Предпроектная сравнительная оценка эффективных методов обогащения кварц-антимонитовых руд месторождения Жипкоша тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.13, кандидат технических наук Тюменцев, Юрий Александрович

• Тюменцев, Юрий Александрович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тюменцев, Юрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ РУД СУРЬМЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

1.1. Краткие сведения о минерально-сырьевой базе сурьмяных месторождений Забайкалья.

1.2. Практика применения технологии для переработки руд сурьмяных месторождений.

1.2.1. Ренгенорадиометрическая сортировка руд (РРС сепарация).

1.2.2. Гравитационное обогащение.

1.2.3. Флотационное обогащение.

1.2.4. Комбинированные схемы.

1.2.5. Пирометаллургические методы переработки продуктов обогащения сурьмяных руд.

1.2.6. Гидрометаллургические методы выщелачивания сурьмы

1.3. Основные направления развития аппаратного оформления и технологии обогащения сурьмяных руд.

1.4. Задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ НА ПРИМЕРЕ ПЕРЕРАБОТКИ СУРЬМЯНЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕЕНИЯ «ЖИПКОША» 41 2.1. Характеристика исследуемых проб сурьмяных руд и методика выполнения экспериментов при разработке технологии их обогащения.

2.2. Исследование возможности применения монометодных схем обогащения сурьмяных руд

2.2.1. Гравитационное обогащение.

2.2.2. Флотационное обогащение.

2.2.3. Пирометаллургические методы переработки продуктов обогащения.

2.2.3.1. Зейгирование штуфных руд.

2.2.3.2. Возгоночный обжиг.

2.2.4. Гидрометаллургические методы рудного выщелачивания.

2.2.4.1. Сульфидно-щелочное выщелачивание.

2.2.4.2. Выщелачивание раствором хлорного железа.

2.2.4.3. Электролиз сурьмяных растворов.

2.3. Исследование технологических возможностей применения комбинированных методов обогащения сурьмяных руд и сравнение технологий переработки при помощи «критерия эффективности обогащения».

2.4 Выводы.

3. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ОСВОЕНИИ ЖИПКОШИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ СУРЬМЯНЫХ РУД.

3.1. Анализ условий и эффективности обогащения на примере технологии переработки сурьмяных руд месторождения Жипкоша

3.2. Расчёт технико-экономической эффективности ТЭО для строительства обогатительной фабрики при освоении месторождения Жипкоша.

3.2.1. Оценка схемы рентгеноспекгральной сепарации.

3.2.2. Оценка флотационной технологии.

3.3. Выбор производительности и приближенная оценка проектов технологических схем переработки сурьмяных руд месторождения Жипкоша.

3.4. Выводы.

4 . АНАЛИЗ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ, ПРЕДЛАГАЕМЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ

СУРЬМЯНЫХ РУД МЕЛКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ЖИПКОШИНСКОЙ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ.

4.1. Анализ возможности освоения технологии обогащения сурьмяных руд с использованием нестационарных обогатительных фабрик.

4.2. Возможность использования сборно-разборных обогатительных фабрик в районе работы комплекса.

4.3. Варианты проектных решений по использованию передвижных обогатительных фабрик.

4.4. Показатели рентабельности эффективных проектов освоения технологии обогащения сурьмяных руд на примере месторождения «Жипкоша».

4.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Предпроектная сравнительная оценка эффективных методов обогащения кварц-антимонитовых руд месторождения Жипкоша»

Актуальность решаемой задачи. Россия в последние десятилетия испытывает серьезные трудности в развитии отечественной сурьмяной промышленности в связи с потерей её сырьевой базы.

Освоение новых сурьмяных месторождений может быть осуществлено в Забайкальском крае, где располагается Забайкальское звено Монголо-Охотского пояса с существенно сурьмяным оруденением.

В настоящее время на территории Восточного Забайкалья насчитывается более 250 объектов сурьмяной минерализации различной интенсивности, что позволяет поставить вопрос о возможном развитии отрасли, однако на всех месторождениях и рудопроявлениях отсутствуют научные данные о технологических особенностях обогатимости сурьмяных руд, нет конкретных рекомендаций по технологии их обогащения и порядку освоения многочисленных мелких месторождений Забайкальского края.

Возникает необходимость решения задачи изыскания эффективных схем обогащения кварц-антимонитовых руд и научного обоснования принципов отработки сурьмяных месторождений с использованием комбинированных технологий в составе стационарных и модульных обогатительных комплексов.

Научная идея работы заключается в научной оценке способов выбора эффективных технологий обогащения, применительно к составу сурьмяных руд, для увеличения выпуска продукции на основе использования модульных обогатительных комплексов при освоении мелких месторождений.

Цель работы - разработка высокоэффективных комбинированных схем обогащения кварц-антимонитовых руд при освоении мелких месторождений.

Объекты исследования: рядовые и штуфные кварц-антимонитовые руды месторождения Жипкоша.

Предмет исследования: процессы переработки сурьмяных руд месторождения Жипкоша.

Основные задачи исследований:

1. Обзор минерально-сырьевой базы сурьмяных месторождений Забайкальского края.

2. Исследование технологических свойств кварц-антимонитовых руд месторождения Жипкоша и оценка перспектив его освоения.

3. Разработка технологических схем переработки руд месторождения Жипкоша.

4 Технико-экономическая оценка эффективности применения мономе-тодных и комбинированных схем обогащения сурьмяных руд мелких месторождений Восточного Забайкалья.

Методы исследования: в работе использовались технологические методы исследования на обогатимость, статистические методы обработки данных, технико-экономический анализ эффективности разработанных технологических решений, системный анализ методом математического моделирования с применением ЭВМ, патентно-информационный анализ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. При обогащении сульфидных и окисленных кварц-антимонитовых руд методами рентгенорадиометрической сепарации (РРС), гравитации, флотации, а также их комбинаций наиболее эффективной является комбинированная рентгенорадиометрическо-флотационная схема, обеспечивающая получение высококачественных кускового и флотационного концентратов марок КСУШ-1 и КСУФ-2 с извлечением сурьмы 95,9 %.

2. Освоение многочисленных кварц-антимонитовых объектов в Забайкалье целесообразно путем создания стационарных районных флотационных обогатительных фабрик, обеспечение которых сырьем в виде промпродуктов осуществляется за счет мелких месторождений с применением мобильных комплексов рентгенорадиометрической сепарации, а переработку флотационных концентратов необходимо производить по законченной технологической схеме с использованием пиро- и гидрометаллургических процессов и получением товарных продуктов в виде металлической сурьмы и её соединений.

Достоверность научных положений и рекомендаций подтверждается достаточной сходимостью теоретических и лабораторных исследований, применением методов современной обработки статистической информации и планирования экспериментов, представительным объемом экспериментальной части работы.

Научная новизна работы:

1. Предложен «критерий эффективности обогащения», позволяющий сравнивать с технологической точки зрения любые методы переработки минерального сырья с учетом основных характеристик операций переработки, таких как степень концентрации и извлечение, на предпроектной стадии работ.

2. Разработаны методические принципы подходов к освоению мелких сурьмяных месторождений и обоснованию видов обогатительных комплексов.

Практическая ценность работы:

1. Показана возможность получения товарных продуктов сурьмы и сурьмяных концентратов по разработанным гравитационной, флотационной, пиро-и гидрометаллургической схемам переработки сурьмяных руд Забайкалья непосредственно на месте, дана экономическая оценка возможности их применения.

2. Результаты исследований внедрены в учебный процесс ЧитГУ при чтении лекционного курса «Технология ОПИ» для студентов специальности «Обогащение полезных ископаемых».

3. Материалы исследований приняты к внедрению в ОАО «Забайкал-цветметНИИпроект» для анализа проектных решений по развитию сурьмяной промышленности в Забайкальском крае.

Личный вклад автора: разработка идеи, постановка цели и задач работы; анализ основных направлений технологий переработки сурьмяных руд, выполнение лабораторных исследований на рудах месторождения Жипкоша, обработка и анализ полученных данных, разработка технологических схем гравитации, флотации, пиро- и гидрометаллургии рядовых и богатых руд месторождения Жипкоша, экономическая оценка результатов внедрения технологических схем и анализ эффективности разработанных проектов.

Апробация работы: материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на пятой и восьмой всероссийских научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» в 2005 и 2008 гг., всероссийской конференции-конкурсе среди студентов выпускного курса (Санкт-Петербург, 2006), XII международной молодежной научно-практической конференции «Молодежь Забайкалья: перспектива развития края» (Чита, ЗабИЖТ, 2008).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 155 страницах и состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных

Заключение диссертации по теме «Обогащение полезных ископаемых», Тюменцев, Юрий Александрович

Основные результаты диссертации можно свести к следующему:

1. Предложен «критерий эффективности обогащения», позволяющий сравнивать с технологической точки зрения любые методы переработки минерального сырья с учетом основных характеристик операций переработки, таких как степень концентрации и извлечение, на предпроектной стадии работ.

2. Изучен вещественный состав кварц-антимонитовых руд типичного для Восточного Забайкалья месторождения Жипкоша и их технологические особенности, позволяющие рекомендовать различные методы обогащения и структуру схем разделения минералов.

3. Рассмотрены и рекомендованы технологические схемы и режимы для комбинированных вариантов переработки сурьмяных руд на месторождении Жипкоша с применением различных методов обогащения и сортировки с пиро- и гидрометаллургическим окончанием.

4. На первом этапе освоения месторождения рекомендовано использовать наиболее эффективный рентгенорадиометрическо-флотационный вариант переработки сурьмяных руд с получением двух концентратов КСУШ-1 и КСУФ-2, обеспечивающий извлечение сурьмы в концентраты 98,53%. На втором этапе освоения сурьмяных месторождений рекомендуется использовать законченную технологию переработки, включающую рентгенорадио-метрическую сепарацию и флотацию с пиро- и гидрометаллургическим окончанием и выпуском товарной продукции в виде металлической сурьмы и её соединений.

5. Рассчитаны основные технико-экономические показатели для всех технологически обоснованных схем переработки, при учете различной производительности обогатительного комплекса. Анализ экономических показателей определил начальную оптимальную производительность обогатительного комплекса на уровне 75-120 тыс. тонн руды в год.

6. На примере месторождения Жипкоша проведен сравнительный технико-экономический анализ эффективности основных направлений освоения мелких сурьмяных месторождений Восточного Забайкалья. Из всех рассмотренных проектов наиболее экономичным является комбинированный вариант в составе стационарной районной флотационной обогатительной фабрики и передвижного мобильного комплекса рентгенорадиометрической сепарации. Срок окупаемости по этому проекту составляет около 3,5 лет, вместо 7-9 при внедрении полностью мобильного комплекса, и значительно снижается минимально допустимая для обеспечения рентабельности предприятия производительность с 150 до 75 тыс.тонн в год, причем показатели чистого дисконтированного дохода и индекса внутренней доходности предприятия обеспечивают стабильную прибыль.

7. Результаты исследований диссертационной работы приняты к внедрению ООО «ЗабайкалцветметНИИпроект» для использования при оптимизации проектных решений в процессе проектирования и строительства обогатительных фабрик в Забайкальском крае.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационном исследовании решена научно-практическая задача разработки эффективных методов обогащения сурьмяных руд мелких месторождений Восточного Забайкалья на основе изучения технологических особенностей руд типичного их представителя месторождения Жипкоша, а также даны рекомендации по освоению многочисленных кварц-антимонитовых объектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тюменцев, Юрий Александрович, 2009 год

1. Абрамов А. А. Переработка, обогащение и комплексное использование твёрдых полезных ископаемых. Т.1. Обогатительные процессы и аппараты. Т.2. Технология переработки и обогащения минерального сырья./ А.А. Абрамов М.: Изд-во МГГУ, 2001.

2. Абрамов. А.А. Флотационные методы обогащения/ А.А. Абрамов -М.: Недра, 1993г. -412 с.

3. Абрамов Н.С. Передвижной рудосепарационный комплекс для по-кускового обогащения полезных ископаемых автоматическими методами / Н.С. Абрамов, Ю.А. Бродский, М.П. Зайцев М.: Цветная металлургия. 1993. № Ю. С. 8-10.

4. Алискеров В А. Экономика минерального сырья и геологоразведочных работ/ В А Алискеров., В.Л. Заверткин- М.: Геоинформмарк, 1998. 208с.

5. Андронов Л. И. Экономическая эффективность технического вооружения машиностроительного завода/ Л. И. Андронов М.—Л.: Машиностроение, 1965. 183с.

6. Астахов А.С. Экономика разведки, добычи и переработки полезных ископаемых (Геоэкономика)/ А.С. Астахов М.: Недра, 1991.

7. Баранников М. А. Экономика конструирования машин и приборов/М. А Баранников Ростов-на-Дону, 1968, 207с.

8. Барон Л.И. Коэффициенты крепости горных пород/ Л.И. Барон М.: Наука, 1972. 176с.

9. Барташев Л. В. Организация и экономика технической подготовки производства/ Л. В. Барташев М.: Высшая школа, 1972, 172с.

10. Барташев Л.В. Экономика конструирования машин и приборов/ Л.В Барташев., Л.И. Гамрат-Курек Рига: Латвийское издательство, 1964, 266с.

11. Барун М. А. Справочник по финансово-экономическим расчетам/ М. А. Барун М., «Финансы», 1971, 503с.

12. Бенцман Б.JI. Экономические вопросы прогрессивной технологии/ Б.Л. Бенцман- Саратов: Саратовское книжное изд-во, 1960, 139с.

13. Батюк А.Г Разработка новой технологии производства сурьмы и ее соединений. Химия и технология сурьмы./ А.Г Батюк, Р.Г. Валиулин, В.А. Лобанов, Н.Т. Пак Фрунзе: Илим, 1966. 105с.

14. Батюк А.Г. Исследования в области создания новой технологии производства сурьмы и ее соединений Химия и технология сурьмы/ А.Г Батюк., Р.Г Валиулин., В.А Лобанов., Н.Т. Пак Фрунзе: Илим, 1965. 84с.

15. Батюк А.Г. Химия и технология сурьмы/ А.Г. Батюк Фрунзе: Илим, 1985. 256с.

16. Богданов О. С. Справочник по обогащению руд Т. 1-3/О. С. Богданова, -М.: Недра, 1973-1974 г.г.

17. Боярко Г.Ю. Основы горного права России/ Г.Ю. Боярко Томск: ТПУ, 2000. 258с.

18. Боярко Ю.Г. Экономика минерального сырья/ Ю.Г. Боярко Томск: Аудит-Информ, 2000. 185с.

19. Бугров Ф.И. Справочные таблицы проектированию литейных цехов./ Ф.И. Бугров, Д. И. Головко М.—Л.: Машиностроение, 1964,231с.

20. Васильев В.Г. Сурьмяные оруденения Восточного Забайкалья/ В.Г. Васильев// Новый век — Новые открытия Межрегиональной конференции посвященной 40-летию Забайкальского комплексного научно-исследовательского института. — Чита, 2001 С.65-76.

21. Воробьев Н.К. Практикум по физической химии/ Н.К. Воробьев М.: Химия, 1975.412с.

22. Великанов К. М. Определение экономической эффективности научно-исследовательских работ/ К. М.Великанов, К. С. Карандашова — М.: ЛПИ им. Калинина, 1970, 122с.

23. Воротникова В. В. Нормирование труда инженерно-технических работников и служащих/ В. В.Воротникова, А. П.Пабленко, Г. Э. Слезингер М., «Экономика», 1970, 255с.

24. Танеев И.Г. Рудные ресурсы и их размещение по геоэпохам. Редкие литофильные металлы. Олово, сурьма, висмут/ И.Г. Танеев, С.Ф. Лугов, В.П. Федорчук М.: Недра, 1994. 362с.

25. Гатов Т.А. Экономическая оценка месторождений цветных металлов/ Т.А Гатов. М.: Недра, 1975. С.280

26. Гагут Л.Д. СНГ: новый путь развития в XXI веке/ Л.Д. Гагут М.: Русь, 2000, 150с.

27. Гокун В.Б. Технологические основы конструирования машин/ В.Б. Гокун М.—Л.:Машгиз,1963 736с/

28. Гольдман Е.А. Экономика геологоразведочных работ/ Е.А. Гольдман, З.М. Назарова, А.А. Маутина М.: Руды и металлы, 2000, 185с.

29. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации. Сурьма. 1995.

30. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации. Сурьма. 1997.

31. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации. Сурьма. 1998.

32. Гудалин Г.Г. Предпроектная экономическая оценка рудных месторождений/Г.Г. Гудалин М.: Недра, 1967, 130с.

33. Горная энциклопедия. Т. 1-5.-М.: Советская энциклопедия, 19811991гг

34. Горшков А.И Основы теории и технологии фотометрического метода обогащения полезных ископаемых "Электронные методы обогащения"/ А.И Горшков, И.В.Кошелев, В.А. Николаев М.: Госатом СССР, ВНИИХТ, 1978. 160с.

35. Давыдов И. С. Таблицы для подсчета веса металлов и металлоизделий/ И. С Давыдов, И. Б Окулов Москва—Свердловск: Машгиз, 1960, 460с.

36. Дергане A.JI. Финансово-экономическая оценка минеральных месторождений/ А.Л. Дерганее, Дж.Хилл, Л.Д. Казаченко М.:МГУ, 2000, 305с.

37. Егоров В.А. Обогащение полезных ископаемых./ В.А. Егоров — М.: «Недра», 1986.

38. Изгарышев Н. А. Электролиз сульфидно-щелочных растворов сурьмы. / Н. А. Изгарышев, С. А. Плетенев Цветные металлы. 1981 №2,.

39. Исакова Р.А. Основы вакуумной пироселекции полиметаллического сырья/ Р.А Исакова., В.Н Нестеров., Л.С. Челохсаев Алма-Ата: Наука, 1973, 255с.

40. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. СНиП 11-01-95. М.: Минстрой России, 1995.

41. Конъюнктура мировых рынков минерального сырья: Приложение к справочнику "Минеральные ресурсы мира" /. М.:МПР РФ. ГНПП "Аэрогеология", 1997.

42. Козловский Е.А. Минерально-сырьевые проблемы России накануне XXI века: Состояние и прогноз/ Е.А. Козловский М.: РАЕН, 1999.

43. Левченко А.И. Бизнесс-план инвестиционного проекта «Сурьма». ООО «Даурская горная компания»/ А.И. Левченоко, Ю.П. Ермолин. -Чита, 2003. 74с.

44. Лукьянец А. П. Исследование сульфидно-щелочных растворов трехвалентной сурьмы /Химия и технология сурьмы. Сборник статей под редакцией Р. К. Драчевской. Фрунзе: Илим. 1965,286 с.

45. Лещенко И.П. Сравнительная геолого-экономическая характеристика промышленных типов месторождений полезных ископаемых. Сурьма и ртуть / И.П. Лещенко, С.И. Кожанов, В.Д. Оськина М.: Мингео СССР. ВИЭМС., 1970, 245с.

46. Малахов А.И. Коррозия и основы гальваностегии/ А.И.Малахов, К.М. Тютина., Т.Е. Цупак М,: Химия, 1987, 205с.

47. Масленицкий И.Н Металлургия благородных металлов/ И.Н. Масле-ницкий, Л.В. Чугаев М.: Металлургия, 1987, 432с.

48. Мельников С.М. Металлургия ртути./ С.М. Мельников М.: «Металлургия», 1971, 360 с.

49. Мельников С.М. Сурьма/ С.М Мельников, А.А Розловский., A.M. Шуклин М: — Металургия, 1977,350с.

50. Мельников С.М. Сурьма/ С.М. Мельников, А.А. Розловский, A.M. Шуклин М.: Металургия, 1981, 256 с.

51. Меретуков М.А. Металлургия благородных металлов (зарубежный опыт)/ М.А., Меретуков, А.М Орлов. — М.: Металлургия, 1991. С.84.

52. Месторождения Забайкалья (коллектив авторов) М.: Геоинформ-марк, 1995.

53. Минеральные ресурсы мира на начало 1994 года/ М.: ВНИИ Зару-беж.Геология., 1995.

54. Минеральные ресурсы мира на начало 1996 года / М.:МПР РФ. ГШ 111 "Аэрогеология",1997.

55. Минеральные ресурсы мира на начало 1997 года / М.:МПР РФ. ГНПП "Аэрогеология", 1998.

56. Минеральные ресурсы России и других стран СНГ на начато 1998 года / М.: МПР РФ. ГНПП "Аэрогеология", 1999.

57. Минеральные ресурсы России/ М.: МПР РФ, 1997.

58. Мокроусов В.А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд/ В.А. Мокроусов, В.А. Лилеев М.: Недра. 1979, 128с.60.