Организация работ на обогатительных фабриках

Обогащение железных руд.

Добытые в карьерах или на шахтах железные руды, как правило, не могут быть непосредственно использованы в последующих металлургических пределах. Богатые руды проходят дробление и сортировку по крупности, а бедные руды (кварциты) направляются на переработку с целью повышения содержания железа.

Такая переработка железных руд называется обогащением.

При обогащении полезных ископаемых используют различные методы, выбор которых обусловлен особенностями физических или физико-химических свойств породообразующих минералов, а также их крупностью.

Наиболее широко применяются следующие методы обогащения:

Гравитационный, который основан на различии в характере и скорости движения минеральных частиц в водной, воздушной или тяжелых средах под действием силы тяжести. Его применяют, когда породообразующие минералы имеют различную плотность.

Магнитный метод учитывает магнитную восприимчивость минералов при воздействии на них магнитного поля определенной интенсивности в воздушной или водной среде. Это основной метод обогащения железных руд. Существует сухая и мокрая магнитная сепарация.

Электрический метод основывается на разделении минералов с различными электрическими свойствами, под действием электрического поля в воздушной среде изменяется траектория движения минеральных частиц.

Флотационный метод базируется на способности отдельных минералов избирательно прилипать к поверхности пузырьков воздуха в водной среде в присутствии специальных реагентов. Нашел ограниченное применение при обогащении железных руд (Полтавский и Михайловский ГОКи).

Промывка представляет собой процесс удаления в водной среде из минеральной массы глинистых включений.

Рудоразбока (ручная) основана на различии в цвете, блеске и форме разделяемых минералов. Как метод обогащения в настоящее время встречается крайне редко.

В результате обогащения полезных ископаемых получают концентрат и хвосты (отходы), в которых сосредоточивается основная масса пустой породы.

Производственный процесс обогащения на практике обычно подразделяют на: подготовительные, основные обогатительные, вспомогательные и обслуживающие операции.

Подготовительные операции включают дробление, измельчение, грохочение и классификацию руд, благодаря которым достигается раскрытие минералов за счет разрушения сростков полезного ископаемого с пустой породой. Цель их — довести сырую руду до крупности, обеспечивающей эффективность последующего технологического процесса обогащения.

К основным обогатительным процессам относят разделение минералов, при котором полезные компоненты, чаще в водной среде, выделяются в концентрат, а пустая порода — в хвосты. Обогащение железных руд производится с помощью магнитных сепараторов.

Вспомогательные операции включают в себя обезвоживание продуктов обогащения путем их сгущения, фильтрования и сушки с целью доведения до влажности, обусловленной требованиями транспортных перевозок. Хвосты обогащения складируются в хвостохранилища.

Обслуживающие операции обеспечивают непрерывность и эффективность всех процессов путем рациональной организации энергои водоснабжения, ремонтного обслуживания, материально-технического снабжения и бытового обслуживания.

Обогатительные фабрики классифицируются в зависимости от применяемого на них метода обогащения или типа перерабатываемого сырья. По этому признаку фабрики подразделяются на гравитационные, магнитные, флотационные и промывочные.

Несмотря на разнообразие применяемых методов обогащения и видов перерабатываемого сырья, большинство обогатительных фабрик идентичны по структуре. Практически на всех фабриках имеются следующие технологические звенья:

Дробильный комплекс.

Главный корпус с входящими в него отделениями измельчения, обогащения и сгущения.

Цеха (участка) обезвоживания, с отделениями фильтрации и сушки.

Комплекса складирования и погрузки готовой продукции.

Комплекса по удалению и складированию хвостов и рекультивации отработанных площадей хвостохранилища.

Кроме производственных подразделений обогатительные фабрики в своем составе имеют ряд вспомогательных и обслуживающих звеньев, обеспечивающих водои энергоснабжение, контроль технологического процесса, приготовление реагентов, ремонтные работы, химические анализы продуктов обогащения и бытовое обслуживание.

Производственный процесс обогащения, как и любой комплексный процесс, подразделяется на отдельные более простые процессы, в результате которых происходит частичное изменение крупности минерального сырья, извлечение полезных компонентов, уменьшение содержания влаги и другие. Изменение одного из этих компонентов приводит к появлению новой операции.

Рациональная организация основных технологических процессов на обогатительных фабриках базируется на следующих основных принципах: технологической специализации, регламентации, производственной пропорциональности, непрерывности, ритмичности, прямоточности и технологической параллельности.

Технологическая специализация представляет собой форму разделения общественного труда по технологическому признаку и служит основанием для формирования отдельных процессов обогащения, которые обеспечивают выпуск определенных промежуточных или конечных продуктов обогащения. Например, дробление (крупное, среднее и мелкое) с соответствующим выходом по крупности, отдельные стадии измельчения (1, 2, 3). На каждом процессе применяется специализированное оборудование и его обслуживают рабочие соответствующих профессий (дробильщики, машинисты мельниц, машинисты сепараторов, машинисты фильтров и др.).

Регламентация при обогащении основана на применении специальных стандартов, установленных на все технологические режимы, количественные и качественные параметры продуктов обогащения и процессы управления производством и ремонтными работами. Выполнение стандартов обязательно для всего персонала фабрики.

Производственная пропорциональность подразделений ОФ базируется на сбалансированности производственных возможностей всех звеньев технологической цепи. Это позволяет исключить диспропорцию между переделами обогащения и создать необходимые условия для его непрерывности.

Ритмичность производственного процесса обусловлена выпуском одинакового количества продукции в единицу времени. Ритмичному характеру работы ОФ способствует разработка и применение единого рабочего графика, определяющего деятельность всех звеньев фабрики в пространстве и времени.

Прямоточность процесса производства на ОФ обеспечивается созданием условий для прохождения продуктов обогащения во всех технологических и транспортных схемах кратчайшим путем с использование гравитационных…

Организация усреднения руды, поступающей на обогащение, требует значительных затрат. Поэтому в каждом отдельном случае на стадии проектирования определяют экономическую целесообразность осуществления этих мероприятий. Экономический эффект от проведения усреднительных операций определяется сопоставлением затрат на них и полученным экономическим результатом.

Затраты на усреднение складываются из инвестиционных затрат на сооружение и оборудование складов и текущих затрат, связанных с их эксплуатацией. Результат, получаемый от усреднения руды, определяется приростом прибыли предприятия за счет увеличения объема производства и повышения качества концентрата, а также расхода технологических материалов.

Организация контроля и управления качеством продукции.

Продукцией горных предприятий является минеральное сырье, извлекаемое из недр земли в целях удовлетворения потребностей народного хозяйства. Оно должно обладать определенными потребительскими свойствами, т. е. обладать необходимыми качествами.

Под качеством продукции понимают такую совокупность свойств, которая определяет ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Горнорудная промышленность черной металлургии выпускает железную, марганцевую и хромитовую руду.

Учитывая требования металлургических заводов, горнорудные предприятия производят в целом ряде случаев предварительную переработку добываемой руды и путем обогащения и сортировки выпускают широкий ассортимент продукции. Это — концентрат железорудный, агломерационная, доменная и мартеновская железная руда, агломерат и окатыши, хромитовые и марганцевые руды и др.

Для количественной характеристики свойств продукции используют показатели качества продукции.

Основным показателем качества продукции железорудных предприятий является содержание железа в руде и концентрате. Дополнительными показателями являются содержание влаги, и вредных примесей (двуокиси кремния, серы и др.).

Большое значение в управлении качеством продукции имеет государственная система стандартов.

Стандарт — это нормативный документ, устанавливающий требования к качеству продукции. Стандарт учитывает требования потребителей и возможности поставщиков. Требования к качеству продукции, зафиксированные в стандарте, обязательны к выполнению. Критерием уровня требований стандарта к качеству продукции, является минимизация общественно необходимых затрат у поставщика и потребителя на производство конечной продукции (чугуна).

В РФ существует государственная система стандартов, включающая государственные стандарты (ГОСТы), отраслевые стандарты (ОСТы), стандарты предприятий (СТП) и технические условия.

Государственный стандарт является техническим законом для всех предприятий РФ и для всех отраслей промышленности. Он распространяется на виды продукции, которые поставляются в массовых количествах самым различным отраслям промышленности.

Руды и концентраты черных металлов, являющиеся сырье и промежуточным продуктом в металлургическом производстве, поставляются в основном по отраслевым стандартам и техническим условиям.

Отраслевой стандарт нормирует качество продукции отдельных месторождений и обязателен для всех предприятий данной отрасли.

Технические условия на продукцию горных предприятий разрабатываются в тех случаях, когда отсутствует отраслевой стандарт. Он согласовывается с потребителями сырья.

Стандарт предприятия устанавливают на продукцию, производимую и потребляемую внутри предприятия, а также на отдельные технологические процессы.

Все вопросы, связанные с контролем и управлением качеством продукции на горных предприятиях находятся в ведении отделов (служб) технического контроля (ОТК).

ОТК осуществляют постоянный контроль качества добываемой сырой руды, продуктов обогащения, качества выполнения отдельных технологических операций и качества отгружаемой потребителям продукции. Горные предприятия могут реализовать свою продукцию только после приемки ОТК.

На карьерах и шахтах служба контроля совместно с геологической службой следит за выполнением плана отработки уступов и камер, проводит систематический отбор проб и анализ руды на содержание железа и примесей, следит за соблюдением установленного порядка усреднения руды.

На ДОФ осуществляется контроль качества поступающей на переработку руды, технологический контроль процесса обогащения, приемочный контроль готовой продукции и следит за проведением мероприятий против смерзаемости в зимнее время.

На горных предприятиях ОТК и химические лаборатории являются самостоятельными подразделениями и подчиняются генеральному (исполнительному) директору или главному инженеру.

Управление качеством продукции полностью основывается на общей теории управления, в соответствии с которой управляемый объект должен иметь программу управления и обладать способностью реагировать на внешние воздействия с целью приведения его в состояние в соответствие с программой. Непосредственно объектами управления являются технологические процессы, от которых зависит качество продукции. Программа управления представляет собой нормативную документацию (СТП), регламентирующую значения параметров или показателей.

Управление качеством продукции горных предприятий представляет собой современный процесс воздействия на технологию, организацию и механизацию горного производства, вызванный теми или иными отклонениями от программы требуемого качества продукции. Формирование программы на горном предприятии начинается с планирования горных работ. Основной показатель, по которому разрабатывается план качества руды — масса металла, добываемого в определенные календарные сроки. При этом выделяют следующие стадии, характеризуемые сроками, в пределах которых планируются горные работы:

Долгосрочное планирование (до 10 лет), основная цель которого деление добычи руды по годам, для того, чтобы избежать снижения уровня качества руды.

Перспективное планирование (до 5 лет) — для определения реальных перспектив ведения горных работ и усреднения руды при заданном ее объеме.

Краткосрочное планирование, включающее в себя годовое, месячное и недельно-суточное планирование, цель которого определить задания по объемам добычи по каждому конкретному блоку (камере).

Оперативное планирование, предусматривающее выдачу письменных заданий по объемам добычи из разных погрузочных пунктов отдельным бригадам, сменам и экипажам. При этом составляется почасовой график добычи руды различного качества для управления усреднением.

Такая комплексная схема позволяет горным предприятиям оптимизировать объемы добычи сырой руды для получения необходимых объемов товарного железорудного сырья заданного качества.