Предпроектная сравнительная оценка эффективных методов обогащения кварц-антимонитовых руд месторождения Жипкоша

Актуальность решаемой задачи. Россия в последние десятилетия испытывает серьезные трудности в развитии отечественной сурьмяной промышленности в связи с потерей её сырьевой базы.

Освоение новых сурьмяных месторождений может быть осуществлено в Забайкальском крае, где располагается Забайкальское звено Монголо-Охотского пояса с существенно сурьмяным оруденением.

В настоящее время на территории Восточного Забайкалья насчитывается более 250 объектов сурьмяной минерализации различной интенсивности, что позволяет поставить вопрос о возможном развитии отрасли, однако на всех месторождениях и рудопроявлениях отсутствуют научные данные о технологических особенностях обогатимости сурьмяных руд, нет конкретных рекомендаций по технологии их обогащения и порядку освоения многочисленных мелких месторождений Забайкальского края.

Возникает необходимость решения задачи изыскания эффективных схем обогащения кварц-антимонитовых руд и научного обоснования принципов отработки сурьмяных месторождений с использованием комбинированных технологий в составе стационарных и модульных обогатительных комплексов.

Научная идея работы заключается в научной оценке способов выбора эффективных технологий обогащения, применительно к составу сурьмяных руд, для увеличения выпуска продукции на основе использования модульных обогатительных комплексов при освоении мелких месторождений.

Цель работы — разработка высокоэффективных комбинированных схем обогащения кварц-антимонитовых руд при освоении мелких месторождений.

Объекты исследования: рядовые и штуфные кварц-антимонитовые руды месторождения Жипкоша.

Предмет исследования: процессы переработки сурьмяных руд месторождения Жипкоша.

Основные задачи исследований:

1. Обзор минерально-сырьевой базы сурьмяных месторождений Забайкальского края.

2. Исследование технологических свойств кварц-антимонитовых руд месторождения Жипкоша и оценка перспектив его освоения.

3. Разработка технологических схем переработки руд месторождения Жипкоша.

4 Технико-экономическая оценка эффективности применения мономе-тодных и комбинированных схем обогащения сурьмяных руд мелких месторождений Восточного Забайкалья.

Методы исследования: в работе использовались технологические методы исследования на обогатимость, статистические методы обработки данных, технико-экономический анализ эффективности разработанных технологических решений, системный анализ методом математического моделирования с применением ЭВМ, патентно-информационный анализ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. При обогащении сульфидных и окисленных кварц-антимонитовых руд методами рентгенорадиометрической сепарации (РРС), гравитации, флотации, а также их комбинаций наиболее эффективной является комбинированная рентгенорадиометрическо-флотационная схема, обеспечивающая получение высококачественных кускового и флотационного концентратов марок КСУШ-1 и КСУФ-2 с извлечением сурьмы 95,9%.

2. Освоение многочисленных кварц-антимонитовых объектов в Забайкалье целесообразно путем создания стационарных районных флотационных обогатительных фабрик, обеспечение которых сырьем в виде промпродуктов осуществляется за счет мелких месторождений с применением мобильных комплексов рентгенорадиометрической сепарации, а переработку флотационных концентратов необходимо производить по законченной технологической схеме с использованием пирои гидрометаллургических процессов и получением товарных продуктов в виде металлической сурьмы и её соединений.

Достоверность научных положений и рекомендаций подтверждается достаточной сходимостью теоретических и лабораторных исследований, применением методов современной обработки статистической информации и планирования экспериментов, представительным объемом экспериментальной части работы.

Научная новизна работы:

1. Предложен «критерий эффективности обогащения», позволяющий сравнивать с технологической точки зрения любые методы переработки минерального сырья с учетом основных характеристик операций переработки, таких как степень концентрации и извлечение, на предпроектной стадии работ.

2. Разработаны методические принципы подходов к освоению мелких сурьмяных месторождений и обоснованию видов обогатительных комплексов.

Практическая ценность работы:

1. Показана возможность получения товарных продуктов сурьмы и сурьмяных концентратов по разработанным гравитационной, флотационной, пиро-и гидрометаллургической схемам переработки сурьмяных руд Забайкалья непосредственно на месте, дана экономическая оценка возможности их применения.

2. Результаты исследований внедрены в учебный процесс ЧитГУ при чтении лекционного курса «Технология ОПИ» для студентов специальности «Обогащение полезных ископаемых».

3. Материалы исследований приняты к внедрению в ОАО «Забайкал-цветметНИИпроект» для анализа проектных решений по развитию сурьмяной промышленности в Забайкальском крае.

Личный вклад автора: разработка идеи, постановка цели и задач работыанализ основных направлений технологий переработки сурьмяных руд, выполнение лабораторных исследований на рудах месторождения Жипкоша, обработка и анализ полученных данных, разработка технологических схем гравитации, флотации, пирои гидрометаллургии рядовых и богатых руд месторождения Жипкоша, экономическая оценка результатов внедрения технологических схем и анализ эффективности разработанных проектов.

Апробация работы: материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на пятой и восьмой всероссийских научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» в 2005 и 2008 гг., всероссийской конференции-конкурсе среди студентов выпускного курса (Санкт-Петербург, 2006), XII международной молодежной научно-практической конференции «Молодежь Забайкалья: перспектива развития края» (Чита, ЗабИЖТ, 2008).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах и состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных.

Основные результаты диссертации можно свести к следующему:

1. Предложен «критерий эффективности обогащения», позволяющий сравнивать с технологической точки зрения любые методы переработки минерального сырья с учетом основных характеристик операций переработки, таких как степень концентрации и извлечение, на предпроектной стадии работ.

2. Изучен вещественный состав кварц-антимонитовых руд типичного для Восточного Забайкалья месторождения Жипкоша и их технологические особенности, позволяющие рекомендовать различные методы обогащения и структуру схем разделения минералов.

3. Рассмотрены и рекомендованы технологические схемы и режимы для комбинированных вариантов переработки сурьмяных руд на месторождении Жипкоша с применением различных методов обогащения и сортировки с пирои гидрометаллургическим окончанием.

4. На первом этапе освоения месторождения рекомендовано использовать наиболее эффективный рентгенорадиометрическо-флотационный вариант переработки сурьмяных руд с получением двух концентратов КСУШ-1 и КСУФ-2, обеспечивающий извлечение сурьмы в концентраты 98,53%. На втором этапе освоения сурьмяных месторождений рекомендуется использовать законченную технологию переработки, включающую рентгенорадио-метрическую сепарацию и флотацию с пирои гидрометаллургическим окончанием и выпуском товарной продукции в виде металлической сурьмы и её соединений.

5. Рассчитаны основные технико-экономические показатели для всех технологически обоснованных схем переработки, при учете различной производительности обогатительного комплекса. Анализ экономических показателей определил начальную оптимальную производительность обогатительного комплекса на уровне 75−120 тыс. тонн руды в год.

6. На примере месторождения Жипкоша проведен сравнительный технико-экономический анализ эффективности основных направлений освоения мелких сурьмяных месторождений Восточного Забайкалья. Из всех рассмотренных проектов наиболее экономичным является комбинированный вариант в составе стационарной районной флотационной обогатительной фабрики и передвижного мобильного комплекса рентгенорадиометрической сепарации. Срок окупаемости по этому проекту составляет около 3,5 лет, вместо 7−9 при внедрении полностью мобильного комплекса, и значительно снижается минимально допустимая для обеспечения рентабельности предприятия производительность с 150 до 75 тыс. тонн в год, причем показатели чистого дисконтированного дохода и индекса внутренней доходности предприятия обеспечивают стабильную прибыль.

7. Результаты исследований диссертационной работы приняты к внедрению ООО «ЗабайкалцветметНИИпроект» для использования при оптимизации проектных решений в процессе проектирования и строительства обогатительных фабрик в Забайкальском крае.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационном исследовании решена научно-практическая задача разработки эффективных методов обогащения сурьмяных руд мелких месторождений Восточного Забайкалья на основе изучения технологических особенностей руд типичного их представителя месторождения Жипкоша, а также даны рекомендации по освоению многочисленных кварц-антимонитовых объектов.