Способ измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для её последующего обогащения

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении алмазосодержащих кимберлитовых руд, характеризующихся высоким содержанием глинистых материалов, преимущественно сапонита, добываемых на месторождениях Архангельской области РФ. Способ измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для ее последующего обогащения включает подачу в мельницу мокрого самоизмельчения исходной руды и оборотной воды, отбираемой из хвостохранилища обогатительного комбината, выгрузку измельченного материала в виде рудной пульпы. Оборотную воду перед подачей в мельницу насыщают углекислым газом в пределах растворимости при данной температуре воды. Технический результат - снижение вязкости рудной пульпы на выходе мельницы мокрого самоизмельчения и повышение эффективности дальнейшего обогащения руды.

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении алмазоносных кимберлитовых руд, характеризующихся высоким содержанием глинистых материалов, преимущественно сапонита, добываемых на месторождениях Архангельской области РФ.

В настоящее время разработаны и внедрены в производство на алмазодобывающих предприятиях нашей страны и за рубежом различные технологические схемы переработки рудных материалов, учитывающие состав и физико-химические свойства коренной вмещающей породы, количество и крупность класса содержащихся в ней алмазов, а также принимающие во внимание местные условия производства и социальные аспекты региона.

Известны методы переработки сухого сырья, в частности способ извлечения алмазов из алмазоносного сырья, который включает дезинтеграцию исходной руды на планетарных мельницах самоизмельчения или валковых прессах и последующие типовые стадии обогащения. При этом все операции проводят с сухим сырьем вблизи карьера, на открытом воздухе и в условиях Крайнего Севера (патент РФ №2094126, В03В 7/00, опубл. 27.10.97).

Данный способ позволяет снизить себестоимость обогащения, так как исключает необходимость перевозки руды к месту переработки, снимает проблемы водооборота и традиционных хвостохранилищ, негативно влияющих на окружающую среду.

Существенными недостатками такого способа является сложность обеспечения надежной защиты оборудования и персонала от пыли, возникающей при осуществлении сухого измельчения руды и предлагаемой технологии последующего ее обогащения, а также очевидные затруднения с набором квалифицированного персонала для работы в таких экстремальных условиях.

Однако наиболее распространенными являются традиционные технологические схемы переработки рудных материалов, в основу которых положен гравитационный метод обогащения, предполагающий работу с мокрым сырьем, требующий для реализации создания мощных водооборотных систем, энергетических и транспортных магистралей. Себестоимость такого производства достаточно высока, поэтому с целью обеспечения рентабельности предприятий обогащения актуальны вопросы повышения эффективности отдельных, наиболее затратных процессов, входящих в схему обогащения.

Известен способ улучшения технико-экономических показателей обогащения алмазосодержащей руды, позволяющий повысить извлечение крупных классов алмаза в цикле первичного обогащения и снизить безвозвратные потери утяжелителя-ферросилиция «Интенсификация процессов рудоподготовки и тяжелосредней сепарации алмазосодержащего сырья трубки «Нюрбинская», Горный журнал, 2009, №10, с. 77-78). При этом обосновывается необходимость усовершенствования обустройства напорной накопительной емкости для осуществления контакта в ней циркулирующих продуктов (хвостов тяжелосредней сепарации) с исходной оборотной водой, прошедшей электрохимическую обработку, а также необходимость специального приготовления ферросилициевой суспензии с использованием такой же воды перед подачей ее в технологический процесс.

Недостатком этого способа является усложнение технологии обогащения за счет введения в него новых производственных процессов, потребующих дополнительных существенных капитальных и эксплуатационных затрат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для ее последующего обогащения, применяемый в настоящее время в процессе рудоподготовки на обогатительной фабрике ОАО «Севералмаз» (Кондратюк Н.И. и др. Технология обогащения руд на обогатительной фабрике №1 Ломоносовского ГОК а, Горный журнал, 2009, №10, с. 15-16), принятый за прототип.

В таком способе измельчения исходную руду подают на мельницу мокрого самоизмельчения (ММС) с помощью пластинчатого питателя, а используемую в мельнице воду, являющуюся оборотной водой, закачивают с помощью насосной станции из хвостохранилища после осветления в нем отстаиванием обедненной хвостовой пульпы. Измельченный в мельнице материал в виде рудной пульпы подвергают последующему многостадийному обогащению с использованием метода гравитационного осаждения.

Рудная пульпа, получаемая на выходе ММС, содержит в своем составе сапонитовую суспензию, обладающую высокой вязкостью, что объясняется особенностью строения молекулы сапонита (вмещающей породы кимберлитовой трубки данного месторождения), обладающего высокой диффузионной способностью. Молекула сапонита включает большое количество атомов Mg и Ca, имеющих ненасыщенные связи, с помощью которых молекула сапонита присоединяет к себе молекулу воды. Этим объясняется высокая вязкость сапонитовой суспензии, а следовательно, и рудной пульпы. Это усложняет дальнейшую переработку рудной пульпы и снижает извлечение обогатительной фабрики, особенно легких фракций алмазных кристаллов, которые задерживаясь в сапонитовой суспензии рудной пульпы, как отходы производства в составе обедненной хвостовой пульпы, сбрасываются в хвостохранилище.

Технической задачей изобретения является создание нового способа измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для ее последующего обогащения, обеспечивающего повышение экономической эффективности процессов обогащения руды путем снижения вязкости рудной пульпы на выходе мельницы мокрого самоизмельчения.

Сущность заключается в том, что в способе измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для ее последующего обогащения, включающем подачу в мельницу мокрого самоизмельчения исходной руды и оборотной воды, отбираемой из хвостохранилищ обогатительного комбината, выгрузку измельченного материала в виде рудной пульпы, согласно изобретению оборотную воду перед подачей в мельницу насыщают углекислым газом в пределах растворимости при данной температуре воды.

Растворение углекислого газа в воде связано с тремя взаимообратимыми процессами, в результате которых происходит образование карбонатов, бикарбонатов и растворение углекислого газа без ионизации (без образования кислоты), при этом соотношение между ними в каждом случае зависит от величины водородного показателя исходной оборотной воды, которую насыщают углекислым газом.

При контакте струй карбонизированной оборотной воды и сапонитосодержащей руды в ММС в процессе измельчения происходит комплексное воздействие на руду этих веществ, что блокирует образование сапонитовой суспензии, входящей в состав выгружаемой рудной пульпы, снижая в итоге вязкость последней.

Снижение вязкости рудной пульпы, подаваемой далее на последующие стадии обогащения, позволит интенсифицировать процесс гравитационного осаждения, уменьшив при этом расходы оборотной воды на разжижение пульпы для извлечения минералов средне-тяжелых фракций, и снизит потери легких фракций, которые в настоящее время большей частью, как отходы производства, в составе минеральных частиц (с удельным весом менее 2,7-2,8 г/см³) хвостовой пульпы сбрасываются в хвостохранилище. Это позволит значительно повысить экономическую эффективность процессов обогащения руды.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Исходную алмазоносную сапонитосодержащую руду с помощью пластинчатого питателя подают в мельницу мокрого самоизмельчения, которая в поворотном барабане ее обводняется струями оборотной воды, закачиваемой в мельницу из хвостохранилища, где она выделяется из хвостовой пульпы после ее отстаивания. При этом оборотную воду перед подачей в мельницу насыщают углекислым газом, в пределах растворимости его при данной температуре, в контактном аппарате взаимодействия воды с газами (предпочтительна конструкция аппарата типа скруббера), причем используют сжиженный (сжатый) газ из баллона, топочный от местной ТЭС или выхлопные газы. На практике для насыщения оборотной воды углекислым газом в пределах растворимости его в воде при данной температуре, требуется, как правило, 400-1000 мг CO₂ на 1 л оборотной воды, в зависимости от содержания в ней взвешенных твердых веществ, которое варьирует от 3-4 мг/л до 70 мг/л и более, что обусловлено вынужденной в разные сезоны года глубиной отбора воды из хвостохранилища или 100-300 мг CO₂ на 1 кг исходной сухой руды, что определяется глубиной залегания разрабатываемого пласта рудной породы, а соответственно, процентным содержанием в ней сапонита. В результате измельчения сухой руды, обводненной карбонизированной оборотной водой, получают на выходе мельницы рудную пульпу пониженной вязкости, которую подают на последующие стадии обогащения, позволяя уменьшить расходы оборотной воды, вовлекаемой в технологический процесс, в том числе на разжижение пульпы, и обеспечить более высокую степень извлечения алмазов различных фракций.

Кроме того, поступающая в хвостохранилище обедненная хвостовая пульпа будет отличаться меньшим содержанием в ней сапонитовой суспензии по сравнению с прототипом, что позволит ускорить ее отстаивание и получение таким образом необходимого количества воды требуемого качества, участвующей в оборотном технологическом водоснабжении комбината.

С учетом вышесказанного заявляемый способ измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для ее последующего обогащения имеет преимущество над способом, изложенным в описании прототипа, поскольку позволяет повысить экономическую эффективность технологического процесса обогащения руды по сравнению с прототипом, а соответственно и рентабельность горнообогатительного комбината.

Способ измельчения алмазоносной сапонитосодержащей руды для ее последующего обогащения, включающий подачу в мельницу мокрого самоизмельчения исходной руды и оборотной воды, отбираемой из хвостохранилища обогатительного комбината, выгрузку измельченного материала в виде рудной пульпы, отличающийся тем, что оборотную воду перед подачей в мельницу насыщают углекислым газом в пределах растворимости при данной температуре воды.