Патент на изобретение №2329870

(54) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению руд самородных, цветных и редких металлов, и может быть использовано при переработке других видов рудного и нерудного сырья. Способ обогащения полезных ископаемых включает дробление руды в дробилках, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал. Выделение минералов повышенной плотности из дробленой руды после ее предварительного додрабливания и измельчения осуществляют посредством процесса виброконцентрации с последующей рентгеноспектральной сортировкой хвостов виброконцентрации и выводом хвостов рентгеноспектральной сортировки в отвал. Обогащенный продукт процесса виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, одностадиальной перечистной операции виброконцентрации с получением концентрата и промпродукта. Промпродукт перечистной операции виброконцентрации и обогащенный продукт рентгеноспектральной сортировки возвращают в процесс додрабливания и измельчения по замкнутому циклу. Концентрат перечистной операции виброконцентрации направляют на доводку. Перед операцией додрабливания и измельчения руду и продукты обогащения подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара. Технический результат – повышение извлечения полезных компонентов, улучшение условий раскрытия минералов, а также повышение экологической безопасности переработки и улучшение, удешевление технологии обогащения полезных ископаемых. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к обогащению руд самородных, цветных и редких металлов, и может быть использовано при переработке других видов рудного и нерудного сырья.

Известен способ извлечения из руд алмазов, включающий измельчение руды и ее фракционирование по крупности, извлечение алмазов с последующим выводом хвостов в отвал, перед измельчением руды ее дробят до крупности, превышающей крупность кристаллов алмазов, извлечение алмазов из измельченной руды осуществляют посредством виброконцентрации, хвосты которой направляют в отвал /1/.

К недостаткам способа /1/ можно отнести отсутствие в нем необходимой полноты и последовательности операций для повышения извлечения полезного компонента всего диапазона крупности при обогащении других видов рудного сырья, в частности руд самородных, цветных и редких металлов. Несмотря на использование в способе /1/ эффективного процесса виброконцентрации, в целом этот способ достаточно сложен в практическом исполнении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения из руд алмазов, включающий измельчение руды и ее фракционирование по крупности, извлечение полезного компонента с последующим выводом хвостов в отвал, перед обогащением измельченной руды осуществляют ее предварительную виброконцентрацию с возвратом хвостовых продуктов виброконцентрации на доизмельчение в замкнутом цикле, хвосты виброконцентрации направляют в отвал /2/.

Способ /2/ эффективнее способа /1/. Однако и он не лишен недостатков, присущих способу /1/. Он также не имеет необходимой полноты и последовательности операций для повышения извлечения полезного компонента всего диапазона крупности при обогащении других видов сырья, в частности руд самородных, цветных и редких металлов.

Целью изобретения является улучшение и удешевление технологии обогащения руд самородных, цветных и редких металлов, равно как и других видов рудного и нерудного сырья, повышение извлечения полезного компонента за счет улучшения условий его раскрытия и обогащения, а также повышение экологической безопасности переработки этих и других видов рудного и нерудного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что способе обогащения полезных ископаемых, включающем дробление руды в дробилках, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал, выделение минералов повышенной плотности из дробленой руды после ее предварительного додрабливания и измельчения осуществляют посредством процесса виброконцентрации с последующей рентгеноспектральной сортировкой хвостов виброконцентрации и выводом хвостов рентгеноспектральной сортировки в отвал, обогащенный продукт процесса виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, одностадиальной перечистной операции виброконцентрации с получением концентрата и промпродукта, промпродукт перечистной операции виброконцентрации и обогащенный продукт рентгеноспектральной сортировки возвращают в процесс додрабливания и измельчения по замкнутому циклу, концентрат перечистной операции виброконцентрации направляют на доводку, додрабливание и измельчение руды и продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения, перед операцией додрабливания и измельчения руду и продукты обогащения подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высоко температурной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара, предразрушение руды и продуктов обогащения посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара осуществляют совместно с магнитно-импульсной обработкой, действующей на поток материала либо одновременно с высококонтрастной и высоко температурной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней, доводку концентратов виброконцентрации осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций.

При создании изобретения авторы исходили из следующего.

Извлечение полезного компонента из измельченной руды рационально провести в «сухом» виде с применением виброконцентрации и рентгеноспектральной сортировки.

Рудоподготовку для этих процессов безводного обогащения рационально также осуществлять с применением «сухих» и эффективных методов раскрытия полезного компонента, таких, например, как шнеково-зубчатое и центробежно-ударное дробление и измельчение.

Процесс виброконцентрации прошел промышленную апробацию при обогащении алмазосодержащих руд. Предпосылками для его практического применения на алмазоизвлекательных фабриках было следующее.

Перед люминесцетным, гравитационным и флотационным обогащением и липкостной сепарацией было экономически целесообразно провести предварительную концентрацию материала по тяжелой фракции и особенно по алмазам, которую можно осуществить с применением обогатительной операции, совмещая ее с грохочением, учитывая, что при вибрациях слоя алмазсодержащего материала кристаллы алмазов, обладающие повышенной плотностью и одновременно значительно более низким коэффициентом поверхностного трения по отношению к минералам пустой породы, стремятся занять наиболее низкий уровень в этом слое. На сеющей поверхности вибрационного грохота был закреплен специальный концентрационный элемент, выполненный в виде ребристого покрытия с поперечными ребрами, имеющий продольную канавку, внутренняя полость которой на нижнем уровне была сопряжена с межреберными впадинами посредством боковых отверстий. Для поперечных ребер был создан уклон в направлении продольной канавки, а ребра были наклонены в загрузочную сторону. Обычный грохот, предназначенный для рассева материала (и продолжающий выполнять свою прямую функцию), был переоборудован в обогатительный аппарат, не требующий каких-либо дополнительных энергетических и эксплуатационных затрат. Он стал грохотом-концентратором, надрешетный продукт которого стал выдаваться в виде двух продуктов: концентратного и хвостового (патент Российской Федерации № 2234982 “Грохот-концентратор” / М.Н.Злобин и др. Бюл. 2004, N 24).

При работе такого грохота-концентратора исходный материал, содержащий алмазы, подавался на сеющую поверхность, двигаясь по которой материал за счет вибраций грохота и сита распределялся равномерным слоем по всей ее ширине и из него производился отсев мелких фракций. Одновременно с этим вибрирующий слой материала поступал и на концентрационный элемент, где осуществлялось разделение материала по плотности и по поверхностному трению его минеральных частиц. Более тяжелые минеральные зерна и алмазы занимали самое нижнее положение в вибрирующем слое материала и по межреберным впадинам, скользя вдоль ребер, двигались к продольной канавке, входили в нее через боковые отверстия и затем по этой канавке за счет вибраций грохота направлялись к приемнику для концентрата.

Промышленные испытания процесса виброконцентрации были проведены на самой крупной алмазоизвлекательной фабрике № 12 АК «АЛРОСА» с использованием грохотов фирмы «SVEDALA» с размером сеющей поверхности 2000×6000 мм и размером ячейки сита 5×5 мм, которые были оснащены концентрационными элементами. Контроль за извлечением алмазов осуществлялся посредством введения в питание грохота-концентратора радиоактивных алмазов-индикаторов крупностью -8+6,7 мм. В ходе промышленных испытаний проведено три опробования, в каждом из которых в питание грохота-концентратора вводилось по 20 таких алмазов-индикаторов. Результаты испытаний положительные и зафиксированы актом промышленных испытаний.

Принимая во внимание, что разница в удельных весах самородных, цветных и редких металлов и вмещающих пород превышает эту разницу между алмазами и кимберлитовыми рудами, следует надеяться на положительные результаты использования виброконцентрации при обогащении руд самородных, цветных и редких металлов, а также других видов рудного и нерудного сырья, в которых полезный компонент имеет повышенную плотность.

Данный способ обогащения полезных ископаемых может быть применен при обогащении руд и россыпного сырья в мерзлом виде в морозное время года в районах с суровым климатом и вечной мерзлоты.

Ниже приводится конкретный пример реализации предложенного способа переработки руд самородных, цветных и редких металлов.

Способ реализуется при горнодобычных работах на «борту» карьера, а также на передвижных модульных установках или на стационарных обогатительных фабриках.

На «борту» карьера руда дробится до крупности минус 50 мм в шнеково-зубчатых дробилках, а затем в центробежно-ударных дробилках до крупности минус 10 мм с предварительным ее разупрочнением.

Разупрочнение руды осуществляется посредством импульсной высококонтрастной и высокотемпературной тепловой ее обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара (возможно совместно с магнитно-импульсной обработкой, действующей на поток материала либо одновременно с высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней).

Материал крупностью менее 10 мм подвергается додрабливанию и измельчению в режиме центробежно-ударного разрушения и направляется на виброконцентрацию, хвосты которой проходят контрольную операцию посредством рентгеноспектральной сортировки и затем направляют в отвал.

Эти хвосты могут служить в качестве дополнительного товарного продукта при подсыпке дорог и при строительстве.

Обогащенный продукт процесса виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, одностадиальной перечистной операции виброконцентрации с получением концентрата и промпродукта. Возможно несколько последовательных перечистных операций, аналогичных первой.

Промпродукт перечистной операции виброконцентрации и обогащенный продукт рентгеноспектральной сортировки возвращают в процесс додрабливания и измельчения по замкнутому циклу. Перед операцией додрабливания и измельчения продукты обогащения, так же как и руду, подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара.

Концентрат перечистной операции виброконцентрации направляют на доводку.

Доводку концентратов с полезным компонентом, обладающим более высокой твердостью и прочностью, осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций.

Получение грубозернистых «сухих» хвостов во многом решает проблему их складирования, исключая сооружение типовых отстойных хвостохранилищ, занимающих большие площади. В этом во многом положительно решаются экологические проблемы.

Данный способ обогащения полезных ископаемых может также использоваться и для переработки обогащенных продуктов, получаемых в результате предконцентрации рудного и нерудного сырья.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит улучшить и удешевить технологию обогащения руд самородных, цветных и редких металлов, равно как и других видов рудного и нерудного сырья, повысить извлечение полезного компонента за счет улучшения условий его раскрытия и обогащения, а также повысить экологическую безопасность переработки этих и других видов рудного и нерудного сырья.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации № 2213622 “Способ извлечения из руд алмазов” / М.Н.Злобин. Бюл. 2003, N 28.

2. Патент Российской Федерации №2223825 “Способ извлечения из руд алмазов” / М.Н.Злобин (прототип).

Формула изобретения

1. Способ обогащения полезных ископаемых, включающий дробление руды в дробилках, выделение из дробленой руды минералов повышенной плотности, удаление пустой породы и минералов легких фракций в отвал, отличающийся тем, что выделение минералов повышенной плотности из дробленой руды после ее предварительного додрабливания и измельчения осуществляют посредством процесса виброконцентрации с последующей рентгеноспектральной сортировкой хвостов виброконцентрации и выводом хвостов рентгеноспектральной сортировки в отвал, обогащенный продукт процесса виброконцентрации подвергают, по меньшей мере, одностадиальной перечистной операции виброконцентрации с получением концентрата и промпродукта, промпродукт перечистной операции виброконцентрации и обогащенный продукт рентгеноспектральной сортировки возвращают в процесс додрабливания и измельчения по замкнутому циклу, концентрат перечистной операции виброконцентрации направляют на доводку.

2. Способ обогащения полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что додрабливание и измельчение руды и продуктов обогащения осуществляют в режиме центробежно-ударного разрушения.

3. Способ обогащения полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что перед операцией додрабливания и измельчения руду и продукты обогащения подвергают предразрушению посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара.

4. Способ обогащения полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что предразрушение руды и продуктов обогащения посредством высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов или перегретого пара осуществляют совместно с магнитно-импульсной обработкой, действующей на поток материала либо одновременно с высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней.

5. Способ обогащения полезных ископаемых по п.1, отличающийся тем, что доводку концентратов виброконцентрации осуществляют посредством глубокого измельчения материала и последующего удаления сопутствующих минералов в отвал в виде тонких фракций.