Введение. В данном проекте рассматриваются материалы проекта фабрики по обогащению медно-никелевых руд Ждановского месторождения
В данном проекте рассматриваются материалы проекта фабрики по обогащению медно-никелевых руд Ждановского месторождения. За основу взята действующая фабрика, в отличие от которой приняты более современные проектно-технологические решения. Выбрано высокопроизводительное крупнотоннажное оборудование, что позволяет сократить число агрегатов, уменьшить строительные площади, соответственно понизить капитальные затраты, затраты на эксплуатацию. Проектируемая обогатительная фабрика расположена в Печенгском районе Мурманской области в 3-4 км от Ждановского рудника. Ждановское месторождение расположено на северо-западе Кольского полуострова. Обогатительная фабрика предназначена для переработки вкрапленных сульфидных медно-никелевых руд рудников «Центральный», «Северный», «Каула-Котсельваара». В результате переработки руды получают коллективный медно-никелевый концентрат и отвальные хвосты. Коллективный концентрат после сгущения перекачивается в цех обжига для получения обожженных окатышей и далее в плавильный цех в плавку на файнштейн. Отвальные хвосты поступают самотеком для складирования в хвостохранилище. Исходным сырьем для фабрики являются вкрапленные медно-никелевые руды месторождений Печенгского района. Эти руды добываются открытым способом на руднике "Центральный" и подземным способом на рудниках "Северный", "Каула-Котсельваара". Объемы руды с рудников характеризуются следующими значениями(1999 г.): рудник "Центральный" 89 %, рудник "Северный" 3,8 %, рудник "Каула-Котсельваара" – 7,2 %. Естественно, что эти объемы могут незначительно изменяться, исходя из производственной ситуации на комбинате. Месторождение рудника "Центральный" преимущественно представлено вкрапленными рудами с небольшим количеством (в лежачем боку) брекчиевых и массивных руд. Руды рудников "Северный", "Каула-Котсельваара" сложены из вкрапленных, брекчиевых и массивных руд
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1. Характеристика руд предприятия Исходным сырьем для фабрики являются вкрапленные медно-никелевые руды месторождений Печенгского района. Эти руды добываются открытым способом на руднике "Центральный" и подземным способом на рудниках "Северный", "Каула-Котсельваара". Объемы руды с рудников характеризуются следующими значениями(1999 г.): рудник "Центральный" 89 %, рудник "Северный" 3,8 %, рудник "Каула-Котсельваара" – 7,2 %. Естественно, что эти объемы могут незначительно изменяться, исходя из производственной ситуации на комбинате. Месторождение рудника "Центральный" преимущественно представлено вкрапленными рудами с небольшим количеством (в лежачем боку) брекчиевых и массивных руд. Руды рудников "Северный", "Каула-Котсельваара" сложены из вкрапленных, брекчиевых и массивных руд 1.2. Характеристика руд рудника «Центральный» Рудоносная зона месторождения делится тектоническими нарушениями, породными целиками и представлена шестью рудными телами: центральным, восточным, западным, юго-восточным, юго-западным, южным. Разведанное простирание руд составляет 3000-4500 м на глубину 1000-1200 м. Сульфидное оруденение связано с зонами тектонических нарушений на контактах интрузий основных пород (перидотитов, пироксенитов, габбро, оливинитов) с эффузионно-осадочной толщей филлитов Печенгской формации. Рудные тела, в основном, характеризуются пластообразной формой с падением на юго-запад. Более богатое оруденение приурочено к лежачему боку рудных тел нижней границе интрузивов, вдоль которой проходит тектоническая зона мощностью до 3-4 м, представленная брекчиевыми рудами. По мере удаления от тектонических зон оруденение затухает. По минеральному составу все типы руд местонахождения идентичны с преобладанием вкрапленных руд. Для вкрапленных руд, поступающих для обогащения на фабрику, характерно: - относительно низкое и переменное содержание никеля; - преобладание тонкой с весьма неравномерной вкрапленностью рудных минералов, колеблющейся от нескольких микрон до 1000 мкм и более; - присутствие рудных минералов в виде пентландита (0,5-2,0 %), никеленосного пирротина (0,5-5,0 %), халькопирита (0,5-1,0 %) и магнетита (3-15 %); - тонкое срастание сульфидов и магнетита между собой. В магнетите наблюдается вкрапленность сульфидных минералов размером от 0,01 до 0,1 мм, в пирротине включения пентландита и халькопирита размером от 0,002 до 0,2 мм. В пирротине имеются также включения пентландита в виде твердого раствора. Минералы силикатной составляющей руд представлены на 20-60 % первичными оливином и пироксеном, на 40-80 % продуктами их изменения-серицитом, тальком, хлоритом, кальцитом. Эти минералы содержат силикат никеля в форме субмикроскопических включений, что определяет, в основном, массовую долю "неизвлекаемого" никеля в хвостах обогащения, равную 0,10-0,15 %. При анализе вещественного состава и технологических свойств руды (обогатимости) было установлено, что наиболее важный фактор, определяющий обогатимость – текстурно-структурный: крупность сульфидных агрегатов, степень их переотложения и замещения силикатными материалами. Объективным показателем, который можно определить инструментальным методом, является доля крупной (размером от 0,1 до 2 мм) вкрапленности сульфидов. Установлено, что доля крупной вкрапленности, равная 55 %, является граничной между рудами с различными технологическими свойствами. Второй по значимости фактор – содержание полезных компонентов в руде, т.е. никеля и меди. Третий фактор, определяющий общность параметров вещественного состава и технологических свойств руд, – присутствие талька и амфибола в руде. В результате изучения месторождения выделено три основных геолого-технологических типа руд: - крупновкрапленные или рядовые руды, обогащаемые с близким к среднему и пониженным содержанием никеля в хвостах, заданным и достаточно легко регулируемым качеством концентрата; - тонковкрапленные или труднообогатимые руды, обогащаемые с повышенным содержанием никеля в хвостах, повышенным выходом концентрата с более низким качеством; - крупновкрапленные руды с флотоактивными минералами пустой породы (тальк, кальциты и т.д.), которые обогащаются с повышенным выходом концентрата и низким содержанием никеля в нем. Рядовые – это, в основном, руды в малоизмененных перидотитах и части серпентизированных перидотитов с крупной, простой по форме сидеронитивой вкрапленностью сульфидов, доля которой составляет не менее 55 %. Замещение сульфидов силикатами и магнетитом относительно небольшое (20-З0 %). Нерудные минералы представлены скрыто кристаллической и тонкозернистой разновидностями серпентина, оливина, пироксена, амфибола роговообманкового ряда и биотита. Для этих руд характерны низкий выход чернового концентрата и плохая измельчаемость. К труднообогатимым рудам относится часть руд в серпентизированных перидотитах с преобладанием тонко и средней вкрапленности сульфидов. Доля крупной вкрапленности не превышает 55 %. Форма сульфидной вкрапленности – сложная, сульфиды интенсивно замещаются силикатами и магнетитом (до 60-80 %). Из силикатов резко преобладает серпентин (антигорит); в незначительных количествах присутствует амфибол роговообманкового ряда, биотит, хлорит и пироксен. При обогащении таких руд наблюдается несколько повышенный выход чернового концентрата, измельчаемость близка к средней. Отальковакные руды включают брекчиевидные, вкрапленные руды в оталькованных и амфобилизированных перидотитах, а такте руды в пироксенитах с крупной и гнездовой вкрапленностью сульфидов. Форма вкрапленников простая, замещение их магнетитом и силикатами незначительное (в среднем 20-25 %). Силикатные минералы представлены преимущественно тальком, амфоболом, серпентином. В меньших количествах присутствуют хлорит, биотит, карбонат. Измельчаемость руд хорошая. Изучение пространственного распределения геолого-технологических типов руд показало, что они слагают значительные участки рудных тел и могут быть добыты раздельно, либо временно исключены из переработки. Выполненные лабораторные, полупромышленные и промышленные испытания дали технологам фабрики знания и опыт регулировки технологических процессов обогащения при поступлении на фабрику различных геолого-технологических типов руд. Естественно, что наиболее предпочтительно их раздельное обогащение или обогащение шихты руд с преимущественным содержанием того или иного типа руд. Помимо никеля и меди вкрапленные руды месторождения содержат золото, серебро, платину, палладий, селен и теллур. Отдельных минералов эти элементы, в основном, не образуют и обычно приурочены к минералам цветных металлов. С 1994 года на фабрику стали подаваться труднообогатимые руды рудника "Центральный", условно названные рудами межкарьерного целика (МКЦ). Эти руды сконцентрированы в восточной части выклинивания группы рудных тел зоны повышенной тектонической активности и, как следствие, имеют глубокое изменение структуры минералов и состава. Для этих руд характерны повышенные содержания талька, кальцита и моноклинного пирротина. Соотношение никеля, кобальта и меди в руде составляет порядка 1:0,05:0,5. Другими ценными компонентами руды, концентрирующимися при обогащении в коллективный флотационный концентрат и извлекаемые в дальнейшем металлургическом переделе, являются (кроме серы) – селен, теллур, платина, палладий, золото, серебро. 1.3. Характеристика руд рудника «Каула-Котсельваара» На фабрике, в основном, перерабатываются бедные (0,4-1 % никеля) вкрапленные и вкрапленно-прожилковые руды (0,4 %) рудника. Кроме того, на руднике разведаны и добываются для плавильного цеха богатые вкрапленные руды (> 1% никеля), и брекчиевые руды (> 1% никеля). Руды в подавляющем количестве связаны с серпентизированными перидотитами, представляющими собой крепкие массивные породы, разбитые сетью мелких трещин. Туфогенно-осадочные породы также довольно устойчивы. Главным рудоносным минералом является пирротин, содержание которого в зависимости от разновидностей руд колеблется от 4-5 % до 25-З0 %. Размер зерен пирротина от 0,02 до 0,5 мм. Характерно срастание пирротина с сульфидами меди и никеля. Основной никеленосный минерал в рудах пентландит. Содержание его в вкрапленных рудах может меняться от 0,5 до 15 %, в брекчиевых рудах от 5 до 20 %, в массивных рудах 25-З0 %. Пентландит главным образом встречается в сростках с пирротином, в меньшей мере с халькопиритом. Размер зерен пентландита крупнее, чем у пирротина и колеблется от 0,04 до 1 мм. Нередко зерна пентландита прорастают мелкими прожилками силикатов. Характерно наличие в пентландите кобальта до 0,32-0,67 %. Халькопирит неравномерно распределяется в руде. В вкрапленных рудах его содержание 5-7 %, в брекчиевых и массивных рудах до 45-50 %. Зерна халькопирита наблюдаются как в срастании с другими сульфидами, так и самостоятельно. Размер зерен халькопирита 0,02 до 0,5 мм. Магнетит наибольшее развитие имеет во вкрапленной руде при содержании от 1-2 до 5-7 %. Наряду с названными минералами в рудах установлены борнит, валернит, самородная медь. Кроме того, в руде содержатся золото и серебро.
1.4. Характеристика руд рудника «Северный» Руды этого рудника подаются на фабрику с 1978 г. Руды представлены тремя разновидностями: брекчиевыми (до 48%), густовкрапленными и бедными вкрапленными (до 52 %). Брекчиевые руды распространены повсеместно. Густовкрапленные и бедные руды приурочены к раздувам перидотитового массива, с которым связано оруденение. Рудные минералы представлены моноклинным и гексагональным пирротином, пентландитом и халькопиритом. Второстепенными минералами являются сфалерит, аргентопентландит, пирит, магнетит и минералы благородных металлов. Обе разновидности пирротина образуют срастания с халькопиритом и пентландитом, а моноклинный пирротин нередко образует узкие каймы по грaницам зерен гексагонального пирротина. Сфалерит и аргентопентландит ассоциируют с зернами халькопирита. Крупность зерен сульфидов варьирует в широких пределах от 0,01-0,001 мм до 5-15 мм. Минералы пустой породы представлены серпентином, роговой обманкой, пироксеном, хлоритом и карбонатом.
1.5. Химический, минералогический состав руд Таблица 1 - минералогический состав руд
Таблица 2 - химический состав руд
1.6. Производство и применение никеля, меди и кобальта Никель в виде сплавов применялся задолго до получения его в чистом виде и даже задолго до открытия его как химического элемента (как химический элемент никель был открыт в 1751 году и получен в чистом виде в 1804 году). Никель относится к основным элементам улучшающим свойства стали. Добавка никеля повышает прочность стали (броня морских кораблей, танков). Сплавы никеля (8-80 % никеля) и железа известны под названием нержавеющие и жаропрочные стали. Некоторые никелевые сплавы (нихром, никелин, хромель) отличаются весьма ценными электрическими и магнитными свойствами, что обуславливает их применение в производстве термопар и реостатов. Сплавы никеля и меди, характеризующиеся высокой коррозийной стойкостью и легкой обрабатываемостью, используются в приборостроении, точном машиностроении и других отраслях. 1.7. Характеристика выпускаемой продукции Потребителем готовой продукции является цех обжига в городе Заполярном, где получают окатыши, которые направляются в плавильный цех комбината (г. Никель) для получения файнштейна с последующей переработкой его на готовый никель и медь на комбинате «Североникель». С целью получения качественных показателей по требованию металлургов выдвинуты жесткие требования к гранулометрическому составу флотационного концентрата (содержание класса –0,074 мм не < 85%). Качество коллективного концентрата определяется ВТУ ГМК «Печенганикель». Показателями, обязательными для проверки перед фильтрацией являются: 1. Содержание никеля в сменной пробе концентрата должно быть не менее 4,8%; 2. Среднемесячное содержание никеля в концентрате не ниже 5,3 %; 3. Содержание класса –0,044 мм должно быть не менее 80 %; 4. Содержание твердого в сгущенном продукт 60-70 %. Стандарт предприятия – концентрат флотационный медно-никелев
|
