Проектирование обогатительных фабрик

Изучение вещественного состава руды. Требования к качеству концентрата. Расчет качественно-количественной и водно-шламовой схем. Выбор и расчет мельниц для измельчения, гидроциклонов и флотационных машин. Затраты на строительство обогатительной фабрики.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный открытый университет

Курсовой проект

Проектирование обогатительных фабрик

Москва, 2008

Задание на курсовой проект

Студентке специальности 130405 «Обогащение полезных ископаемых»

4 сокращенного курса Петкус Елизавете Викторовне

Тема задания: Спроектировать обогатительную фабрику для переработки фосфоритовой руды.

Исходные данные: Производительность фабрики - 4 млн.т/год при содержании P₂O₅ в исходной руде 11,0%; плотность в монолите д=3,0; номинальная крупность руды, d_н =25 мм

Расчетно-пояснительная записка содержит следующие разделы:

1. Титульный лист

2. Содержание

3. Задание

4. Введение

5. Обоснование и выбор схемы обогащения

6. Технологический расчет

7. Выбор и расчет основного оборудования

8. Техника безопасности

9. Экономическая часть

10. Список использованной литературы

11. Приложение

1. Обоснование и выбор схемы обогащения

1.1 Вещественный состав руды

Фосфоритные руды характеризуются большим разнообразием минерального состава и отличаются условиями образования. Существует несколько схем классификации фосфоритов, которые совершенствовались по мере углубления теоретических знаний об известных месторождениях. Фосфоритные месторождения разделяются на экзогенные и метаморфогенные. Экзогенные месторождения по условиям образования делятся на осадочные (морские) и выветривания. Осадочные месторождения фосфоритов подразделяются на платформенные и геосинклинальные. Основные запасы фосфоритных руд сосредоточены на осадочных месторождениях. Геосинклинальные месторождения представлены оолито-микрозернистыми и афанитовыми фосфоритами. При этом наибольшее промышленное имеют фосфориты оолито-микрозернистые. Месторождения этих фосфоритов характеризуются большими запасами богатых руд. К их числу относятся месторождения бассейна Каратау. Месторождения афанитовых фосфоритов ограничены. Они имеются в Алтае - Саянском фосфоритовом бассейне. Качество руды низкое 6-8 % Р₂О₅. Платформенные месторождения содержат зернистые, ракушечные, желваковые и галечниковые фосфориты. Они располагаются на значительных площадях, но имеют небольшую мощность фосфоритных слоев. Зернистые фосфориты по запасам занимают первое место в мире. Эти фосфориты в основном применяются для производства минеральных удобрений: мировая добыча зернистых фосфоритов составляет 25 % общего количества добываемого фосфатного сырья. В нашей стране имеются маломощные месторождения зернистых фосфоритов с низким содержанием полезного компонента. Руды месторождений ракушечных фосфоритов Прибалтийского бассейна являются бедными (содержание Р₂О₅ 5-11%) с фосфоритным слоем мощностью 1-4 м. Желваковые фосфориты распространены на Русской платформе и образуют промышленные скопления на Егорьевском, Вятско-Камском и других месторождениях. Фосфоритные слои залегают в отложениях песчанистого и песчано-глинистого состава с присутствием глауконита. Фосфоритоносные толщи этого типа месторождений занимают большие площади, но имеют мощность не более 1-1,5 м. Содержание Р₂О₅ в руде составляет 8-14%, а в желваках от 16-18% до 23-25%.

Месторождения выветривания широко развиты в южных районах Сибири (Белкинское, Телекское и другие месторождения). Среднее содержание Р₂О₅ в них 14-20%. Фосфориты метаморфогенных месторождений подразделяются на метаморфизированные и метаморфические. В метаморфизированных фосфоритах фосфатное вещество перекристаллизовалось в апатит при незначительном изменении минерального состава и структуры породы. В метаморфических фосфоритах произошли глубокие изменения состава и структуры породы с образованием новых минералов.

Фосфаты образуют микроскопические или субмикроскопические кристаллики, иногда волокнистой или лучистой формы. Плотность фосфатов колеблется от 3,2 до 2,95 г/см³.

1.2 Анализ работы предприятий по переработке аналогичной руды

Производственное объединение «Фосфорит» выпускает фосфоритную муку, получаемую методом флотационного обогащения фосфоритной руды Кингисеппского месторождения. Характерной особенностью этих руд является сравнительно простой минеральный состав, обособленность зерен фосфата и кварца при достаточном их размере, невысокое содержание глинистых веществ и существенные различия физико-химических свойств разделяемых минералов. Перечисленные факторы предопределяют достаточно эффективное обогащение этих руд при применении сравнительно простых технологических схем и режимов. Руда содержит 5-11% Р₂О₅.

Обогатительная фабрика включает следующие технологические операции: подготовка руды к обогащению (дробление, грохочение, измельчение, классификация и обесшламливание); флотация измельченной руды и обезвоживание флотационного концентрата (сгущение, фильтрование, сушка). На рисунке 1.1. представлена технологическая схема обогащения фосфоритной руды.

Из карьера руда крупностью отдельных кусков до 1000 мм подается автосамосвалами в два приемных бункера корпуса крупного дробления, откуда пластинчатыми питателями направляется на инерционные грохоты для предварительного выделения класса -150мм. Надрешетный продукт поступает в дробилки крупного дробления ЩДП-12х15 и дробится до 150мм. Подрешетный продукт объединяется с дробленой рудой и системой ленточных конвейеров подается в корпус мелкого дробления. В корпусе мелкого дробления руда грохочением разделяется по классу 50 мм. Верхний класс самотеком поступает на молотковые дробилки. Дробленая руда вместе с подрешетным продуктом подается в бункера главного корпуса. Руда измельчается в мельницах МШР-3200х3100, работающих в замкнутом цикле с 2-хспиральным классификатором. Шаровая загрузка: 60мм -50% и 80мм - 50%. Циркулирующая нагрузка составляет 300-400%. Крупность измельченной руды 30-40% класса +0,18 мм.



Рис.1.1 Технологическая схема обогащения фабрики ПО «Фосфорит»

С целью подготовки измельченной руды к флотации в песковый желоб классификатора подается кальцинированная сода 0,84 кг/т и жидкое стекло 0,15-0,2 кг/т. Слив классификатора насосами подается на обесшламливание в 2 стадии в гидроциклонах 500 и 250мм. Слив I стадии обесшламливания подается самотеком во II стадию, откуда слив поступает на хвостохранилище. Пески обеих стадий подаются на флотацию.

Флотация обесшламленной фосфоритной руды осуществляется с применением сложной собирательной смеси, включающей омыленное сырое таловое масло, гудронный флотореагент и тракторный керосин. Собирательная смесь подается в начале процесса 50-60%.

Флотация руды осуществляется в восьмикамерных машинах «Механобр-6». Температура пульпы 19-20єС. Схема флотации включает основную флотацию и две перечистки пенного продукта. Камерный продукт основной флотации направляется в хвостохранилище. Камерные продукты перечисток направляются на предыдущую операцию соответственно. Полученный концентрат поступает на сгущение в сгустители диаметром 24м. В качестве коагулянта используется серная кислота.

Сгущеный концентрат фильтруется с использованием коагулянта - хлористого кальция. Применяются барабанные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью - 40м². Сушка ведется в сушильном барабане (2800х20000мм). Температура топочных газов на входе 800-1000єС, на выходе - 80-95єС. Высушеный концентрат элеваторами подается в силосные банки по 2800т.

Тонкие частицы концентрата в топочных газах улавливаются в батарейных циклонах и электрофильтрах. Потери концентрата в процессах обезвоживания и газоочистки составляют 0,5-0,6%.

В результате обогащения фосфоритной руды на фабрике получают концентрат с содержанием 27,5-28% Р₂О₅ при извлечении 80-82%.

1.3 Требования к качеству концентрата

При обогащении фосфорсодержащих руд с различным минералогическим составом, свойствами и характеристиками, получают несколько видов концентратов, регламентируемых стандартами и техническими условиями:

апатитовый концентрат, фосфоритная мука и фосфоритный концентрат, - все они различаются по характеристикам, требованиям и даже в своих рамках различаются на сорта.

Исходя из данной работы, нацеленной на проектирование процесса и оборудования для обогащения фосфоритной руды с содержанием 11% Р₂О₅, и взятой за основу обогатительной фабрики ПО «Фосфорит», предусматривается получение высококачественного флотационного фосфоритового концентрата, который является сырьем для производства суперфосфата и должен соответствовать следующим нормам:

Содержание, %:

Р₂О₅, не менее 28,0;

MgO, не более 2,5;

Р₂