Проектирование обогатительной фабрики для обогащения флюоритовых руд Волдинского месторождения

Дипломный проект Проектирование обогатительной фабрики для обогащения флюоритовых руд Волдинского месторождения.

2010 г.

Содержание Введение.

1. Общие сведения о районе строительства обогатительной фабрики.

2. Краткая геологическая характеристика Волдинского месторождения.

3. Характеристика вещественного состава руд Волдинского месторождения.

4. Краткие сведения о геолого-разведочных работах месторождения.

5. Практика обогащения флюоритовых руд.

6. Выбор и обоснование технологической схем обогащения.

7. Обоснование и расчет схемы дробления руды.

8. Выбор и расчет схемы измельчения.

9. Расчет качественно-количественной схемы измельчения.

10. Расчет вводно-шламовой схемы.

11. Выбор основного и вспомогательного оборудования.

11.1 Расчет и выбор дробилки крупного дробления.

11.2 Расчет и выбор дробилки среднего дробления.

11.3 Расчет и выбор дробилки мелкого дробления.

11.4 Расчет и выбор грохота.

11.5 Выбор и расчет флотомашин.

11.6. Выбор и расчет мельниц.

11.7 Расчет бункера.

11.8 Выбор и расчет контактных чанов.

11.9 Расчет сгустителя.

11.10 Расчет вакуумфильтров.

11.11 Расчет сушилок.

12. Вспомогательные службы.

12.1 Реагентное хозяйство.

12.2 Ремонтно-механическая служба.

12.3 Производственный дренаж полов.

12.4 Подъемно-транспортные устройства.

12.5 Хранение и отгрузка концентратов.

13 Специальная часть.

14 Экологичность и безопасность проекта.

14.1 Экологичность проекта.

14.2 Охрана труда и техника безопасности.

15. Экономическая часть.

15.1 Режим работы, графики сменности, баланс рабочего времени.

15.2 Производственная мощность, производственная программа и товарная продукция фабрики.

15.3 Численность трудящихся.

15.4 Производительность труда.

15.5 Заработная плата.

15.6 Основные фонды.

15.6.1 Стоимость зданий и сооружений.

15.6.2 Стоимость оборудования.

15.6.3 Амортизация.

15.6.4 Структура промышленно-производственных фондов.

15.6.5 Эффективность использования основных фондов.

15.7 Оборотные фонды.

15.8 Себестоимость.

15.9 Прибыль и рентабельность.

15.10 Определение платы за загрязнение окружающей среды и размещения отходов.

15.11 Показатели экономической эффективности.

15.12 Технико-экономические показатели Заключение Список литературы.

Введение

История добычи и применения флюоритовых концентратов насчитывает сотни лет. Известно, что более 120 лет назад флюорит использовался в Читинской области при плавке на сереброплавильных заводах. Несколько позднее флюорит использовался в Читинской области при плавке на сереброплавильных заводах. Несколько позднее флюорит нашел широкое применение в металлургическом производстве, которое обеспечивается высококачественными рудами забайкальских месторождений.

Общие запасы флюоритовых руд Читинской области составляют около 130 млн. тонн, что достаточно для полного обеспечения нужд народного хозяйства России, всех стран СНГ и обеспечения значительных объемов экспортных поставок. Все флюоритовые месторождения относятся к гидротермальным среднеи низкотемпературным типам.

Волдинское месторождение входит в состав Бугутуро-Абагайтуйской группы флюоритовых месторождений, расположенной в пределах юго-восточной части Восточного Забайкалья (степное Приаргунье). Месторождение представлено одним рудным телом, заключающем в себе все подсчитанные запасы руды.

Руды Волдинского месторождения относятся к кварц-флюоритовому промышленному типу. Они характеризуются главным образом, брекчиевыми и в меньшей степени — прожилково-вкрапленными текстурами. Структура их мелко-среднезернистая («сахаровидная») и тонкозернистая («фарфоро видная). Вредные примеси (сульфиды, барит, карбонаты, апатит), содержатся в рудах в весьма незначительных количествах.

Руды месторождения хорошо поддаются обогащению по единой фиотационной схеме с применением обычно используемых промышленностью недефицитных реагентов, таких как кальцинированная сода, жидкое стекло, оминовая кислота. По этой схеме обеспечивается получение из руд Волдинского месторождения флотоконцентрата марки ФФ-95А, при извлечении минерала в него 91−94%.

1. Общие сведения о районе строительства обогатительной фабрики Волдинское флюоритовое месторождение расположено в крайней степной юго-восточной части Восточного Забайкалья. В административном отношении оно находится на территории Забайкальского района Читинской области в 40 км к северо-востоку от районного центра и пограничной железнодорожной станции Забайкальск и в 23 км к северо-западу от рудника Абагайтуй.

Месторождение имеет следующие географические координаты: 49⁰ 48• 17″ северной широты и 117⁰ 37•11″ восточной долготы.

Под территорией района месторождения понимается площадь в 990 кв. м, с севера ограниченная широтой несколько севернее г. Березовая Грива. Южный контур района проходит по государственной границе с КНР и по широте 49⁰ 40. Его восточная граница находится несколько восточнее рудника Абагайтуй, а западная — ограничивается меридианом ст.Мациевская. Район месторождения расположен в пределах Аргунского хребта и его юго-восточных склонов, переходящих постепенно к юго-востоку в Аргунскую депрессию. Аргунский хребет вытянут в северо-восточном направлении. Его водораздельная линия в районе проходит через вершины гор Ихогово (927,3 м), Тавын-Тологой (920,5 м), Березовая Грива (1139,6 м). Хребет сильно расчленен поперечными падями и распадками на систему гор, град и сопок.

По направлению к Аргунской депрессии рельеф постепенно понимается и принимает все более плавные очертания. Центральная часть района характеризуется среднегорным рельефом с различно ориентированными мелкими грядами, разделенными более или менее широкими падями. Относительные превышения вершин-сопок над днищами падей достигают здесь 25−250 мм. Далее к юго-востоку рельеф изменяется на мелко-сопочный вплоть до долины реки Аргунь. Рельеф местности горно степной.

Единственной водной артерией является р. Аргунь, которая протекает в 10 км юго-восточнее района. Здесь она характеризуется чертами типично-старой реки, имеет широкую долину (до 12 км) и сильно меандрирующее русло с целой серией проток, рукавов, озер и стариц. Ширина основного русла реки 25−40 метров.

Климат района, как и всего Восточного Забайкалья, резко континентальный с коротким жарким летом и малоснежной суровой зимой, с большими колебаниями температур в течение года и суток.

Лето в районе жаркое и короткое, наиболее теплым месяцем является июль. Среднемесячная температура его по многолетним наблюдениям составляет +19,4⁰. Зима продолжительная и суровая, обычно малоснежная. Морозный период с отрицательной среднемесячной температурой длится 6−7 месяцев в году. Начинается он со второй половины сентября и продолжается до середины апреля. Наиболее холодный месяц — январь. Среднемесячная температура — 23⁰.

Незначительная толщина снежного покрова и низкие температуры зимой обуславливают весьма глубокое промерзание почвы и сохранение островной многолетней мерзлоты.

Растительный и животный мир района типично степной и представлен немногими видами. Растительность в основном травянистая, только на северных склонах крупных гор и в оврагах можно встретить карликовую березу, боярышник, осину, заросли шиповника.

Описываемый район является сравнительно населенным. Основными отраслями народного хозяйства в районе и его ближайших окрестностях является горно-рудная промышленность и сельское хозяйство мясо-молочного и зернового направления. Большое значение в экономике района имеет железнодорожный транспорт. Все населенные пункты района и его ближайших окрестностей связаны между собой проселочными дорогами, годными для движения автотранспорта в любое время года. Благодаря пологому рельефу местности грунтовые дороги проложены во всех направлениях, в том числе и до Волдинского месторождения.

Снабжения предприятия топливом осуществляется с Харанорского разреза, производительностью 3 млн. тонн бурого угля в год, который находится в 130 км по железной дороге северо-западнее станции Забайкальск.

Все населенные пункты, промышленные предприятия и сельское хозяйство района снабжаются энергосистемой «Читаэнерго».

Водоснабжение поселков района осуществляется из скважин за счет подземных вод.

Местные строительные материалы в районе имеются. Для строительства шоссейных дорог и подсыпки железнодорожного полотна в районе разрабатываются небольшие песчано-гравийные карьеры.

Волдинское месторождение находится в выгодном для его освоения положении. Это подчеркивают следующие обстоятельства:

— расположение месторождения в экономически освоенном районе с развитым сельским хозяйством;

— компактность в размещении месторождений на небольшой площади;

— благоприятные транспортные условия (близость железной дороги, густая сеть автомобильных дорог);

— обеспечение района в достаточном количестве дешевой электроэнергией;

— наличие устойчивых источников водоснабжения.

2. Краткая геологическая характеристика Волдинского месторождения Рельеф на участке месторождения довольно спокойный. Южный фланг рудного тела находится на водоразделе, но основная по протяженности часть его расположена на северо-восточном склоне слабо выраженной возвышенности. К северу и югу от водораздела наблюдается пологое понижение рельефа. Наивысшая абсолютная отметка на месторождении находится на южном фланге рудного тела и составляет 128,5 м. Максимальное относительное превышение месторождения над днищем пади Данка, расположенной к северу и северо-востоку от высшей точки, составляет 68,5 м. Средний угол наклона склона, на котором расположено месторождение, составляет 5⁰.

Месторождение относится к типу жильных. Рудное тело представлено брекчией гранитоидов на кварц-флюоритовом цементе и сопровождается в различной степени оплавикованными вмещающими породами. Оно выходит на дневную поверхность. Наибольшая глубина распространения промышленного оруднения составляет 380 м (по падению рудного тела). Мощность рудного тела изменяется в широких пределах от 0,25 до 13,44 м, составляя в среднем 2,48 м. Падение его крутое под углами 68−73⁰, средний угол падения 70⁰. Рудное тело имеет плавно-извилистые контуры и выдержанные углы падения. Контакт его с вмещающими породами большей частью нечеткие за счет оплавикования последних. Руды месторождения содержат более 10% свободного кремнозема, поэтому разработка его производится в силикозоопасных условиях.

3. Характеристика вещественного состава руд Волдинского месторождения Волдинское месторождение расположено в 28 км к северо-востоку от ст. Забайкальск и в 23 км от рудника Абагайтуй. Детальная разведка месторождения завершена в 1973 г. Месторождение представлено одним рудным телом субмеридионального направления, которое залегает в зоне тектонического контакта ранеепротерозойских гранитоидов с вулканитами поздней юры. Вмещающие породы — граниты. Руды Волдинского месторождения характеризуются простым минеральным составом и относятся к кварц-флюоритовому типу. В соответствии с ЗабНИИ руды этого месторождения могут обогащаться по типовой для флюоритовых руд схеме, состоящей из измельчения исходного материала до 81% кл — 0,074 мм, основной, контрольной и четырех перечистных операций чернового флюоритового концентрата. Промпродукт первой перечистной операции и контрольной флотации является отвальным. Температура пульпы в основном флотации 25−30⁰С, в перечистных операциях 30−35⁰С. В качестве флотореагентов рекомендовано использовать кальцинированную соду, жидкое стекло и оминовую кислоту. Рекомендованная схема обеспечивает получение флюоритового концентрата марки ФФ-95А с содержанием СаF₂ — 96,81%; SiО₂ — 2,18%; S — 0,033%; Р — 0,012% при извлечении СаF₂ — 91,4%.

Изучение состава руд Волдинского месторождения и около-рудных изменений вмещающих пород производилось визуально в процессе геологической документации выработок, а также с помощью минералогического, химического, спектрального анализов проб различного назначения.

Руды Волдинского месторождения по минералогическому составу и структурно-текстурным особенностям весьма близки к рудам других флюоритовых месторождений Бугутуро-Абагайтуйской группы (Ново-Бугутурскому, Горинскому, Семилетнему, Шахтерскому и характеризуются довольно простым минералогическим составом. Основу их составляет флюорит (30−35%) и кварц (60−65%), в незначительных количествах присутствуют каолинит, слюды (десятые доли %), гидроокислы железа и марганца, карбонаты (десятые доли %), пирит, галенит, сфалерит (сотые доли %). В рудах часто отмечается и материал вмещающих пород: гранитов, порфитов, сланцев и раннего дофлюоритового кварца.

Флюорит слагает примерно третью часть в их руд месторождения. Установлены три генерации флюорита, образовавшиеся в результате проявления различных стадий минералообразования. Флюорит I, имеющий сравнительно небольшое распространение, встречается, главным образом, в прожилково-вкрапленных рудах, в составе обломочного материала кварцевых и кварц флюоритовых брекчий, а также в виде мелких вкраплений в халцедоновидном кварце I — цементе кварцевых брекчий. В прожилково-вкрапленных рудах флюорит I образует вкрапления, гнезда и прожилки, в брекчиях он встречается в виде обломков угловатой и округленно-угловатой форм размером от 0,3 до 10−15 мм, или образует крустификационные каемки вокруг обломков гранитов, порфитов, кварца. Цвет флюорита I — белый, бледно-фиолетовый или зеленоватый. Иногда встречаются бесцветные или полихромные разности (сочетание фиолетовых и зеленоватых тонов). Форма вкраплений флюорита I кубическая или неправильная, в гнездах и прожилках он имеет агрегатное сложение с панидиоморфнозернистой или гипидиоморфнозернистой (по периферии выделений) структурой. Размер зерен флюорита I не превышает 5−7 мм.

Флюорит II наиболее распространен в рудах месторождения по сравнению с флюоритом других генераций и представляет наибольший практический интерес. Он содержится, в основном, в цементе кварц-флюоритовых брекчий, образует в нем почти мономинеральные выделения массивных руд и отмечается также в составе кварцфлюоритовых прожилков в прожилково-вкрапленных рудах и кварцевых брекчиях.

В цементе кварц-флюоритовых брекчий флюорит II выделяется в тесной ассоциации с халцедоновидным кварцем II, совместно с которым он образует кварц-флюоритовый агрегат, характеризующийся частой изменчивостью структурно-текстурного сложения и количественных соотношений флюоритета и кварца. Содержание флюоритета в этом агрегате колеблется от 5−10 до 90−95%; микроструктура агрегата гипидиоморфнозернистая. Выделения флюорита II в кварце имеют вид неравномерно рассеянной вкрапленности, гнезд или сплошных масс. Размер вкраплений колеблется от тысячных долей мм до 5−7 мм, гнездо до 20−30 мм, сплошных выделений — до 3−5 м по длине (массивные руды). Форма вкраплений флюорита II кубическая или неправильная. С прямыми или прихотливо изогнутыми контурами.

В гнездовых или сплошных выделениях флюорит II представлен мелкозернистой, реже — среднезернистой («сахаровидной») или тонкозернистой («фарфоровидной») разновидностями, окрашенными в белые, светло-серые, бледно-фиолетовые, реже — фиолетовые и зеленые тона.

В «сахаровидном» флюорите обычно наблюдается примесь халцедоновидного кварца (до 5−10%). Внутренняя структура агрегатов «сахаровидного» флюорита панидиоморфнозернистая, характеризуется прямыми ограничениями зерен, размер которых составляет 0,5−5 мм, иногда 7−8 мм. «Фарфоровидная» разность флюорита II содержит до 10−40% кварца. Микроструктура ее в основном аллотриоморфнозернистая с прихотливо изогнутыми ограничениями флюорита и кварца, размеры зерен которых колеблются от тысячных долей до 0,5 мм. В «фарфороидном» флюорите часто отмечается полосчатость, обусловненная чередованием полосок с различным содержанием флюорита и кварца. Мощность полосок изменяется от 1−2 до 10−20 мм.

Флюорит II является продуктом заключительной стадии формирования месторождения. Выделения флюорита III незначительны по масштабам, но встречаются во всех типах руд (в прожилково-вкрапленных рудах, в кварцевых и кварц-флюоритовых брекчиях). Флюорит III представлен плотными тонкозернистыми каолит-кварц-флюоритовыми образованиями, заполняющими остаточные пустоты в рудах, тонкими (1−5 мм) мономинеральными прожилками мелкозернистого и тонкозернистого сложения, а также друзовыми агрегатами кубических, реже актаэдрических кристаллов, располагающихся в полостях пустот и трещин.

Кварц наряду с флюоритом играет важнейшую роль в составе руд месторождения. Он выделялся на протяжении всего процесса его формирования. В рудах фиксируется четыре разновидности кварца.

Крупнокристаллический кварц является наиболее ранним (дофлюоритовым) образованием и встречается в виде прожилков мощностью до 5−10 см во вмещающих гранитах и порфитах. Кроме того, он довольно часто распространен в составе обломочного материала кварцевых и кварц-флюоритовых брекчий. Этот тип кварца представлен массивной крупнокристаллической разновидностью серого цвета, содержит редкую мелкую (до 1 мм) вкрапленность пирита, галенита и сфалерита.

Халцедоновидный кварц I имеет массивный облик, скрыто-кристаллическое сложение и довольно разнообразную окраску (белую, желтую, бурую и серую). В составе кварца I часто обнаруживается примесь серицита, гидроокислов железа, на отдельных участках — пирита, а также тонкообломочного материала вмещающих пород. Структура кварца типичная холцедоновидная, размер зерен колеблется в пределах 0,005−0,5 мм. В кварце I иногда отмечается редкая вкрапленность кубических кристаллов флюорита размером до 1−2 мм. Редко в кварце I выделяются разноориентированные, быстро выклинивающиеся прожилки шестоватого кварца, мощностью от 3−5 до 20−30 мм.

Халцедоновидный кварц II является продуктом 2 кварц-флюоритовой стадии минерализации. Кварц II совместно с флюоритом II участвует в строении цемента кварц-флюоритовый агрегат массивного или полосчатого облика, либо перемежающиеся с флюоритом почти мономинеральные выделения неправильной или прожилковидной форм размером от первых сантиметров до 0,5−1 м. В самостоятельных выделениях кварц II также имеет скрытокристаллическое сложение и массивный облик; окраска его преимущественно-белая или розовая, редко буроватая или серая. В отличие от кварц I кварц II содержит значительно меньше примесей (не выше десятых долей %), представленных серицитом, гидроокислами железа и изредка каолинитом или пиритом. Микроструктура кварца II роговиковая, зерна его имеют округлую форму и извилистые контуры. Размер зерен не превышает 0,05 мм. В совместных выделениях с флюоритом II кварц II в основном киноморфен и обычно выполняет промежуток между выделениями флюорита.

Выделение кварца III, сформированного в заключительную стадию минерализации, встречаются во всех типах руд, но имеют ограниченное распространение. Кварц III представлен тонкими (1−10 мм) прожилками белого халцедона, натечными или друзовидными образованиями на стенках пустой и трещин, а также входит в состав тонкозернистых каолинит-кварц-флюоритовых образований в остаточных пустотах. Кристаллы кварца III в друзах бесцветные, прозрачные, имеют пирамидально-призматическую форму, замеры их не превышают 5−7 мм.

Каолинит — встречается редко в виде землистых рыхлых или плотных образований белого или желтого цвета, выполняющих пустоты и трещинки в рудах. Кроме того, каолинит отмечается иногда в составе цемента кварц-флюоритовых брекчий (не более десятых долей %), а также в поздних каолинит-кварц-флюоритовых образованиях. В остаточных пустотах (до 15−20%), где он образует тонкоагрегатные выделения неправильной формы размером 2−3 мм. На верхних горизонтах рудного тела каолинит довольно часто замещает материал зон дробления.

Серицит в виде тонкочешуйчатых агрегатов развивается в измененных гранитах и их обломках в брекчиевых рудах. Значительно реже он встречается халцедоновидном кварце I и кварце II, где выделяется в виде единичных чешуек и небольших их скоплений. Размер чешуек серицита не превышает сотых долей миллиметра.

Карбонаты на месторождении встречаются сравнительно редко и представлены прожилками белого или розоватого мелкозернистого кальцита мощностью до 5−15 мм. Размер зерен кальцита составляет 0,5−0,6 мм.

Гидроокислы железа развиты в приповерхностных частях рудного тела в виде налетов и корочек красновато-бурого цвета. Кроме того, гидроксилы железа в виде тонкодисперсной вкрапленности содержатся в составе кварца I и кварца II, придавая им бурую окраску.

Гидроокислы марганца также отмечаются в верхних частях рудного тела. Представлены они тонкими налетами и дендритами черного цвета, развивающимися в основном по стенкам трещин.

Сульфиды в рудах месторождения имеют незначительное распространение и отличаются в основном в прожилково-вкрапленных рудах и значительно реже — в цементе кварцевых и кварц-флюоритовых брекчий. Сульфиды представлены перитом, очень редко встречаются галенит и сфалерит. В прожилково-вкрапленных рудах пирит образует неравномерно-рассеянную вкрапленность и, кроме того, содержится в прожилках кристаллического кварца. Наряду с пиритом здесь встречаются вкрапления галенита, сфалерита. Форма вкраплений пирита кубическая или неправильная, галенита и сфалерита — неправильная. В отдельных участках цемента кварцевых и кварцфлюоритовых брекчий пирит встречается в виде мелкой до тонкодисперсной вкрапленности кубических неправильных зерен. В кварц-флюоритовых брекчиях пирит иногда образует каемки тонкоагрегатного сложения шириной 1−2 мм вокруг обломков халцедоновидного кварца I. Размеры вкраплений сульфидов колеблются от долей миллиметра до 1, иногда 3 мм.

Плавиковошпатовые руды Волдинского месторождения по своему строению и структурно-текстурным особенностям не представляют большого разнообразия. Руды брекчиевой текстуры пользуются наибольшим распространением на месторождении. Значительно реже встречаются руды прожилково-вкрапленной текстуры и совсем редко — руды пятнистой, полосчатой, крустификационной и друзовидной текстур. Самостоятельного промышленного значения руды этих текстур не имеют.

Руды брекчиевой текстуры слагают большую часть рудного тела. Они являются образованиями второй, наиболее продуктивной стадии минерализации и дают основную массу промышленного флюорита.

Кварц-флюоритовые брекчии — плотный тонкозернистый до мелкозернистого агрегат пятнистой окраски, преимущественно буроватой, сероватой или бледнофиолетовой. В составе обломочного материала брекчий содержится кварц ранних генераций (кристаллический и халцедоновидный), ранний флюорит, а также измененные граниты, кварцевые брекчии, изредка порфориты, сланцы. Размер обломков не превышает 2−3 см, содержание их составляет в среднем 20−30%.

Цементом является кварц-флюоритовый агрегат с незначительной примесью каолинита или серицита и изредка с тонкорассеянной вкрапленностью пирита.

Цемент характеризуется довольно частой изменчивостью количественных соотношений и структурных взаимоотношений флюорита и кварца, что создает на фоне основного брекчиевого строения сложный текстурный рисунок руд с частой перемежаемостью массивных, полосчатых, пятнистых и вкрапленных текстур.

Структура цемента в основном тонкозернистая с переходами к мелкозернистой, иногда к среднезернистой, причем мелкозернистые и среднезернистые выделения характерны лишь для флюорита; кварц повсеместно имеет тонкозернистое сложение. Содержание флюорита в кварц-флюоритовых брекчиях колеблется от 5−10 до 30−40%.Основная масса флюорита сосредоточена в цементе брекчий, меньшая часть его содержится в составе обломочного материала.

Прожилково-вкрапленные руды, как правило, развиты в призальбандовых участках рудного тела, хотя прожилковое и вкрапленное оплавикование встречается также в ксенолитах вмещающих пород, находящихся внутри его. Этот тип руд представлен окварцованными и серицитизированными гранитами, содержащими вкрапления, гнезда и прожилки флюорита, размер выделений которого колеблется от долей миллиметра до 3−5 см. Содержание флюорита и прожилково-вкрапленных рудах зависит от густоты прожилков и вкраплений и обычно составляет 3−5%, хотя нередко достигает промышленных концентраций (более 20%).

Массивные руды имеют незначительное распространение занимая на отдельных участках около 10% объема рудного тела. Выделяются они среди кварц-флюоритовых брекчий в виде невыдержанных прослоев и линзовидных тел мощностью от 0,3 до 3−5 м и протяженностью до 10−15 м. Массивные руды представлены кристаллическизернистым флюоритом с примесью (до 5−15%) халцедоновидного кварца. Флюорит имеет светло-серую или бледно-фиолетовую окраску и мелкозернистое до среднезернистого («сахаровидный» флюорит) или тонкозернистое («фарфоровидный» флюорит) сложение. В массивных рудах встречаются редкие обломки халцедоновидного кварца, кварцевых брекчий и гранитов размером от 2−3 до 15−20 см, очень редко — глыбы (до 1 м). Содержание флюорита в массивных рудах достигает 60−70%.

Пятнистые текстуры встречаются в пределах развития кварц-флюоритовых брекчий. Они образованы перемежающимися выделениями мелко-кристаллического флюорита и халцедоновидного кварца, имеющими неправильную форму и размеры не более 20−30 мм.

Полосчатые текстуры также отмечаются среди кварц флюоритовых брекчий. Представлены они чередующимися полосками флюоритового, кварц-флюоритового и кварцевого состава. Мощность полос колеблется от 1−2 до 10−20 мм.

Крустафикационные текстуры встречаются лишь в кварцевых брекчиях и выражены наличием каемок флюорита мощностью до 10−20 мм вокруг обломков гранитов, порфиритов и кристаллического кварца. Отдельные каемки имеют полосчатое строение, характеризующееся чередованием тонких (1−2 мм) полосочек флюоритового, кварц-флюоритового и кварцевого состава.

Друзовидные текстуры наблюдаются во всех типах руд и представлены щетковидными агрегатами идиоморфных кристаллов флюорита размером от десятых долей до 5−7 мм, развивающимися в полостях трещин и пустот.

4. Краткие сведения о геологоразведочных работах месторождения Рудное тело месторождения было прослежено канавами № 6- 9, 11 по простиранию на 500 м. Расстояние между канавами колебалось от 80 до 155 м, составляя в среднем 120 м. Объем канавных работ составил 669 куб.м. В местах, где мощность рыхлых отложений достигала значительной величины (на флангах месторождения), были пройдены шурфы с целью прослеживания рудного тела по простиранию (шурфы №№ 12−16, 22−24, 40), а также с целью поисков возможных параллельных рудных тел на участках обнаруженных развалов кварцевых и кварц-флюоритовых брекчий (шурфы №№ 5−11). Всего было пройдено 77 п. м шурфов.

В период предварительной разведки рудное тело месторождения на глубину (до горизонта 650 м) было разбурено скважинами №№ 1−12, которые располагались в разведочных профилях 1, П, У1, Х, Х1Уи ХУП. Указанные профили ориентированы вкрест простирания рудного тела составляло 215−230 м, за исключением профилей 1 и П, расстояние между которыми было принято равным 100 м. В каждом профиле скважины были расположены таким образом, чтобы подсечь рудное тело через 50−100 м по его падению. Фактическое расстояние по падению между точками пересечения рудного тела скважинами в профиле составляло 40−90 м. Из 12 скважин, пробуренных на стадии предварительной разведки, 8 скважин вскрыли промышленное оруднение, 2 скважины (№ 6 и 8) не добурены до рудного тела, скважина № 10 вскрыла рудное тело с забалансовыми показателями и скважина № 11 дала отрицательные результаты. Промышленное оруднение на глубине оконтурено не было. Общий объем бурения на стадии предварительной разведки составил 1286 п.м.

В результате проведенныхработ были выяснены в общих чертах масштабы месторождения, его структура, морфология рудного тела, минералогический состав, качество руд и т. д.

Проведена детальная разведка Волдинского месторождения, на этой стадии выполнены следующие основные работы:

1. Проведено детальное изучение рудного тела с поверхности канавами и шурфами с рассечками.

2. Проведена разведка рудного тела на глубине скважинами колонкового бурения.

3. Подземными горизонтальными горными выработками на горизонте 770 м рудное тело вскрыто на всем его протяжении.

4. Выполнен необходимый комплекс работ по изучению гидрогеологических условий месторождения и обогатимости руд в полупромышленных условиях.

В целях прослеживания рудного тела с поверхности до полного выклинивания на флангах и изучения его морфологии на стадии детальной разведки были пройдены канавы, а где мощность рыхлых отложений составляла более 3 м — шурфы с рассечками. Для обеспечения подсчета запасов в канавы и шурфы проходились с интервалом 20−35м, и в среднем через 27 м.

Всего за период разведки Волдинского месторождения было пройдено 1945 м³ канав и 294 п.м. разведочных шурфов и рассечек.

В профилях скважины бурились «в затылок» друг другу с расчетом пересечения рудного тела по падению через 50 м. Глубины скважин зависели от полного пересечения рудного тела и выхода в неизменные вмещающие породы и колеблются в пределах 69,3 — 392,5 м.

В процессе разведки систематически производились контрольные замеры глубин скважин. Обязательный контрольный замер осуществлялся при подсечении рудного тела и закрытии скважины. Расхождения в глубинах скважин по контрольному замеру были незначительны.

5. Практика обогащения флюоритовых руд Флюорит извлекается из силикатных, карбонатных, барито-флюоритовых, сульфидных, руд редких металлов и комплексных.

Руды выделяют: собственно флюоритовые (содержание 26…75%) и комплексные (содержание 5…%).

По запасам руд месторождения подразделяются на очень крупные (Гозогорское с ресурсами около 90 млн. т), крупные (Уртуйское, Гарсонуйское с запасами 11,7 и 9,8 млн. т), средние (шахтерское) и большое количество мелких.

По содержанию флюорита руды подразделяются на богатые (СаF₂ более 50%), средние (35…50%) и бедные (28…35% и менее).

Почти все руды необходимо обогащать. Только на отдельных месторождениях или их участках при содержании СаF₂ более 75% руды можно использовать без предварительного обогащения. Наибольшую сложность при этом составляет разработка эффективной технологии переработки карбонатно-флюоритных и барито-флюоритовых руд.

Современные направления в обогащении флюоритовых руд обусловлены следующими двумя требованиями промышленности к продукции обогатительных фабрик: обеспечение нужд металлургической промышленности в кусковом флюоритовом концентрате, окатышах и обеспечение нужд химической и других отраслей промышленности в высококачественных флюоритовых флотоконцентратах, содержащих 95−99% СаF₂.

Обогащение флюоритовых руд осуществляется методами рудоразборки (ручная и механическая), гравитации (отсадка, обогащение в тяжелых средах) и флотации, гидрометаллургии.

Чаще всего применяются комбинированные схемы обогащения.

Рудоразборка — как самостоятельный метод потеряла свое значение.

Гравитация (отсадка и обогащение в тяжелых средах) применяется как вспомогательный процесс при обогащении крупновкрапленных руд для получения металлургических сортов плавикового шпата. Хвосты гравитации, как правило, дообогащаются флотацией с получением флотоконцентратов или окатышей.

Основной метод — флотация. Этот метод позволяет получать богатые концентраты, содержащие 95−99% СаF₂ при высоком извлечении и выделять другие ценные компоненты — барит, сульфиды цветных металлов и другие в одноименные концентраты. Кроме того, только флотацией можно перерабатывать тонковкрапленные и комплексные руды.

Флюорит легко флотируется оксигидрильными собирателями — жирными кислотами и их заменителями (оминовая кислота, омат натрия, алкилсульфат натрия и др.) в щелочной среде.

Лимонная кислота является депрессором флюорита.

Соли алюминия, особенно в смеси с жидким стеклом, и органические реагенты (декстрин, лигносульфонаты и др.), депрессирующие барит и кальцит, даже несколько активизируют флюорит.

6. Выбор и обоснование технологической схемы обогащения Волдинское месторождение входит в состав Бугутуро-Абагайтуйской группы флюоритовых месторождений. Кроме того, эта группа объединяет Горинское, Шахтерское, Семилетнее и Ново-Бугутурское месторождения. Они расположены в Забайкальском районе в 6−28 км к северо-востоку от железнодорожной станции Забайкальск.

На этих месторождениях выявлено несколько участков рудных тел, из них 14 с промышленным оруднением. Все они залегают в различных горных породах, но по условиям образования, вещественному составу, морфологическим особенностям и прочим характеристикам аналогичны друг другу.

Руды месторождений кварц-флюоритовые с незначительным содержанием минералов-примесей. В зависимости от минерального состава и сложения выделяются брекчиевые (основной промышленный тип руд), прожилково-вкрапленные и массивные по разновидности. Первые состоят из обломков флюорита ранних стадий образования, кварца и внищающих пород, сцементированных флюоритовым и кварцевым цементом. Среди них встречаются гнезда, линзы и прожилки массивных (сплошных) руд. В зальбантах рудных тел не в зоне оплавикования развиты прожилково-вкрапленные руды.

Кварц-флюоритовые жилы в своем большинстве имеют нечеткие контакты из-за сильного оплавикования боковых пород, поэтому они оконтуриваются только по данным опробывания.

Мощность рудных тел колеблется от 0,25 до 14,23 м (в среднем 1,38 — 1,0 м), протяженность по простиранию — от 40 до 1090 м (в среднем 100 — 585 м) и падениюот 20до 340 м (в среднем 100 — 340 м). Простирание тел северо-западное до сублиридиального, падение, в основном, к северо-востоку под углами 46−70 ⁰С. По простиранию и падению они имеют пережимы и раздувы, осложнены наличием некондиционных руд, безрудных брекчий, ксенолитов вмещающих пород.

Содержание плавикового шпата в промышленных рудных телах колеблется от 11,64 до 87,42% (в среднем — 34,0 -45,5%). Содержание других компонентов (%): SiO₂ — 9,8 — 80,3 (среднее 45,5 — 49,9); СаО — 0,6 — 8,4 (среднее 1,1−2,2); S — 0,08 — 0,4; Р — 0,01 — 0,6.

Все месторождения подготовлены к промышленному освоению.

Технологической особенностью флюоритовых руд всех месторождений Бугутуро-Абагайтуйской группы является тесное срастание флюорита с кварцем как брекчиевых, так и прожилково-вкрапленных руд. Эти текстурно-структурные особенности исходного сырья обогатительных фабрик предопределяют использование в качестве основного — флотационного метода обогащения. Многолетние исследования подтвердили это предположение.

Волдинское месторождение расположено в 28 км к северо-востоку от железнодорожной станции Забайкальск, в 28 км северо-западнее от рудника Абагайтуй.

Детальная разведка месторождения завершена в 1973 году. Рудная жила месторождения приурочена к тектоническому нарушению сбросового типа.

Вмещающие породы представлены среднеи крупно-зернистыми гранитами каменноугольного возраста, которые прорываются дайками флюоритов. В северной части месторождения отмываются эффузионно-осадочные породы верхней юры.

Околорудные изменения выражены породами оплавикования, окварцевания, серицитизации и каолинизации.

Текстура руд брекчиевая, прожилково-вкрапленная, реже массивная, кокардовая, ленточная, друзовая и очень редко — жеодистая. Структура — неравномернозернистая от среднекристаллической до тонкозернистой.

Кварц-флюоритовые тела на месторождении залегают в силикатных породах (гранитах, эффизивах, сланцах) и представлены зонами брекчий, простыми и сложными жилами. Технологию обогащения флюоритовых руд Волдинского месторождения разрабатывал ЗабНИИ на пробе руды, содержащим по данным химического анализа (%): СаF₂ — 32,37; СаСО₃ — 0,56; SiO₂ — 59,26; МgО — 0,14; Сао — 23,26; Al₂О₃ — 4,42; Fe₂О₃ — 1,6; MnО — 0,05; TiО₂ — 0,07; Р — 0,014; S -0,01. Кроме того, спектральным анализом в этой пробе установлено присутствие (%): меди, хрома, марганца, молибдена, никеля, свинца, железа, ванадия, титана, стронция, циркония, индия.

Минеральный состав пробы (%): СаF₂ — 33,4; группы кварца — 55,4, в том числе кварц средне и мелкозернистый, гребенчатый, перистый — 25,4; халцедоновидный и кремневидный кварц — 30,0; группа гидрооксидов железа 5,0; группа каолинитов — 4,8.

Флюорит представлен кристаллически-зернистыми агрегатами, фарфоровидными массами и реже шестоватыми и кубическими кристаллами. Кристалло-зернистый флюорит слагает зоны оплавикования во вмещающих породах, прожилки, вкрапленники, гнезда и скопления. Форма вкрапленников неправильная с зубчатыми краями округлая, гидиоморфная. Встречаются и точечные включения. Размер вкраплений колеблется в пределах 0,036 — 0,162; 0,015 — 1,0 и менее 0,001 -0,02 мм. Размер гнезд 0,6 мм. Цвет флюорита белый, бледно-фиолетовый, зеленый. В мономинеральных фракциях флюорита на основе спектрального анализа отмечено присутствие алюминия, бария, меди, хрома, марганца, молибдена, магния, никеля, свинца, стронция, сурьмы, кремния, железа.

Кварц присутствует в пробе в виде точечных включений, очень часто имеет желтоватый облик. Размеры вкрапленников от 0,001 до 10,8 мм.

Рекомендуемая схема обогащения приведена рисунке 6.1.

Рис. 6.1 Рекомендуемая схема обогащения флюоритовых руд Волдинского месторождения (по данным ЗабНИИ) Авторы изучали возможность получения кусковых флюоритовых концентратов в голове процесса и дали отрицательное заключение. По их мнению не может быть рекомендована рудоразборка в связи с отсутствием в руде монокристаллических форм флюорита.

Из гравитационных методов испытана отсадка и обогащение в тяжелых средах. С применением отсадки и обогащение в тяжелых средах. С применение отсадки получены концентрат, содержащий 61,5% СаF₂ при его извлечении 16,2%. Из-за низких технологических показателей не рекомендовано использовать этот процесс получения гравитационных концентратов. По этой же причине не рекомендовано применять обогащение в тяжелых средах, т.к. получен концентрат, содержащий 85,9% СаF₂ при его извлечении 19,7%. Возможность выделения в голове процесса с помощью гравитационных методов, продуктов, содержащих минералы вмещающих пород с отвальным содержанием в них флюорита, не исследованы.

Во флотационном варианте технологии переработки флюоритовых руд данного месторождения рекомендовано измельчение исходной руды до крупности 81% класса — 0,074 мм. В качестве собирателей испытаны оминовая кислота, омыленный петролатум.

Наиболее высокие технологические показатели получены с оминовой кислотой. Установлена возможность замены оминовой кислоты омыленным петролатумом при его расходе 250−350 г/т.

Рекомендуемый реагентный режим с расходом реагентов по операциям в г/т: измельчение — сода кальцинированная 1000−1200; жидкое стекло — 30; основная флюоритовая флотация — оминовая кислота — 100; контрольная флюоритовая флотация — оминовая кислота- 50; первая перечистка — жидкое стекло — 25; вторая перечистка — жидкое стекло — 50; третья и четвертая перечистки — жидкое стекло по 25 г/т в каждую операцию. Время флотации в минутах — основная флюоритовая флотация — 4; контрольная флюоритовая флотация — 3; перечистные операции: первая — 2; вторая — 2,8; третья- 2,5; четвертая — 2. Температура пульпы в основной флотации 25−30⁰ С, в перечистных операциях 30−35⁰ С.

Рекомендуемая схема обогащения флюоритовых руд Волдинского месторождения обеспечивает получение флюоритового концентрата марки ФФ-95А с содержанием в нем фтористого кальция 96,8%; кремнозема 2,18%; серы 0,033%; фосфора 0,012% при извлечении СаF₂ 91,4%.

На основании вышеизложенного в дипломном проекте принята технологическая схема обогащения флюоритовых руд Волдинского месторождения представлена на рисунке 6.1.

7. Обоснование и расчет схемы дробления руды Операции дробления применяются для подготовки полезного ископаемого к измельчению в мельницах или подготовки его непосредственно к операциям обогащения, что имеет место при обогащении ископаемых с крупной вкрапленностью полезных минералов.

Схемы дробления обычно состоят из операций дробления и грохочения. Операции грохочения могут использоваться для выделения мелочи из питания дробился или контроля крупности дробленого продукта.

Для расчета схемы дробления необходимы следующие данные: производительность обогатительной фабрики по сырью, гранулометрический состав сырья, максимальная крупность дробленого продукта, гранулометрический состав дробленых продуктов дробилок, устанавливаемых в отдельных стадиях дробления.

Число стадий дробления определяется конечной начальной крупностью дробимого материала. В зависимости от общей степени дробления (S_общ = 50), производительности фабрики (Q = 1200 т/с), а также технологии дробления, выбирается трехстадиальная схема дробления, с предварительным грохочением перед средним и мелким дроблением.

Рис. 7.1 Схема трехстадиального дробления с замкнутым циклом в третьей стадии Исходные данные.

Производительность по исходной руде 1200 т/с.

Общие эффективности грохочения: второй стадии — 0,8, третьей стадии 0,8.

Крупность исходной руды 500 мм.

Характеристики крупности исходной руды и продуктов в разгрузке дробилок, установленных в отдельных стадиях (по типовым характеристикам).

Определить:

— веса и выхода всех продуктов;

— характеристики крупности продуктов 6, 7, 8.

Рис. 7.2. Характеристика крупности исходной руды Рис. 7.3. Характеристика крупности дробленого продукта II стадии Рис. 7.4. Характеристика крупности дробленого продукта (5) II стадии Рис. 7.5. Характеристика крупности дробленого продукта (10) III стадии.

1. Принимаем ширину разгрузочных щелей дробилок: в первой стадии 120 мм, во второй 30 мм, в третьей 10 мм, размеры грохотов 10, 35, 120 мм. Суммарные выходы классов в продуктах дробления принимаем по типовым характеристикам крупности.

2. Из схемы:

Q₁=Q₂=Q₆=Q₈.

Q₄=Q₅.

Q₉=Q₁₀.

3. Определяем Q₃ Q₄ Q₅ ?₃ ?₄.

Q₃=Q₂•E_II= 1200•0,8=960 T/c.

Q₄=Q₂-Q₃ =1200−960=240T/c.

Q₅=240T/c.

Q₆=1200T/c.

?₃=Q₃/Q₁=960/1200=0.8.

?₄₌ ?₅= ?₁— ?₃=1−0.8=0.2.

4. определяем характеристику крупности продукта 6:

?^-?³⁰₅ — по характеристике крупности принимаем 0,65 (рис. 7.4).

?^-30₂ — по характеристике крупности принимаем 0,24 (рис. 7.3).

?^-40₂ — по характеристике крупности принимаем 0,27 (рис. 7.3).

?^-40₅ — по характеристике крупности принимаем 0,79 (рис. 7.4).

Строим характеристику крупности продукта 6.

Рис. 7.6 Характеристика крупности продукта 6.

5. Определяем характеристику крупности продукта 7.

?₆^-10 — по характеристике крупности принимаем 0,12 (рис. 7.6).

?₁₀^-10 — по характеристике крупности принимаем 0,6 (рис. 7.5).

Q₇ = Q₆ + Q₁₀ = 1200 + 2260 = 3460 т/с.

Q₉ = Q₁₀ = 2260 т/с Рис. 7.7 Характеристика крупности продукта.

?₆^-20 — по характеристике крупности принимаем 0,22 (рис. 7.6).

?₁₀^-2 — по характеристике крупности принимаем 0,91 (рис. 7.5).

?₆^-5— по характеристике крупности принимаем 0,07 (рис. 7.6).

?₁₀^-5— по характеристике крупности принимаем 0,23 (рис. 7.5).

6. Определяем характеристику крупности продукта а).

?₇^-2— принимаем по характеристике крупности 0,07 (рис. 7.7).

б).

?₈^-5 по характеристике крупности принимаем 0,25 (рис. 7.7).

в).

?₈^-5 по характеристике крупности принимаем 0,29 (рис. 7.7).

Строим характеристику крупности продукта 8.

Рис. 7.8 Характеристика крупности продукта 8.

Таблица 7.1 Результаты расчета схемы дробления руды.

8. Выбор и расчет схемы измельчения Схема измельчения выбирается в зависимости от крупности начального продукта измельчения, производительности фабрики.

Расчет схем измельчения ведется по характерному классу, содержанием которого оценивается крупность продукта. За расчетный класс принимаем — 0,074 мм.

В проектируемое отделение измельчения поступает руда крупностью — 10 мм, конечная крупность измельченного продукта 81% Кл. — 0,074 мм. Опыт работы флюоритовых обогатительных фабрик показывает, что при данной крупности руды и измельченного продукта достаточно применение одностадиальной схемы измельчения, работающей в замкнутом цикле со спиральным классификатором или гидроциклоном. В соответствии с этим в проекте принята схема измельчения, представленная на рисунке 8.1.

Рису. 8.1 Схема измельчения.

Q₁=Q₄.

Q₁=1200 т/сут.

Q₅=Q_1.? Qопт.

Q₅ = 1200? 2 = 2400 т/сут = 100 т/ч.

Q₂=Q₃.

Q₂ = Q₁ + Q₅ = 1200 + 2400 = 3600 т/сут.

9. Расчет качественно-количественной схемы обогащения Целью расчета является определение для всех видов продуктов и операций схемы ряда показателей, характеризующих технологический процесс качественно и количественно. Такими показателями являются вес (Q), выход продукта (?), содержание (?) и извлечение (?) полезных компонентов (металлов для металлических руд) во всех продуктах обогащения. Схемы могут рассчитываться по любым из перечисленных показателей, связанных между собой уравнениями балансов.

В результате обогащения из руды выделяются два продукта: концентрат и хвосты.

Рис. 9.1 Технологическая схема для расчета основного баланса металлов Выход определяем по формуле:

Где ?_n — извлечение металла в продукты обогащения, %;

?_n — содержание металла в руде, %;

?_n — содержание металла в концентрате, %.

Расчет основного баланса:

Таблица 9.1 Основной баланс металла.

Рис. 9.2 Шестая перечистка флюоритового концентрата Аналогично рассчитываем для всех операций.

Извлечение металла в продукты обогащения находим по формуле:

Аналогично рассчитываем извлечение металла для всех продуктов.

Вес продуктов обогащения определяем по формуле:

т/сут Аналогично рассчитываем веса для всех продуктов.

При правильном расчете схемы сумма выхода продуктов, поступающих в операцию, равна сумме выхода продуктов, выходящих из операции. То же относится к весу продуктов и извлечения всех металлов.

Результаты расчета качественно-количественной схемы обогащения заносим в таблицу 9.2.

Таблица 9.2 Результаты расчета качественно-количественной схемы.

10. Расчет водно-шламовой схемы Целью проектирования шламовой схемы является обеспечение оптимальных отношений Ж: Т в операциях схемы; определение количества воды, добавляемой в операции или, наоборот, выделяемой из продуктов при операциях обезвоживания; определение отношений Ж: Т в продуктах схемы; определение объемов пульпы для всех продуктов и операций схемы; определение общей потребности воды по обогатительной фабрике и составление баланса водопотребления и водоотведения.

Расчет производим по следующим формулам:

Расход воды находим по формуле:

W_n = Q_n? R_n, м³/сут, Где W_n — количество воды в операции или в продукте, м³ в единицу времени;

Q_n — количество продукта;

R_n — весовое отношение жидкого к твердому по массе, численно равное массе воды на одну тонну твердого (или м³/т твердого).