Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
Магнитогорский Государственный Технический Университет
Кафедра обогащения полезных ископаемых
Курсовая работа
Гравитационные методы обогащения
Магнитогорск
1999
1. Введение
Увеличение добычи многих полезных ископаемых стало возможным благодаря освоению гравитационных методов обогащения. В настоящее время более 90% углей и марганцевых руд обогащаются гравитационными методами, ежегодно повышается долевое участие гравитационных методов в переработке окисленных железных, полиметаллических и золотосодержащих руд, с каждым годом растет значение гравитационных процессов в ряду других процессов обогащения.
Современная гравитационная обогатительная фабрика-это предприятие, ежегодно перерабатывающее десятки миллионов тонн рудного сырья, со сложной схемой цепи аппаратов, включающей дробилки, грохоты, отсадочные машины, промывочные машины, классификаторы, сгустителя.
Гравитационные ведущие место среди других методов обогащения, особенно в практике переработки угля, золотосодержащих, вольфрамовых руд и руд черных металлов.
Высокая производительность гравитационных машин позволяет упрощать схему цепи аппаратов фабрик, более экономично использовать производственные площади и объемы зданий, в результате чего снижаются удельные капитальные затраты на строительство обогатительных фабрик, уменьшается число обслуживающего персонала, снижается себестоимость переработки.
Гравитационные процессы обогащения по широте диапазона исходных характеристик обогащаемою сырья, разнообразию условий применения их в технологических схемах обогатительных фабрик, простоте производственного комплекса, высокой производительности обогатительных аппаратов В сравнимых условиях превосходят многие другие процессы обогащения и обеспечивают эффективное разделение минеральных смесей при относительно низких материальных, трудовых и энергетических затратах.
2.Характеристика сырьевой базы и вещественного состава сырья.
2.1. Криворожский железорудный бассейн
Криворожский железорудный бассейн расположен в 80—100 км. к западу от р. Днепр, в системе р. Ингулец и ее левых притоков — рек Саксагань, Желтой и Зеленой. Месторождения бассейна вытянуты в виде узкой полосы в северо-северо-восточном направлении протяжением около 100 км и шириною 1—2 км до 6 км (в районе г. Кривой Рог).
Криворожский железорудный бассейн сложен докембрийскими кристаллическими сланцами (саксаганская серия), включающими три отдела: нижний (аркозы и филлиты), средний, или железорудная формация (сланцы и железистые породы) и верхний (сланцы, карбонаты и песчаники-конгломераты). Железорудная формация состоит из семи перемежающихся горизонтов (пластов) сланцев и железистых Пород. В северной части бассейна выделяются еще восьмой и девятый горизонты [5, 6].
I и II железистые горизонты представлены магнетитовыми роговиками с большим содержанием железистых силикатов и карбонатов (Ингулецкий район) и краснополосчатыми магнетито-мартитовыми роговиками с силикатами и карбонатами (Саксаганский район). Мощность горизонтов 30—40 м, разделяющей их сланцевой пачки — 5—15 м. Содержат 30—35% железа.
Ill железистый горизонт мощностью 5—15 м магнетито-карбонатных или красково-мартитовых роговиков с многочисленными прослоями сланцев. Содержит 25—30% железа.
IV железистый горизонт магнетитовых и карбонатно-силикатно-магнетитовых среднеполосчатых роговиков с содержанием железа 34—37%, с увеличивающимися сланцевыми прослоями и выклиниванием в северной части бассейна, где наблюдается окисление пород до большой глубины. Мощность горизонта 40—60 м.
V железистый горизонт представлен тонкослоистыми джеспилитами, не содержащими силикатов и карбонатов, с рудными минералами мартитом и мелкорассеянным гематитом. На Первомайском участке и в южной части Ингулецкой полосы на глубине 40—50м (железистые породы представлены магнетитовыми разностями. Мощность горизонта от 30 до 130 м. Содержит 35—42% железа
VI железистый горизонт средне-грубослоистых мартитовых роговиков с отдельными участками неокисленных магнетитовых роговиков и пачками мартито-гематитовых джеспилитов. Мощьность горизонта 50—150 м. Содержание железа в нем достигает 32- З7%.
VII железистый горизонт красково-мартитовых и мартитовых роговиков с пачками красковых роговиков и участками магнитовых роговиков с карбонатами или силикатами. Мощность горизонта 100— 600 м. Содержит 20—30% железа.
В Ингулецком районе развиты лишь IV и V горизонты.
Внутри отдельных горизонтов наблюдается неоднородность вещественного состава, вызывающая значительные колебания показателей обогащения руды.
Вмещающими породами висячего и лежачего боков являются хлоритовые, амфиболовые и другие сланцы железорудной формации.
Учтенные балансовые запасы железистых роговиков бассейна составляют около 19,6 млрд. т. Эти запасы распределяются по типам (в геологическом понимании) следующим образом, магнетитовые кварциты, содержащие 31-39% железа,—10,7,млрд. т (54,5%); гематитовые кварциты, содержащие около 38% железа,— 8,9 млрд. (45,5%).
Ориентировочные запасы технологических типов руды по классификации института Механобр до глубины 300 м приведены в табл.2.1.
Таблица 2.1.
Запасы железистых кварцитов различных технологических типов
| Типы железной руды | Запасы млрд.т. | Запасы %. | ||
| А+В+С1 | С2 | Всего | ||
| Магнетитовые | 2,7 | 1,4 | 4,1 | 35,5 |
| Смешанные | 1,6 | 1,4 | 3,0 | 20,0 |
| Гематитовые (мартитовые) | 1,1 | 3,3 | 4,4 | 38,5 |
| Всего | 5,4 | 6,1 | 11,5 | 100,0 |
Сырьевой базой горнообогатительных комбинатов Кривого Рога являются железистые кварциты следующих участков бассейна: Южного (ЮГОК) — Скелеватский — Магнетитовый участок, Ново-Криворожского (НКГОК) — Ново Криворожский участок, Центрального (ЦГОК) — участок Большая Глееватка, Северного — Первомайский участок и Анновское месторождение, Ингулецкого — 12-й участок (IV и V горизонт Лихмановской синклинали).
2.2. Рудная база Ингулецкого горнообогатительного комбината (ИнГОК)
Рудной базой комбината являются неокисленные железистый кварциты IV и V железистых горизонтов Ингулецкого участка. Мощность наносов около 18 м. Кварциты подстилаются гранато-биотито-хлоритовыми, хлорито-амфиболовыми и хлоритовыми сланцами.
Главными минералами являются; магнетит, кварц, амфиболы, карбонаты, куммингтонит. 95% запасов неокисленных кварцитов сосредоточены в IV железистом горизонте, который сложен силикатно-магнетитовыми роговиками (64,8% запасов), магнетитовыми роговиками (29,8% запасов) и гематито-магнетитовыми кварцитами (5,4% запасов).
Роговики имеют тонко- и среднеполосчатую текстуру вследствие чередования рудных и кварцевых прослоев. Мощность рудных слоев колеблется от 0,01 до 5 мм, смешанных от 0,1 до 44 мм, нерудных от 0,1 до 22 мм. Размеры зерен магнетита колеблются от 0,005 до 0,01 мм. Нерудная вкрапленность в рудных агрегатах встречается редко.
В лежачем боку роговики переходят в малорудные кварциты (содержание железа растворимого около 20%).
Зона окисления кварцитов основной толщи представлена лимонито-мартитовыми и магнетито-мартитовыми роговиками, содержащими в среднем около 32% железа.
V железистый горизонт представлен окисленными гематито-мартитовыми и неокисленными гематито-магнетитовыми джеспилитами.
Запасы неокисленных железистых кварцитов в проектных контурах карьера по категории В+C1 составляют 1152 млн. т, балансовые запасы — 1450 млн. т.
Из железистых кварцитов Ингулецкого месторождения, содержащих в среднем 28,8% магнетита, в виде весьма тонких вкраплений и от 5 до 40,8% железосодержащих силикатов, магнитной сепарацией тонкоизмельченной руды может быть получен концентрат с содержанием 65—66% железа. Дальнейшее повышение содержания железа в концентрате может быть достигнуто удалением обратной флотацией сростков магнетита с кварцем и слабооруденелыми породами. В институте Механобрчермет обратной флотацией магнитного концентрата, содержащего 63,1—64,8% железа, в лабораторных условиях получен концентрат с содержанием 69—70% железа; выход концентрата 53,2—68,8% в операции флотации. Более богатые концентраты, содержащие 70,5—70,9% железа, при извлечении 81% в операции флотации, получены Криворожским горнорудным институтом.
3. Анализ работы действующей фабрики и результатов НИР. Выбор технологической схемы (Ингулецкий горно-обогатительный комбинат)
3.1.Первая очередь обогатительной фабрики
Ингулецкий ГОК (ИнГОК) введен в эксплуатацию в 1965 г. и состоит из карьера, дробильно-обогатительной фабрики и вспомогательных цехов. Обогатительная фабрика включает I и II очереди, на которых обработка руды осуществляется по равным технологическим схемам.
Технологическая схема обогащения руды на первой очереди фабрики приведена на рис. 4.1. Дробление руды производится в четыре стадии с применением грохочения руды по классу 25 мм перед последней стадией. Крупное дробление руды осуществляется по двум потокам: на двух конусных дробилках ККД-1500/180 и четырех конусных дробилках КРД-900/100. Руда первого приема дробления поступает самотеком (через промежуточный бункер) в дробилки II стадии. Корпус крупного дробления выполнен в виде опускного колодца диаметром 33 м и глубиной 43,2 м.