Введение к работе
Актуальность проблемы разработки эффективной технологии переработки медно-молибденовых руд зоны тектонических нарушений обусловлена в первую очередь тем, что такие руды составляют значительную часть разведанных и эксплуатируемых месторождений. Вовлечение в переработку руд зоны тектонических нарушений ведет к значительному снижению технико-экономических показателей обогащения, что обусловлено существенными отличиями в их минеральном составе, структуре и физико-механических свойствах. Важным резервом повышения эффективности обогащения труднообогатимых руд является вскрытие причин снижения технико-экономических показателей и применение научно обоснованных схем и режимов рудоподготовки и флотации, учитывающих особенности вещественного состава и технологических свойств руд.
К месторождениям с высокой долей тектонически нарушенных руд относятся, в частности, месторождения «Песчанка», «Агасырское», Кударинское рудопроявление в Бурятии, Каджаранское месторождение в Армении, «Эрдэнэтийн-Овоо» в Монголии. Для метасоматически измененных руд характерны нарушения структурной целостности рудной массы, сопровождающиеся процессами окисления, вторичного оруднения, окварцевания, серитизации и др. При разработке таких месторождений метосоматически измененные руды чередуются с неизмененными порфировыми рудами, что затрудняет их селективную выемку и переработку.
Перспективным путем решения проблемы повышения эффективности процессов рудоподготовки и флотации являются разработка и применение новых технологических схем и режимов, а также автоматизированных систем управления, использующих результаты опережающей диагностики элементного, минерального и гранулометрического состава, а также технологических свойств обогащаемых руд.
Важным условием оптимизации процессов обогащения является определение совокупности научно обоснованных параметров сортности руд, базирующихся как на геолого-минералогических особенностях их состава и строения, так и на особенностях технологических режимов рудоподготовки и флотации отдельных сортов руд. Другим необходимым условием выбора эффективных режимов обогащения является установление закономерностей обогащения основных типов руд, позволяющих сделать обоснованный выбор схем и параметров технологических режимов процессов измельчения и флотации.
Необходимым условием эффективной эксплуатации разработанных схем и технологических режимов процессов рудоподготовки и флотации является применение надежных систем автоматизированного контроля, использующих научно обоснованный комплекс методов опережающей диагностики вещественного состава и свойств перерабатываемых руд.
Методологической основой совершенствования переработки труднообогатимых руд с применением оперативного комплексного анализа их вещественного состава и технологических свойств являются результаты глубоких исследований процессов рудоподготовки и флотационного обогащения, значительный вклад в развитие которых внесли: В.И. Ревнивцев, С.Б. Леонов, О.Н. Тихонов, В.А. Арсентьев, О.С. Богданов, Ш. Отгонбилэг, В.А. Чантурия, А.А. Абрамов, В.М. Авдохин, В.А. Бочаров, Л.А. Вайсберг, В.Е. Вигдергауз, А.М. Десятов, В.З. Козин, М.И. Манцевич, В.В. Морозов, В.П. Мязин, К.И. Федотов, В.Б. Чижевский и другие российские и зарубежные ученые.
Цель работы – разработка и применение научных основ переработки труднообогатимых медно-молибденовых руд зоны тектонических нарушений для увеличения эффективности горно-обогатительного производства путем повышения извлечения ценных компонентов, качества концентратов, сокращения расхода электроэнергии и флотационных реагентов.
Идея работы заключается в применении комплексного метода диагностики вещественного состава, технологических свойств перерабатываемых руд для управления их качеством в процессах транспортирования и рудоподготовки, при выборе схем и технологии процессов измельчения и флотации, при разработке систем автоматического регулирования, обеспечивающего за счет более точной оценки и учета сортности обогащаемых руд повышение эффективности их обогащения.
Методы исследований. В работе использованы физические и химические методы анализа элементного, минерального, фракционного, гранулометрического и фазового состава руды, концентратов и промпродуктов; методы анализа ионно-молекулярного состава жидкой фазы пульпы; методы лабораторных, полупромышленных и промышленных исследований процессов дробления, измельчения и флотации; методы измерения расходов и плотности руды и пульпы; энергозатрат на процессы дробления и измельчения. Применены математические методы моделирования, методы статистического и регрессионного анализа, методы системного анализа и экспертных оценок.
Основные положения, вынесенные на защиту:
1. Научно-обоснованная классификация медно-молибденовых руд зоны тектонических нарушений, включающая пять основных типов: 1 - массивные первичные руды; 2 - смешанные руды с интенсивной вторичной сульфидизацией; 3 – смешанные окисленные руды; 4 – смешанные серитизированные руды; 5 - бедные пиритизированные руды.
2. Закономерности измельчения и флотации смешанных серитизированных медно-молибденовых руд со значительной степенью метасоматических преобразований.
3. Комбинированный радиометрический метод опережающей диагностики элементного, минерального и гранулометрического состава и оценки сортности медно-молибденовых руд.
4. Гибкие схемы и технологические режимы управления качеством и обогащения медно-молибденовых руд переменного состава, использующие оперативную информацию о сортности перерабатываемых руд.
5. Способы и системы автоматизированного управления процессами измельчения и флотации, использующие комбинированный метод опережающей диагностики вещественного состава, технологических свойств и оценки сортности перерабатываемых руд.
Научная новизна работы.
С использованием научно-обоснованной совокупности характеристических параметров выделены основные типы руд порфировых медно-молибденовых руд зоны тектонических нарушений. Впервые выделен промышленный тип смешанных серитизированных руд со значительной степенью метасоматических преобразований, который характеризуются повышенной массовой долей серицита и кварца (до 70%), крупной вкрапленностью зерен минералов ценных компонентов, повышенной массовой долей окисленных и вторичных сульфидных минералов меди, повышенной адсорбционной способностью к собирателю и пониженной прочностью.
Установлены закономерности и особенности измельчения и флотации смешанных серитизированных руд со значительной степенью метасоматических преобразований, которые вскрывают причины их трудной обогатимости, заключающиеся в интенсивном переизмельчении зерен сульфидных и окисленных минералов меди, высокой флотируемости породообразующих минералов, повышенных расходах собирателя, что обосновывает необходимость применения специальных схем и режимов их измельчения и флотации.
Разработанный новый метод комбинированной опережающей диагностики вещественного состава и технологических свойств руд, включает радиометрический анализ кусковых фракций на конвейере в диапазонах рентгеновского и видимого диапазонов светового излучения, анализ элементного, минерального и гранулометрического состава, вкрапленности ценных компонентов и обеспечивает эффективную и оперативную оценку сортности руды поступающей на обогащение.
Разработанные схемы и режимы переработки медно-молибденовых руд зоны тектонических нарушений предполагают управление качеством и совместную переработку близких по технологическим свойствам руд в рациональных условиях: первичных массивных и бедных пиритизированных руд по технологическому тракту с применением операций дробления, шарового измельчения и многостадиальной классификации, а всех типов смешанных руд – по технологическому тракту с применением операций полусамоизмельчения, коллективной флотации сульфидов с отдельным флотационным промпродуктовым циклом.
Разработанные способы и системы автоматизированного управления процессами обогащения с использованием параметров сортности перерабатываемых руд впервые используют результаты опережающей комбинированной диагностики элементного, минерального и гранулометрического состава, вкрапленности минералов ценных компонентов и прочности руд и обеспечивают адаптивную настройку процессов измельчения и флотации.
Научное значение работы заключается в разработке научных основ переработки труднообогатимых медно-молибденовых руд зоны тектонических нарушений, заключающихся в обеспечении рациональных режимов раскрытия и разделения минеральных комплексов различных технологических сортов руд на основе применения методов комплексной опережающей диагностики их вещественного состава и технологических свойств при управлении качеством добываемой руды, выборе и совершенствовании схем, технологических режимов и систем автоматического регулирования процессами измельчения и флотации.
Практическое значение работы. Разработаны принципиальные схемы и технологические режимы, системы автоматизированного управления процессами измельчения и флотации, обеспечивающие эффективную переработку труднообогатимых медно-молибденовых руд с использованием методов опережающей диагностики их вещественного состава, технологических свойств и оценки сортности.
Реализация работы. Разработанные технологические схемы, режимы и автоматизированные системы управления процессами измельчения и коллективной флотации прошли опытно-промышленную проверку и внедрены на обогатительной фабрике СП "Эрдэнэт", где обеспечили повышение извлечения ценных компонентов, качества концентратов, сокращение расходов реагентов и электроэнергии. Экономический эффект от внедрения результатов работы составил 3923,2 тыс. долларов США.
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и обсуждались на 16 научных конференциях и форумах, в т.ч. Научных семинарах в рамках "Недели горняка", МГГУ, Москва, 2002-2010 гг.; конгрессах обогатителей стран СНГ, МИСиС, Москва, 2003-2010 гг., международных конференциях «Плаксинские чтения», 2010, 2011 гг., международных конференциях и конгрессах (Кейптаун, 2003 г., Шанхай, 2004 г., Нанси, 2004 г., Стамбул, 2006 г., Сеул 2008 г., Пекин, 2009 г., Вина-дель-Мар, 2009 г., Марракеш, 2010 г., Острава, 2011 г.), научных семинарах НТС СП «Эрдэнэт» и кафедры «Обогащение полезных ископаемых» МГГУ.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 26 печатных работах, в т.ч. 17 статей в изданиях по перечню ВАК.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и 2-х приложений, содержит 46 рисунков, 38 таблиц и список литературы из 234 наименований.
