Логотип ЗАО ТИГОМ

ЗАО ТИГОМ

г. Новосибирск

Применение отсадочных машин производства ОАО «Машзавод Труд»

Применение отсадочных машин производства ОАО «Машзавод Труд»  для переработки техногенного минерального сырья в сравнении с другим оборудованием.

Настойчивые требования на апробированные технологии и оборудование для переработки отходов производства  озвучиваются во всех областях и на всех уровнях мирового сообщества. Наша сфера деятельности – хвостохранилища ОФ, отвалы, шлаки металлургических производств – отходы горно-обогатительных предприятий. Как правило, предлагаются неоправданно затратные технологии с применением дробильно-измельчительного оборудования для всего объема материала. Не учитываются ни имеющийся опыт переработки вторичного минерального сырья, ни минерало-технологическое картирование хвостохранилищ. Вторичное минеральное сырье оказывается недооцененным, когда извлекается один-два компонента, безвозвратно теряются сопутствующие минералы с тонкоизмельченными хвостами, в т.ч. в виде паст или  закладки в отработанное пространство. На рынке фиксируются поиски технологий  извлекать уже из повторно переработанного сырья фракцией минус 0,044 мм другой, теперь «длинный» перечень компонентов. Наконец-то начинают рассматриваться отдаленные экологические последствия складирования больших объемов тонкоизмельченных материалов, которые не рассматривались ранее ответственно. 

В первую очередь переработка техногенного минерального сырья требует изыскивать возможность гравитационного обогащения гидравлической отсадкой - способ, признанный обогатительным сообществом эффективным «простым и чистым», в том числе из-за критерия удельных энергетических затрат. Это значимое преимущество актуально при отработке  именно вторичного сырья с невысокой начальной стоимостью ценных компонентов в них.

Решение о выборе технологии, типоразмера обогатительного оборудования   не вызывает затруднений, если имеется возможность  оценить  работу машин  в «параллельных» технологических потоках и/или на конкретном минеральном сырье. 

В качестве примеров приводятся сравнительные испытания отвальных продуктов  не с высокой начальной стоимостью ценных компонентов в них. 

Получение феррохрома из отвальных шлаков металлургического производства («Феррохром» г.Серов) осуществлено при сравнительных испытаниях на диафрагмовых отсадочных машинах «Джига» (ЮАР) и Труд-3 (Россия). Технологические показатели требуемого качества концентрата по содержанию феррохрома и его извлечению были достигнуты в процессе всех испытаний.  При сравнении эксплуатационных  затрат на обслуживание машин, оказалось, что «Джига» более чем в 2 раза превысили затраты на обслуживание машины «Труд-3»  в ценах 2000 гг.

Опытный образец Труд-3 с  увеличенной амплитудой колебания  прошел успешные  испытания на  одной из фабрик «Алроса» для вторичной переработки крупно фракционных хвостов. Эти испытания, в том числе, стали началом разработки отсадочной машины с подвижным решетом Труд-6ПР  с увеличенной амплитудой колебания  и возможностью обогащать материал фракций 50 мм.

Технологические и сравнительные испытания золотосодержащих хвостов в промышленных условиях на отсадочных машинах Труд-3 и МОД-3М проводились на одном из предприятий Урала. Уровень извлечения металла составил 60,5% (практически максимальные показатели извлечения с учетом гранулометрии золота) с глубиной по крупности металла 50-40 мкм.

Сравнительные испытания оловосодержащих хвостов фракцией менее 2 мм проводились на лабораторной  диафрагмовой отсадочной машине с неподвижным решетом  МОД-0,2  и  на виброгрохоте  на сите с ячейкой 0,5 мм. 

Основные результаты сравнительных испытаний представлены ниже.

1. При отсадке извлечение металла в подрешетный продукт составляет не менее 80% (до 90%)  с концентрацией в 3-6 раз выше, чем в надрешетном продукте;

2. Размер щели шпальтового сита отсадки на 20-60% превышает крупность граничного зерна, что позволяет применять сито с размером щели 1 мм для разделения материала по фракции  0,8 -0,5 мм с возможностью до 0,3 мм;

3. Удельная производительность на отсадке выше до 1,5 раза;

4. Удельная энергоемкость и металлоемкость отсадки сопоставима с тонким   грохочением;

5. Шпальтовые сита при отсадке трудными зернами не забиваются, необходимость дополнительных опций для очиски сита не требуется.

Экспериментально подтверждена в процессе промышленных испытаний возможность применения машины Труд-3 для обогащения и грохочения оловосодержащих хвостов крупностью минус 1 мм. Извлечение олова в подрешетный продукт составило 81,-90,4% при эффективности грохочения 62,6-73,8%, удельная нагрузка составила 1,5-6 т/м2 ∙час.

Теоретическое обоснование преимущества отсадки перед тонким грохочением следует сравнивать с преимуществом тонкого грохочения перед классификацией. При значительной разницы в плотности ценного минерала и пустой породы в рудах в процессе измельчения    применение классификации  в гидроциклон или спиральных классификаторах разделяет частицы по разнице в скорости осаждения. Значительная разница в удельном весе измельчаемых минералов «сближает», нивелирует скорости осаждения крупные частицы жильной породы, сростки (пустая порода и тяжелые минералы) и тяжелые тонкие частицы ценного компонента. Тонкие частицы тяжелых минералов в результате направляется обратно в мельницу и переизмельчается. Применение процесса тонкого грохочения, классифицирующего частицы только по геометрическому размеру,  имеет значительные технологические  и экономические преимущества, снижая в т.ч. удельное энергопотребление на тонну измельчаемой продукции. 

В процесс отсадки предусматривается постель на сите, как контроль не только крупности частиц, но и их плотности. Принципиально возможно на стадиальном измельчении с отсадкой выделять три продукта по содержанию ценного компонента:  промпродукт (хвосты), надрешетный продукт, подрешетный продукт, которые целесообразно направлять в свои циклы, либо выводить в отвал.

В открытой печати имеются данные об испытаниях оловосодержащих отвальных продуктов в тяжелосредных  гидроциклонах,  на центробежной отсадочной машине, другом гравитационном оборудовании, в т.ч. флотационное обогащение с предварительным измельчением. Уровень сквозного извлечения в готовый продукт с перечнем преимуществ/недостатков при переработке на сравниваемом оборудовании  будет принципиально сопоставим, кроме капитальных и эксплуатационных затрат - гидравлическая отсадка по совокупности затрат в разы дешевле.

Широко применяется отсадка в циклах измельчения в «голове»  процесса вместо классификации или грохочения при обогащении золотосодержащих руд с целью выделения гравитационного концентрата. В циклах измельчении полиметаллических руд в «голове»  процесса проводят замену классификации на грохочение на грохотах Деррик. В таблице приводится техническая характеристика и стоимость грохота Деррик (США) Stack Sizer пятидечного в удельных  нагрузках (конфиденциальной информации производителя, 2014 г.) и отсадочной машины типа Труд  для тонкого грохочения, выпуск одной из серий намечен на 2023 г.

Таблица 1. Приведенные (удельные)  характеристики грохота Деррик (США) и отсадочной машины Труд -12 (Россия). 

Наим.показат/ Типоразмер.оборудов.

Уд.производ,  т/м2 ∙час

Размер отв.сита, мм

Уд.энергоемк кВт∙ч/ т

Уд. стоим, руб/100,0 тыс.т руды

Грохот Деррик Stack Sizer

4,0

0,5

0,11

19,1

Отсадочная машина типа Труд для грохочения

6,0

1

0,16

5,1

Представленный выше перечень преимуществ отсадки перед тонким грохочением  не отрицает целесообразность применения тонкого  грохочения на финишных операциях классификации, где принципиально важен контроль гранулометрического состава, если он обеспечивает требуемое качество продукта. 

Очевидна целесообразность рассмотреть возможность корректировки технологической схемы обогащения разного типа руд (и угля) с целью замены классификации, в т.ч.  тонкого грохочения, на гидравлическую отсадку.

Отработка россыпных месторождений в наибольшей степени приближает к пониманию технических и технологических решений   в обогащении техногенного минерального сырья вообще и, в частности золотосодержащего, которые включают: выделение пустой породы в отвал на первой стадии отработки - промывки, предконцентрацию, получение шлиха и отдельный этап – получение золота в слитке. Процесс естественного образования россыпей из рудных месторождений по многим факторам ассоциируется с техногенным объектом - хвостохранищем - от переработки руд тяжелых металлов.       В обогащении золотосодержащих россыпей одним из наиболее признанным и применяемым практическим руководством является «Инструкция по нормированию технологических потерь золота при промывке золотосодержащих песков на промывочных приборах», Вост. НИИ золота и редких металлов, Магадан, 2004 г.. Документ отражает принципиальные, основные позиции в обогащении золотосодержащих россыпей и в настоящее время, потому что соответствует взвешенному обращению с минеральным сырьем с учетом технико-экономического обоснования:

 - принимать исходную крупность обогащения не менее 50 мм для производительности установки обогащения более 50 т/час, 30 мм - для производительности менее  50 т/час; 

- принимать к установке отсадочные машины, когда присутствует в исходном сырье как крупное золото, так и мелкое;

- регулировать и соотносить производительность установки по исходному питанию с потерями золота.

Технические характеристики современных отсадочных машин различных технологических и конструкторских решений применительно к переработке золотосодержащих россыпей. представлены  в таблице 1. 

График зависимости извлечения золота на различном гравитационном оборудовании в зависимости от  крупности золота приведен на рисунке 1,  градуированном по уровню извлечения золота - от шлюза к отсадочной машине типа МОД, далее, к концентрационному столу и сравнение с отсадочными машинами, представительными   IHG (Голландия),  IPG (Австралия) и  отечественного производства Труд-12, Труд -6ПР, МО-416.

Таблица 1. Технические характеристики отсадочных машин 

Наименов./Показат./Типоразмер оборудов

Труд-6ПР

Труд-12

IPG2400

IHС

МОД-3 (Труд-3)

МО-416

1

2

3

4

5

6

7

1.Тип привода

Диафраг.

Диафраг.

Диафраг.

Диафрагм.

Диафрагм.

Воздушно

Подвижн.

Подвижн.

Подвижн.

Неподвиж.

Неподвиж.

Пульсационный

решето

решето

решето

решето

решето

решето

2.Площадь  решет, м2

6,0

12,0

4,5*

38,4*

3,0

16,0

Форма решета

квадр.

кругл

кругл

кругл

квадр

квадр

3.Производит.,

80

136

145*

229*

13,5

164

4.Удельная произв

Удельная произв

13,3

11,3

12,4*

5,8*

4,5

10,2

5.Крупн. максим.

куска питан, мм

50

25

30

25

25

25

6.Мощность, кВт,

-электропривода

17,0

15,0

-

-

4,0

102,0

-гидропривода

-

-

4,0

9,2

-

-

7.Удельная энерго

емкость, кВт/ м× ч

-электропривода

0,188

0,110

0,296

0,622

-гидропривода

0,027

0,040

8. Масса. кг

13775

13700

5350

н/д

2210

10800

Примечание. 12,4* - данные из открытой печати (со звездочкой); 

Сравнение технических характеристик отсадочных машин -  диафрагмовых с подвижным решетом, диафрагмовых с неподвижным решетом, воздушно-пульсационной - с учетом опыта эксплуатации, отраженного в открытой печати, сводится к следующим выводам:

1. Отсадочные машины с подвижным решетом обеспечивают производительность на 1 м2 решета по исходному питанию почти в два раза выше, чем с неподвижным решетом;

2. Машина с круглым решетом имеют более высокие показатели производительности по сравнению с квадратным решетом в своем классе;

3. Машины отечественного и импортного производства одного типа имеют близкие технологические показатели. По возможности обогащения крупной фракции 50 мм имеет преимущество машина Труд-6ПР. Преимущество машин IPG2400 и IHC в энергоемкости (производство Австралии и Голландии), обусловлено установкой гидроприводов. Как правило, применение гидропривода ведет к необходимости качественного и постоянного сервисного обслуживания

4. Воздушно-пульсационная отсадочная машина обеспечивает сопоставимые  технологические показатели производительности, качества продукта и извлечения золота,  но удельная энергоемкость  выше не менее, чем в 2 раза.

Более подробно ниже представлены результаты сравнительных испытаний воздушно-пульсационной отсадочной машины МО-416 и отсадочной машины с подвижным решетом Труд-12 в параллельном режиме на золотосодержащих россыпях.  

- Машина МО-416 с большей площадью отсадочного решета на треть по двум параметрам показала высокие результаты: максимальная производительность выше на 20 % и степень концентрации выше в 3 раза.

- Машина МО-416 показала удельную производительность ниже на 11 %, энергоемкость выше в 5,6 раза; 

- Извлечение золота на машинах МО-416 и Труд- 12 равнозначны с учетом колебаний содержания в исходном материале; ожидалось, что отсадочная машина с воздушно-пульсационным приводом и на треть большей площадью отсадочного отделения покажет и более высокие результаты по извлечению золота.

Эффективность извлечения золота

     

 

Рисунок 1. Эффективность извлечения золота на различных типах гравитационного оборудования по данным Уанга, Полинга и института «Иргиредмет»

     ВЫВОДЫ

  1. Тенденции в обогащении минерального сырья, обусловленные требованиями инвестиционных компаний в получении максимальных объемов оборота денежных средств, направлены на неоправданные технологические приемы, в частности, применения «тонкого» измельчения в «голове» процесса, где часто игнорируются принципы стадиальности и предконцентрации. Особенно негативна такая  тенденция в переработке техногенного сырья. 

  2. К отдельным негативным комментариям, связанным  с обогатительными процессами  тонкоизмельченного сырья,  отнесем к экологическим аспектам складирования «тонких» отходов в ближайшей перспективе, стратегическим и экономическим, обусловленными  с безвозвратными потерями сырья.

  3. Современные отсадочные машины, применяемые в существующих технологиях обогащения минерального сырья, испытаны и рекомендованы для обогащения техногенного сырья аналогичного типа; их применение может обеспечить  требуемое качество концентратов, экологическую безопасность производства, разумную рентабельность, складирование отходов в относительно крупнокусковых отвалах с возможностью традиционной рекультивации/ последующей переработки.

  4. Отсадочные машины производства ОА «Машзавод Труд»,  в том числе с подвижным решетом, представленные типоразмером Труд, сопоставимы с лучшими образцами современного оборудования по всем основным техническим и технологическим характеристикам, не требуют специального сервисного обслуживания и размещения.