Флотационное отделение обогатительной фабрики производительностью 1,5 млн. т/год

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уральский государственный горный университет

 

 

 

кафедра “обогащение полезных ископаемых”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

курсовой проект

Флотационное отделение обогатительной

фабрики производительностью 1,5 млн. т/год

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель                                                                            Колтунов А.В.

Выполнил                                                                                  Коршунова А.С.

Группа                                                                                       ОПИ-08

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург, 2012

 

Содержание

Стр.

      Введение……………………………………………………………………………………….3

1. Обоснование схемы флотации……………………………………………………………….4
2. Режимная карта отделения флотации………………………………………………………..8
3. Расчет технологического баланса продуктов обогащения и принципиальной схемы флотации……………………………………………………………………………………….10
4. Расчет качественно-количественной схемы флотации……………………………………..12
5. Расчет водно-шламовой схемы и составление баланса по воде…………………………...17
6. Обоснование, выбор и расчет флотационных машин и реагентного оборудования………………………………………………….................................................22
7. Составление схемы движения пульпы, компоновка оборудования в отделении флотации………………………………………………………………………………………27

      Список используемой литературы…………………………………………………………..28

 

 

1. Введение

Флотация - один из главных методов  обогащения полезных ископаемых. С ее помощью обогащаются: все медные, молибденовые и свинцово-цинковые руды, значительная часть бериллиевых, висмутовых, железных, золотых, литиевых, марганцевых, мышьяковых, оловянных, ртутных, серебряных, сурьмяных, титановых и других руд; неметаллические ископаемые - апатит и фосфориты. барит. графит. известняк (для производства цемента), магнезит, песок (для производства стекла), плавиковый и полевой шпаты и т. д.

Флотационный  процесс является наиболее универсальным  методом обогащения полезных ископаемых.

В настоящее  время более 95,0 % всех сульфидных руд, содержащих цветные, редкие и драгоценные  металлы, обогащаются методом флотации.

Практически только флотационным методом обогащаются  ценные несульфидные апатитовые, шеелитовые, флюоритовые и др.руды. Методом флотации осуществляется получение железных концентратов.

Флотацию  широко используют в комбинации с  такими обогатительными методами, как  гравитационный процесс, гидрометаллургия, при переработке различных отходов  металлургического и гидрометаллургического производства.

Флотация, как процесс обогащения, позволяет  отделить частицы одних минералов  от других за счёт селективного прилипания их к поверхности раздела двух фаз жидкой и газообразной.

Возрастающее  значение использования флотационных методов обогащения, обусловлено  вовлечением в переработку бедных, тонковкрапленных и труднообогатимых руд, проблему комплексного и более полного использования, которых другими методами обогащения без применения флотации решить невозможно.

ФЛЮОРИТОВЫЕ РУДЫ (а. fluorite ores; н. Fluoriterze; ф. minerais de fluorine; и. minerales de fluorina, minerales de fluorita) — природные минеральные образования, содержащие флюорит в таких концентрациях, при которых технически возможно и экономически целесообразно его извлечение. Выделяются собственно флюоритовые руды и комплексные. В собственно флюоритовых рудах флюорит представляет собой единственное полезное ископаемое (содержание его в рудах от 26 до 70%). В комплексных месторождениях флюорит (содержание 5-23%) извлекают попутно с минералами бериллия, редких металлов и земель, ртути, сурьмы, свинца, цинка и др.  
Оловянные руды (касситерит)— природные минеральные образования, содержащие олово в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно. Известно более 90 минералов олова. 
Есть 10 видов полезных ископаемых, которые содержат оловянной руды. Оно главным образом касситерита, которая промышленного значения, а затем станнина. Касситерит является основным минеральным для оловянных руд.

 

 

 

 

 

1. Обоснование схемы флотации

 

Характеристика основных минералов:

 

Касситерит SnO₂

Состав: Sn – 78,62 %

Примесь: Ti, Nb, Ta, Fe

Твёрдость: 6-7

Цвет: колеблется от бесцветного до тёмно-коричневых и чёрных оттенков

Плотность: 6,98-7,01

Блеск: алмазный, жирный, полуметаллический.

Флюорит CaF₂

Примеси: Fe, Y, Ce, Ci, Al и др .;

Твёрдость: 4;

Плотность: 3,18-3,6 кг/см³

Цвет: жёлтый,зелёный, фиолетовый, синий, голубой;

Т_пл - 1360ºС.

Кальцит Са₂СО₃                                              

Твердость: 3;

Плотность: 2,6-2,8;

Примеси: Ni, Fe;

Цвет: белый или бесцветный, прозрачный или просвечивающий. Примеси  окрашивают его в разные цвета.

Спайность совершенная по основному ромбоэдру, блеск стеклянный до перламутрового. Вскипает при взаимодействии с разбавленной соляной кислотой (HCl).

Кварц SiO₂

Состав: Si – 46,6% ;

 Твердость: 7;

Цвет: белый, серый, бесцветный,фиолетовый, черный;

Плотность: 2,6;

Блеск: не обладает.

Пироэлектроик, пьезоэлектрик, хрупкий, диамагнитен, непроводник. Растворяется во фтороводороде.

Мусковит KAl₂(AlSiO₃O₁₀)(OH)₂

Состав: SiO₂-до 53%, Al₂O₃-до 46,2%, H₂O-до 7 %;

Твёрдость: 2-2,5;

Плотность: 2,76—3,10 г/см³;

Цвет: белый, серый, серебряный, коричневатый, бледно-зелёный;

Блеск: стеклянный;

Спайность: совершенная;

Ярко-зеленый  мусковит, содержащий до 4 % Cr2О3, называют фукситом, мелкочешуйчатый агрегат — серицитом. Используют в электро- и радиотехнике, для изготовления смотровых оконцев в котлах, печах и др. В старину основным поставщиком слюды была Московия. Отсюда пошло и название минерала — мусковит. Существуют также и другие названия минерала и его разновидностей: московская звезда, калиевая слюда, белая слюда, серицит, антонит, лейкофиллит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руда характеризуется  мелкой вкрапленностью; так как в  соответствии с заданием содержание Sn в руде относительно низкое, то в схеме принято 4 платиновые перечистки.

Анализ вещественного  состава минералов приведён в  таблице 1.1. Флотируемость основных минералов, входящих в состав полезного ископаемого приведена в таблице 1.2

 

Таблица 1.1 – Физико-химические свойства минералов

 

Минералы	Химическая формула	Распределения компонентов		Примеси в минерале	Минералы спутники	Плотность, кг/м3
		Наименование	Массовая доля
Касситерит	SnO2	Sn	78,62 %	Ti, Nb, Ta, Fe	Сопутствует полевой шпат,слюда,амфиболы, топаз, флюорит, турмалины, берилл, и др	6100-7300
Флюорит	CaF2	Са F	51,33% 48,67%	Fe, Y, Ce, Ci, Al и др .	Кальцит, цеолит, касситерит, пирит.	3100-3550
Кальцит	Са2СО3	CaO CO2	56% 44%	Mg, Fe, Zn, Mn	Апатит, пирохлор, флогопит	2700-2730
Кварц	SiO2	Si	46,7%	CO2, Н2О, углеводороды, газы, NaCI, СаСО3	Полевой шпат, слюда, амфиболы, топаз, флюорит	2650
Мусковит	KAl2(AlSiO3O10)(OH)2	K2O SiO2 Al2O3 H2O	11,8% 45,2% 38,5% 4,5%	Fe, Cr, Na, F	Рутил, гематит,хлорит и др.	2700-3100

 

 

 

 

Таблица 1.2 – Флотируемость основных минералов, входящих в состав полезного ископаемого

 

Минералы	Собиратели	Вспениватели	Регуляторы среды	Активаторы	Депрессоры	Вспомогательные реагенты и операции
Касситерит	Жирные кислоты(pH 7-8), алкилсульфаты(pH<6), длинноцепочечные алкилсульфонаты, первичные амины	Спирты, крезол	Na2SiO3, смягчённая вода	Обтирка, обесшламливание, промывка кислотой	H2PO3, CaO, NaOH, метафосфат, нитраты, танин, соли железа, свинца, алюминия и меди	Na2SiO3, аэрозоль ОТ(дополнительный собиратель касситерита). Апрлярные масла.
Флюорит	Жирные кислоты и их мыла, алкилсульфаты, аэрозоль ОТ, аэрозоль МА, игепон Т-2-олниламиноэтан-1-сульфонат натрия, катионные реагенты.	Na2CO3	Na2CO3	Соли трёхвалентных металлов, NaF	Na2Cl, CaCl2, CuCl2, соли аммония, BaCl2*2H2O, лимонная кислота	Na2SiO2, бихроматы, квебрахо, танин
Кальцит	Жирные кислоты и их мыла, алкилсульфаты, амины	Спирты, ОПСБ	NaF, Na2CO3	Нагревание пульпы, соли меди и свинца( при флотации с алкилсульфатами)	Растворимые силикаты, арсенаты, щёлочи, соли алюминия, хрома и окисленного  железа; гексаметофосфат, Na2SiO3, хроматы и бихроматы	-
Кварц	Жирные и нафтеновые кислоты, амины  первичные(доденциламин, гексадециламин), амины третичные	Сосновое масло, спирты	Na2SiO3, H2SO4, NaOH,HF, обтирка	Са2+ при флотации жирными кислотами, Al2(SO4)3 или AlCl3, Fe2(SO4)3	Na2SiO3(для подавления активированного кварца), цианиды(при флотации окисленных руд карбоновыми кислотами)	Al3+, Fe3+
Мусковит	Жирные кислоты, амины(pH 4-6)	-	-	Pb(NO3)2, кислотная обработка	Крахмал, клей, молочная и таниновая  кислоты	Al2(SO4)3(для депрессии попутных силикатов при флотации с попутным собирателем), H2SO4

 

 

Схема флотации определяется во многом характером вкрапленности  ценных минералов в породе. Например, руды с относительно равномерной  вкрапленностью, не превышающей 0,25 – 0,3 мм, и не склонны к образованию  шламов в процессе измельчения обычно обогащают в одну стадию. Если же вскрапленность неравномерная или извлекаемые минералы склонны к переизмельчению, применяют многостадиальные схемы флотации (чаще двухстадиальные).Находят применение и трехстадиальные схемы, включающие доизмельчение промпродукта и хвостов или концентрата, полученных в I стадии.

Если  полезные минералы тонкой вкрапленности  и проросли друг в друга, а их агрегаты представляют крупные включения  во вмещающей породе и при грубом измельчении легко отделяются от породы, то измельчение таких руд  сразу до конечной крупности, необходимой  для раскрытия всех полезных минералов, может оказаться нерациональным. В подобных случаях целесообразно  применение двухстадиальной схемы флотации с получением в I стадии отвальных хвостов и последующим доизмельчением и флотацией коллективного концентрата.

Количество  перечистных операций в схеме флотации зависит от содержания ценного минерала в руде, его флотируемости и требований к качеству концентрата. При сравнительно высоком содержании и относительно невысоких требований к качеству число перечисток минимально (одна, две). Если же кондиции на концентрат высокие, а содержание ценного минерала невелико (например, молибденовые руды), то число перечистных операций возрастает до шести.

Число контрольных  флотаций в схеме определяется флотируемостью минералов, обычно применяется одна, в редких случаях две.

Точки возврата промпродуктов в процесс могут находиться в различных местах схемы. В том случае, если к качеству концентратов не предъявлено высоких требований, промпродукты целесообразно подавать в предшествующие операции. Часто стремятся присоединить их к потокам пульпы с примерно равным содержанием ценных элементов. Если промпродукт представлен большим количеством сростков, его подвергают доизмельчению. В обоих случаях целесообразно обезвоживание продуктов в гидроциклоне или сгустителе.

В ряде случаев, когда для обогащения промпродукта требуется особый технологический режим, отличный от режима основных операций, или когда присутствие промпродукта ухудшает флотируемость извлекаемых минералов, его флотируют в отдельном цикле.

Иногда  целесообразна раздельная флотация шламов и песков или раздельная обработка  их флотореагентами.

Принимая  во внимание вышеизложенные положения, детально проработав литературные данные по флотируемости основных минералов и практике переработки аналогичного сырья, мною была принята схема флотации