俄罗斯的矿石准备

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:202

    矿石准备包括矿石从采场到选矿厂的运输、破碎和磨矿。矿石准备车间消耗的能量占选矿厂的总能耗比例很大。为了降低能耗和充分利用天然资源,在矿石准备作业中采用以下3个措施:

    一、推广循环流水矿石准备作业

    目前俄罗斯约有70%的矿石是由露采法开采的,很多露天采场开采已经达到很大的深度,例如,卡奇卡拉尔斯克采选公司开采深度已达700~720m。若用自卸汽车运输矿石势必增加运输费用。近年来,俄罗斯在黑色属矿山推广循环流水矿石准备工艺,即在露天采场用破碎机对矿石粗碎,然后用干线运输机和高倾角皮带运输机将矿石运至选矿厂。与自卸汽车运输相比,采用循环流水矿石准备工艺后矿石准备作业费用降低了几倍,而且,大幅度减少了选矿厂的粉尘。目前俄罗斯和独联体国家采用循环流水矿石准备工艺的矿石量占矿石总量的10%。

    二、强化破碎工艺

    应用新的破碎机使最终破碎产品粒度降低37%~70%,碎至13mm以下。俄罗斯制造的破碎机(ΚΜД-3000-T2-Д型细碎破碎机和ΚΜД-2200-T5-Д型细碎破碎机)开路破碎的给矿粒度85mm,产品粒度14~16mm,处理量为200~400t/h,这些破碎机适用于老选矿厂的改造。俄罗斯制造的惯性圆锥破碎机可将破碎产品的粒度降至3~6mm。例如ΚΜД-2200型惯性圆锥破碎机的给矿粒度为120mm,排矿粒度6mm,处理量250m3/h(图1)。

图1  惯性圆锥破碎机结构示意

1.旧机架;2.弹簧;3.定锥;4.偏心块;5.动锥;6.空心轴

    三、在处理黏性矿石碎磨时,推广应用半自磨机特别是对一些大型新选矿厂,这不仅可提高选矿厂生产能力,还会降低电耗。在独联体国家最著名的是拉沃伊斯克(Навонйск)选矿厂采用本国制造的半自磨机。在独联体新建的大型选矿厂采用半自磨方案已经占多数。如俄罗斯的乌多坎(Удокон)选矿厂、新诺里尔斯克铜选矿厂(Новая-ноилъск)、哈萨克斯坦的波什古里斯克()选矿厂和乌兹别克斯坦的阿尔玛累斯克(Алмалыск)选矿厂,但都是采用进口的半自磨机(图2和图3)。

图2  列别金斯克(Леóедиск)采选公司应用的自磨机

图3  Навоийск矿冶公司中的最大的MMC 90×30型磨矿机

(其生产能力为300t/h)

    在选矿厂中,约70%能量消耗在矿石破碎和磨矿作业。根据矿石的类型不同,磨矿能耗在20~60kW·h/t。并且在很多情况下,增大磨矿细度也不能提高矿物的解离度,反而会增大细矿粒(-10μm)的数量。磨矿能耗分析表明,35%~40%能量消耗在连生体解离上,30%~35%能量消耗在-40μm粒级形成上。为了降低细粒浸染矿石处理中的能耗和在矿石不过磨的情况下保证矿物单体解离度,应该采用选择性碎解法来代替常规的颚式破碎机球磨机组成的无选择性的常规碎磨法。

    矿石常规的碎磨技术与矿物选择性碎离原理是不相符的。能实现选择性碎离矿物的碎磨机有利用压缩空气介质能量的粉碎法、爆炸粉碎电脉冲(等离子体)粉碎法等。

    俄罗斯米哈诺布尔选矿研究设计院研制的新型振动碎磨设备的特点是矿物相的解离选择性很高。在这种破碎机中,惯性离心力强化了破碎作用,而在料层中的要破碎的物料经受了强烈的振动作甩,所以,矿粒沿其交界面碎解。能破碎大块物料的ВЩД型惯性振动破碎机、能代替中碎和细碎,有时甚至能代替第一段磨矿的КИД型惯性圆锥破碎机、破碎纤维状物料的I驻I皿型圆柱型惯性破碎机和用于超细磨的ВИМ型惯性振动辊式磨矿机就属于这种类型的碎磨设备。

    虽然振动破碎和磨矿有了很好的理论基础,但是,在这方面仍给科学工作者提出了很多需要解决的问题。首要的就是磨损和防止设备自身损坏的问题,在工业上能否应用振动碎磨设备在很大程度上决定于这个问题的解决。此外,降低能耗是所有碎磨方法要解决的共同迫切问题。

    选择性碎磨的物理基础在于矿物破碎不是沿压力作用的方向上随机发生,而是沿着有用矿物与脉石矿物之间的边界发生碎磨。俄罗斯米哈诺布尔选矿研究设计院研制了动力自磨机、惯性圆锥破碎机和超细气流磨来实现这种碎磨过程。某些非机械碎磨法属于此列,可在矿浆电化学处理下在矿石中形成小的裂隙,或在加速电子能量和高功率电磁脉冲作用下创造击穿通道,保证矿物相沿其边界碎裂。

    俄罗斯科学院矿产资源综合开发研究所20世纪80年代制定了磨矿过程中矿浆电化学处理新工艺,在杰兹卡兹甘铜矿石(Джезказкганск)和米哈伊洛夫斯克采选公司(Михайловск)磁矿选矿中,矿浆阴极极化处理和将阴极液添加到磨矿过程中可降低钢球耗量25%~30%。工厂已经制造出了工业型水的电化学处理装置。该技术在俄罗斯采选公司推广后,每年可节省5·105t金属。

    俄罗斯科学院西伯利亚分院和俄罗斯科学院矿产资源综合开发研究所,在磨矿前用0.4~0.7Mrad剂量的加速电子能量照射矿石获得了有重要意义的结果。俄罗斯批量生产ИЛД和ЭЛВ型号的电子加速器,它们可连续用中子束照射皮带运输机上的矿石。由于介电包体带电速度快,只为十分之几秒,所以,电子束照射矿石的能耗不大,但作业的处理能力有限,通常只与运输机的能力相当。在磨矿作业中应用电子束会有效地影响含铁石英岩、多金属矿石和金矿石的工艺性能。电子束照射可使这些矿石的磨矿机处理能力提高20%~80%,同时还提高了选矿指标。计算表明,库尔斯克磁力异常区6个采选公司应用新工艺后,每年节省电能为800MkW·h。

    俄罗斯科学院无线电技术和电子学研究所和俄罗斯科学院矿产资源综合开发研究所,提出用高能电磁脉冲作用矿物原料和选矿产品使矿物组分选择性碎磨。高能短脉冲的能量远高于物质在静电场中的能量,应用这种高能短波脉冲处理难选金矿石时,矿物的解离要比现有的具机械和物理破碎特性的碎磨设备好得多。俄罗斯科学院矿产资源综合开发研究所、俄罗斯科学院无线电技术和电子学研究所和中央有色金属和金属矿山勘查科学研究所对难选金矿石所做的探索性试验证明,矿石经高能电磁脉冲作用后矿石碎磨电能消耗降低2/3~4/5,矿物单体解离度提高。因此,在贵液中金和的回收率提高25%~30%,精矿不用焙烧和高压氧化处理就能获得很高的工艺指标,金的回收率达到90%。

    为了纪念普拉克辛院士,俄罗斯于2003年9月召开了“在有用矿物选矿中通过矿物物理化学作用对矿物工艺性质进行有目的的改变”座谈会,会上宣读了93篇论文。文集分4个部分:有用矿物选矿过程中的物理作用(高能电磁脉冲、电脉冲和电化学作用);应用物理化学作用强化有用矿物选矿过程;应用有目的的作用强化不同矿石的选矿工艺;有目的作用有用组分过程中的工艺矿物学。

    用2.45享利赫兹的超高频场处理含金硫化矿石,然后磨矿和氰化处理。试验结果表明,磨矿总能耗为2kw·h/t,比未经处理时的能耗降低20%~30%,减小磨机的磨损,有用矿物解离度提高2倍。证实了用高频电磁场能量来提高含金硫化矿磨矿效果的可能性。
标签: 俄罗斯
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