.В.Новиков. Бюл. 2008, N 21, (Прототип).