Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка комбинированной технологии обогащения кианитовых руд Карабашского месторождения

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Для достижения поставленной цели в работе были использованы метод инфракрасной спектроскопии, микроскопический метод, химические и фотоколориметрические методы определения остаточной концентрации олеиновой кислоты и олеата натрия, флотационные опыты на беспенном приборе и на лабораторных флотомашинах, опыты на гравитационных аппаратах. Исследования на обогати-мость проводились с «чистыми… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ литературных данных по обогащению кианитовых руд
    • 1. 1. Типы кианитовых руд
    • 1. 2. Анализ исследовательских работ
    • 1. 3. Практика обогащения кианитовых руд за рубежом
  • 2. Характеристика объектов исследования и методики проведения экспериментов
    • 2. 1. Вещественный состав кианитовой руды
  • Карабашского месторождения
    • 2. 2. Характеристика используемых реагентов
    • 2. 3. Методики проведения экспериментов
  • 3. Изучение закономерностей флотации кианитовой руды
    • 3. 1. Флотационные свойства основных минералов
    • 3. 2. Изучение особенностей взаимодействия олеиновой кислоты с поверхностью кианита
    • 3. 3. Определение оптимального реагентного режима флотации кианитовой руды Карабашского месторождения
  • 4. Исследование гравитационных процессов обогащения кианитовой руды
    • 4. 1. Изучение процесса разделения минералов в гидроциклонах
      • 4. 1. 1. Современные взгляды на процесс разделения материала в гидроциклоне
      • 4. 1. 2. Оценка и параметры работы гидроциклонов
      • 4. 1. 3. Оптимизация работы гидроциклона
    • 4. 2. Исследование процесса разделения минералов на винтовом шлюзе и концентрационном столе 67 4.2.1 Моделирование процесса разделения минералов в рабочей зоне винтового шлюза
      • 4. 2. 2. Оптимизация параметров работы винтового шлюза и концентрационного стола при обогащении кианитовой руды
  • 5. Разработка и испытания технологий обогащения кианитовой руды Карабашского месторождения
    • 5. 1. Обогащение руды по магнито-флотационной схеме
    • 5. 2. Обогащение руды по магнито-гравитационной схеме
    • 5. 3. Обогащение руды по магнито-флотационно-гравитационной схеме
    • 5. 4. Испытания на непрерывно действующей установке

Разработка комбинированной технологии обогащения кианитовых руд Карабашского месторождения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Необходимость освоения месторождений кианитовых руд, связана, прежде всего с резким сокращением сырьевой базы алюминиевой промышленности страны, обусловленной распадом СССР. Кроме того, для огнеупорной промышленности требуются новые виды сырья, использование которых позволит увеличить механическую, термическую стойкость и долговечность огнеупоров. Таким видом сырья, в частности, является кианит. Однако кианитовые руды в России не обогащаются, в то время как за рубежом объем производства концентратов из минералов группы дистена составляет более 2,5 млн. т. в год и непрерывно увеличивается [1 — 3].

Необходимость обогащения кианитовых руд обусловлена тем, что руды с невысокой массовой долей кианита не могут быть непосредственно использованы для получения огнеупоров, так как, они содержат вредные для технологической переработки компоненты. За рубежом при обогащении данного типа руд наиболее часто используют флотационный метод и обогащение в тяжелых средах, что предопределяет высокие эксплуатационные и капитальные затраты, значительную долю которых составляют затраты на обеспечение экологической безопасности производства [4].

Кианитовые руды, как правило, содержат ряд других ценных минералов: магнетит, рутил, кварц, которые могут использоваться в других отраслях промышленности. Поэтому разработка высокоэффективной и экологически малоопасной технологии комплексной переработки кианитовых руд, позволяющей получать высококачественные кианитовые концентраты для огнеупорной промышленности, весьма актуальна.

В свете поставленной задачи была сформулирована цель работы — установление закономерностей флотируемости кианита и математическое моделирование процессов гравитационного обогащения для разработки комбинированной технологии обогащения кианитовых руд Карабашского месторождения.

Основная идея данной работы заключается в изучении и использовании оптимальных условий извлечения кианита различной крупности гравитационным и фло4 флотационным методами для разработки рациональной технологии обогащения кианитовых руд Карабашского месторождения.

Для достижения поставленной цели в работе были использованы метод инфракрасной спектроскопии, микроскопический метод, химические и фотоколориметрические методы определения остаточной концентрации олеиновой кислоты и олеата натрия, флотационные опыты на беспенном приборе и на лабораторных флотомашинах, опыты на гравитационных аппаратах. Исследования на обогати-мость проводились с «чистыми» мономинеральными фракциями кианита, кварца и магнетита, а также с пробами кианитовой руды Карабашского месторождения.

В аналитических исследованиях использованы методы математического моделирования процессов разделения в короткоконусном гидроциклоне и желобе винтового шлюза, основные положения теории флотационного и гравитационного методов обогащения, а также процесса классификации частиц в поле центробежных сил.

Основное отличие данной работы от наиболее часто встречающихся отечественных работ по обогащению кианита заключается в вещественном составе кианитовой руды. Хорошо известные и наиболее детально изученные месторождения кианитовых руд на Кольском полуострове содержат, в основном, графитизирован-ный кианит, что обуславливает различие флотационных свойств с кианитами других месторождений [24].

Результаты работы предполагается использовать для проектирования и строительства обогатительной фабрики по переработке кианитовых руд Карабашского месторождения.

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Анализ практики обогащения кианитовых руд за рубежом показал, что используемые процессы и технологии требуют высоких капитальных и эксплуатационных затрат на рудоподготовку и регенерацию применяемых тяжелых сред. Вместе с тем, применяемые технологии не обеспечивают требуемую в современных условиях экологическую безопасность.

2. Изучением вещественного состава кианитовой руды Карабашского месторождения установлено, что основные минералы находятся преимущественно в сростках и для их раскрытия требуется измельчение руды до крупности 0,3 — 0,25 мм. Трудность переработки кианитовых руд гравитационным методом обусловлена в первую очередь незначительным различием в удельном весе кварца и кианита, а также формой зерен последнего.

3. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что основное собирательное действие при флотации кианита оказывают физически сорбировавшиеся на его поверхности и на олеатах алюминия молекулы олеиновой кислоты.

4. Установлено, что мелкие классы крупности кианита обладают более высокой сорбционной активностью по сравнению с крупными, что обусловлено наличием большего числа адсорбционно-активных центров в виде координационно и валентно ненасыщенных атомов алюминия на их поверхности. Соответственно мелкие классы крупности обладают более высокими флотационными свойствами, что подтверждается экспериментально: выход в концентрат класса -0,14+0,074 мм составил 69,4%, а более крупных классов — 31−33%. Рассчитанный максимальный размер зерен кианита, флотирующихся при пенной флотации, составил 0,18 мм, а результаты эксперимента показали, что он не превышает 0,14−0,15 мм.

5. Анализ исследовательских работ по изучению скорости частиц в гидроциклоне показал, что большинство авторов в расчетных формулах не учитывают стесненности движения зерен. Предложена методика для расчета диаметра граничного зерна, позволяющая учитывать конструктивные параметры гидроциклона, гранулометрический состав питания и условия разделения минералов по плотности.

6. Предложена математическая модель процесса разделения минералов в желобе винтового шлюза, позволяющая прогнозировать показатели разделения. Установлено, что процесс винтовой сепарации подчиняется массовостатическим закономерностям и предложено локальное уравнение массопереноса материала в желобе винтового шлюза.

7. Определен оптимальный реагентный режим флотации кианитовой руды Кара-башского месторождения. При использовании 600 г/т олеиновой кислоты, 600 г/т кальцинированной соды и 150 г/т кислого жидкого стекла достигнуты наилучшие показатели флотации: извлечение А1203 в концентрат достигло 95,6%б, а массовая доля его в концентрате составила 45,6%.

8. Определены оптимальные параметры работы короткоконусного гидроциклона, винтового шлюза и концентрационного стола при переработке кианитовой руды.

Для гидроциклона наилучшими параметрами оказались угол конусности равный.

0 2 75, давление питания на входе — 1,4 кгс/см и содержание твердого в питании.

25%. Оптимальными технологическими параметрами работы винтового шлюза являются: расход транспортирующей воды — 2*10″ 5 м3/с, выход концентрата.

35−40%. Для концентрационного стола — угол наклона деки 10°, а расход воды.

С Л.

5,5*10″ м /с. При оптимальных параметрах работы аппаратов извлечение кианита в зернистый концентрат для различных схем составило 36,4 — 44,1%, а массовая доля глинозема — 54,1 — 51,2%.

9. На основании проведенных исследований разработаны три комбинированные технологии обогащения кианитовых руд Карабашского месторождения. Установлено, что наиболее экономически эффективной является магнито-флото-гравитационная, позволяющая получать кондиционные кианитовые, магнетито-вый концентраты и продукт с высоким содержанием кварца, который может быть использован в качестве строительного песка. Экономический эффект от внедрения разработанной комплексной комбинированной технологии по сравнению с традиционной составит 5,3 млн руб. в год. Проведены испытания на непрерывно действующей установке, которые подтвердили рациональность предложенной технологии. Получены опытные партии кондиционных концентратов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Л.Г. Минералогия/М.: Госгеолтехиздат, 1950.
  2. Е.К. Курс минералогии/ М.: «Высшая школа», 1971.
  3. Бельков И. В Кианитовые сланцы свиты кейв/ М. — Л.: Изд-во геол. лит., 1947.
  4. Hopefull future seen for kyanit industry. — Pit and Quarry, 1938, 30, № 7.
  5. Mattson V.L. Disseminated kyanite. Eng. Min. J., 1937, 138, № 9.
  6. Sawyer I.P., Whittemore I.W. Characteristics of Virginia kyanite. — Bull. Amer. Cer. Soc., 1940, 19, № 12.
  7. В.И. Флотация андалузита/ Цветная металлургия, 1941, № 22.
  8. A.L., Chelton S.A. — U.S. Bur. Mines, Rept. Investigation, 3364,1941.
  9. Espershade G.H., Potter D.B. Kyanite, sillimanite and andalusite deposits of the Southeastern States. Washington, U.S. Government Printing Office, 1960.
  10. Dean R.S., Hersberger A.B. New flotation reagents. — Milling Methods, 1939.
  11. Haw V.A. Kyanite in Canada. Canad. Min. Metall. Bui., 1954, 47, № 501.
  12. Wyman R.A. Flotation of a Canadian kyanite. — Min. Eng., 1958, 10, № 1.
  13. Н.И., Скобелев И. К. К вопросу флотационной селекции алюмосиликатных минералов/ Hayчн. труды Иркутск, политехи, ин-та, вып. 19, М.: Госгортехиздат, 1963.
  14. Breaning S. Flotation of Southeastern kyanit ore. — Trans. Soc. Min. Eng. AIME, 1969, vol. 244, № 3, September.
  15. Taggart A.F. Handbook of mineral dressing, vol. 3. New York, Yohn Willy and Sons, 1947.
  16. В.Г. Обогащение кианитовых руд/ Труды ин-та Механобр, вып. 102, Л., 1957.
  17. В.Г. Флотация кианитовой руды Кейвского месторождения Кольского полуострова/ Науч. — информ. бюл. ин-та Механобр, 1940, №№ 3−4.
  18. Dong, Chen. Quantum chemistry on flotation behavior of kyanite-group polymerphous minerals. Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 1994, № 4 — P. 47−51.
  19. Mao Jufan, Diao Yanyan, Sun Baogi. The effect of combined regulating agents on the separation of kyanite from quartz by flotation. Jinshu kuangshan = Metal Mine, 1995, № 8 P. 30−33.
  20. Ли Гао Йонг, Ванг Ксинг Тонг. Исследование технологии обогащения кианита месторождения Тангбай провинции Хенань/ Фейцзиншу куан, 1989, № 1. С. 23−28.
  21. Crozier Ronald D. Non metallic mineral flotation. Reagent technology. Ind. Miner. (Gr. Brit.), 1990, № 269 P. 55 — 65.
  22. Amanullah, Rao G.M., Satyanarayana K. Benefication of mica-quartz bearing Indian kyanites. 17th Jnt. Miner. Process. Congr., Dresden, sept. 23−28, 1991: Prepr. Vol. 4, № 4 P. 47−51.
  23. Li J. Method flotation of kyanite. Metal Mine, 1995, № 2 P. 4951.
  24. B.C. Теория и практика обогащения кианитовых руд/Л.: Наука, 1976.
  25. Г. Д., Лопатин А. Г., Усачев П. А. Переработка труд-нообогатимых руд (теория и практика)/ М.: Наука, 1987.
  26. P.O. Технология гравитационного обогащения: Пер. с англ./ М.: Недра, 1990.
  27. Heavy medium cyclone cleans coal// «Coal Age». — 1980. — 85. -№ 6.-P. 119−120.
  28. Hall S.T. Mineral and Coal Hrocessing//"Mining Annu. Rev." -1991. P. 245−262.
  29. The desing construction and comissioning of a heavy medium plant for silver-load-zinc ore treatment// «14-th Int. Mines Process. Congr.» 17−23 oct.'- Toronto, 1982. P. 5−6.
  30. Итоги науки и техники. Обогащение полезных ископае-мых./М.: Наука, 1984. Т. 18.
  31. Gonzales V. A oficina de pre concentracaoda Barroca Grande// «Bol. Minas». — 1984. — 21. № 1. — P. 12−22.
  32. Delorme E. Enrichissement des mineraux par gravite// «Ind. Miner Ser. Miner». 1979. — № 3. — P. 169−176.
  33. Arthur C., Zordan D., Pole C. The commercial retreatment of small mineral deposits by a mobil processing plant// 6-th Ind. Miner. In’t. Congr. Toronto 21−24 May 1984. London, 1984. — P. 355−367.
  34. B.H., Лопатин А. Г. Гравитационные методы обогащения/М.: Недра, 1993
  35. Kelsall D. F. A study of the motion of solid particles in hydraulic cyclone. Recent development in mineral dressing. — London. — 1953.
  36. П.М., Роменский A.A. К расчету гидродинамики потока в гидроциклонах/ Изв. ВУЗов «Энергетика». — 1973. № 8. -С. 85−90.
  37. И.К., Демиденко Ф. Я., Ивашко В. Г. Результаты исследования гидродинамических характеристик гидроциклона с тяжелой суспензией/ Изв. ВУЗов «Горный журнал». — 1975. -№ 10. С. 159−163.
  38. Исследование и промышленное применение гидроциклонов/ Тезисы докладов 1-го симпозиума. — Горький, 1981.
  39. Леванов В. В'. Разработка технологии и моделирование процесса обогащения окисленных железных и хромовых руд в суспензионных гидроциклонах: Автореф. диссерт. к.т.н. — Магнитогорск, 1996.
  40. A.M., Гутман Б. В. Теория и расчет гидроциклонов/ МААРИФ, 1969.
  41. Practical and theoretical Aspects of Dense-Flow Classification/ «Aufberent. Techn.». 1991. — 32. — № 9. — P. 459−466.
  42. E.M., Поваров А. И. О гидродинамической картине потока и вычислении крупности разделения в гидроциклоне/ Тр. Механобр. Л., 1971.-Вып. 136. — С.56−72.
  43. Г. М., Сапешко В. В. Некоторые закономерности движения твердых частиц и жидкости в гидроциклонах/ «Обогащение руд». 1980. — № 4. — С. 13−16.
  44. Г. М., Сапешко В. В. Вихревая модель движения жидкости в гидроциклоне/ «Обогащение полезных ископаемых», рес-публ. межвед. науч. тех. сб. — М., 1977. — Вып. 21. — С. 78−85.
  45. A.M., Пронер А. А. Исследование скоростей и состава пульпы в гидроциклоне с различными углами конусности/ «Обогащение руд». 1980. № 6. — С. 21−25.
  46. Теория гидроциклонов. Области их применения и практика эксплуатации/ «ВИНИТИ». Сер. Обогащение полезных ископаемых: Экспресс-информация. — М., 1977. № 12.
  47. М.Б., Зарубин Л. С., Хайдакин В. И. Обогащение мелкого угля в тяжелосредных гидроциклонах./ М.: Недра, 1978.
  48. Jail N.A. Parameters for cyclone selections/ «Canadian Mining J.» v. 93. — № 6. — P. 64−86.
  49. А.И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках./ М.: Недра, 1978.
  50. А.А. Некоторые вопросы теории и технологии обогащения железных и марганцевых руд в суспензионных сепараторах: Автореф. диссерт. к.т.н. — Кривой Рог, 1973.
  51. А.Г. Турбулентность гидроциклонных потоков и основы массопереноса в них/ Интенсификация процессов обогащения минерального сырья. — ML: Наука, 1981. — С. 35−40.
  52. A.F., Сергеев Ю. Л. О механизме гравитационного обогащения в гидроциклоне с водной средой/ «Обогащение руд». Иркутск, 1975. — Вып. 3. — С. 21−28.
  53. Rao Т.С., Lynch A.J./ J. Mines, Metall and Fuels. 1971. — 19. -№ 8.-P. 232−236.
  54. Xu J.R. Reserch in preseparation space in hudrocyclones/ «Int. J. Miner. Process.» 1991. — 31. — № 1−2. — P. 1−10.
  55. B.H. Вопросы теории и технологии процесса обогащения полезных ископаемых в минеральных суспензиях: Автореф. диссерт. д.т.н. — Магнитогорск, 1971.
  56. Vistra D.D., Roy N.K., sen P. Effective separation density in coal washing using heavy media/ «Ind. Mining and Eng. J.» — 1979. — 18. № 2. — P. 17−21.
  57. A.B. Оптимизация формы гидроциклона по его технологическому назначению/ «Обогащение руд». — 1987. № 1. -С. 32−35.
  58. В.П., Литовко В. И. Некоторые вопросы разделения минеральных зерен в водной среде/ Научные сообщения ИГД АН СССР. М., 1960. — 6. — С. 38 — 45.
  59. X., Нессе Т. Расчет гидроциклонов на основе турбулентной модели/ Обогащение полезных ископаемых: Экспресс-информация, ВИНИТИ, М., 1976. — № 6. — С. 17−12.
  60. П.И. Исследование процесса разделения зернистых материалов в гидроциклонах с помощью турбулентной диффузионной модели: Автореф. диссерт. к.т.н. — Днепропетровск, 1976.
  61. Э.Л. Коллоидная химия мыл, под ред. и с доп. П. А. Ребиндера / т.1, Гизлегпром, 1964.
  62. М.А. Основы флотации несульфидных минералов/ Металлургиздат, 1950.
  63. В.Г. Некоторые особенности олеиновой кислоты как флотационного реагента/ Научно-информационный бюллетень института Механобр, 1968, № 3.
  64. С.И., Барский Л. А., Самыгин В. Д. Исследование полезных ископаемых на обогатимость/ М., «Недра», 1974.
  65. У.Л., Кларингбул Г. Ф. Структура минералов/ М.: «Мир», 1967.
  66. Дир У.А., Хаул Р. А., Зуеман Дж. Породообразующие минералы/т. 1, М.: «Мир», 1965.
  67. А.Н., Стрельцин Г. С. Изменение дзета-потенциала кварца в присутствии модификаторов и катионного собирателя/ Труды института Механобр, вып. 131, Л., 1962.
  68. О.В. Координационные механизмы в гетерогенном катализе/ в кн.: Комплексообразование в катализе/ М.: Наука, 1968.
  69. Р.К. Коллоидная химия кремнезема и силикатов/ М.: Госстройиздат, 1959.
  70. В.И. Обогащение полевых шпатов и кварца/ М.: Недра, 1970.
  71. Теория и технология флотации руд/ под общей редакцией О.С. Богданова/М.: Недра, 1980.
  72. А.И. Гидроциклоны/ М.: Госгортехиздат, 1961.
  73. О.Н. Введение в динамику массопереноса процессов обогатительной технологии/ Л.: Недра, ленинградское отделение, 1973.
  74. М.Ф., Иванов В. Д., Певзнер МЛ. Винтовые сепараторы для обогащения руд/М.: Недра, 1970.
  75. В.Д. О выборе покрытия для винтового шлюза/ «Обработка золотых, алмазных и редкометальных руд и россыпей», научн. тр. Иргиредмет, вып. 16, М.: Недра, 1968.
  76. К.В. Винтовые сепараторы/ М.: Металлургиздат, 1956.
  77. Л.С. и др. Исследование процессов обогащения и обогатимости полезных ископаемых/ лабораторный практикум, Магнитогорск, 1995.
  78. Н.Ф. Закономерности падения минеральных частиц в среде разделения и методика расчета шкалы гидравлической классификации/ Известия ВУЗов «Горный журнал», № 4, 1994, С.121−124.
  79. Технологическая оценка минерального сырья. Методы ис-следования./М.: Недра, 1990.
  80. Н.Ф. Расчет конечных скоростей падения твердых частиц./ Известия ВУЗов «Горный журнал», № 8, 1993, С. 130 133.
  81. В.К., Бояршинов В. В. Теоретические исследования структуры потока в гидроциклоне/ Известия ВУЗов «Горный журнал», № 10, 1977, С. 126−130.
  82. А.Г. Теоретическое определение диаметра граничного зерна в гидроциклонах/ Известия ВУЗов «Строительство и архитектура», № 2, 1973, С. 110−113.
  83. А.Г. Влияние некоторых конструктивных параметров на процесс гравитационного обогащения в короткоконусных гидроциклонах/ Известия ВУЗов «Цв. металлургия», № 2, 1974, С. 21−24.
  84. Т.Ю., Тисменецкий Л. Р., Хорольский В. П. Принципы управления процессом разделения в гидроциклоне/ «Обогащение руд», 1991, № 3, С. 34−37.
  85. И.Д. Взаимосвязь разрыхленной взвеси и флуктуации минеральных зерен в процессах гравитационного обогащения/ Изв. ВУЗов «Горный журнал», 1984, № 8, С. 124−126.
  86. Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул/М.: «Высшая школа», 1982.
  87. И.Н., Чаплыгина Е. М. Флотационное обогащение несульфидных минералов с применением газов/ Издательство академии наук СССР, М., 1962.
  88. В.Д. Обогащение полевых шпатов и кварца/М.:1. Недра", 1970.
  89. А.Д., Зубынин Ю. Л. Разделение минералов во взве-сенесущих потоках малой толщины/М.: «Недра», 1973.
  90. К.А., Перов В. А. Проектирование обогатительных фабрик/М.: «Недра», 1982.
  91. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы./М.: «Недра», 1982.
  92. О.Н. Закономерности эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых/ М.: «Недра», 1984.
  93. Технологическая оценка минерального сырья. Методы исследования./М.: «Недра», 1990.
  94. В.Н. Новое в теории и технологии обогащения руд в суспензиях/М.: «Недра», 1977.
  95. Д.С., Фишман М. А. Практика обогащения руд цветных и редких металлов/ т. З, М., 1961.
  96. В.П., Соболев Д. С. Состояние и основные направления развития флотации за рубежом/ М., 1968.
  97. P.M., Крайст 4.JL Растворы, минералы, равновесия/ М.: «Мир», 1968.
  98. И.Н. Избранные труды. Обогащение полезных ископаемых./М.: «Наука», 1970.
  99. С.И. Селективная флотация/М.: «Недра», 1967.
  100. В.А. Физико-химия флотационных процессов/ М.: «Недра», 1972.
  101. В.А., Шафеев Р. Ш. Химия поверхностных явлений при флотации/ М.: «Недра», 1977.
  102. .О. О механизме адсорбции собирателей/ в кн.: 8 Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых. Т.2. Л., 1969, С.- 215−233.
  103. И.А., Хайнман В. Я. Применение инфракрасной спектроскопии для определения характера взаимодействия флотационных реагентов с минералами/ в кн.: Исследование действия флотационных реагентов с минералами. Л., 1965, вып. 135, С. 182−203.
  104. О.С. Богданов, И. А. Вайншенкер, А. К. Поднек и др. О гид-рофильности поверхности минералов и формах закрепления собирателей/ Обогащение руд, 1969, № 4 С. 23−28.
  105. Справочник по обогащению руд/ М.: «Недра», 1974.
Заполнить форму текущей работой