2. ЗБАГАЧУВАЛЬНІ ФАБРИКИ
2.1 Класифікація процесів переробки корисних копалин
Процеси збагачення полягають у розділенні мінералів на основі відмінностей у їхніх властивостях (густини, змочуваності, магнітної сприйнятливості, твердості та ін.).
Послідовні прийоми механічної обробки корисної копалини, здійснювані з метою зміни її якості або розділення на продукти різної якості, називаються технологічними операціями.
Продукт, що надходить в операцію, зветься вихідним або живленням операції. У процесі переробки корисної копалини одержують наступні продукти: концентрат — продукт із найбільшим вмістом корисних мінералів і найменшим породних; промпродукт — проміжний продукт, що за вмістом корисного компонента не є кондиційним концентратом чи відвальними хвостами і потребує подальшої переробки; промпродукт — це суміш зростків корисних і породних мінералів та розкритих зерен корисного компоненту і пустої породи (міксту); відходи — продукт із найбільшим вмістом породних мінералів і найменшим корисних.
За технологічним призначенням процеси переробки корисних копалин на збагачувальних фабриках підрозділяються на:
– підготовчі, призначені для розкриття корисної компоненти, розділення корисної копалини на машинні класи, попереднього знешламлення тощо;
– основні, або збагачувальні, призначені для власне розділення вихідного продукту на концентрат, відходи та промпродукт, для чого використовують відмінності в їхніх властивостях;
– допоміжні, або заключні, застосовувані для згущення, зневоднення, знешламлювання, знепилювання і регенерації оборотних вод.
У результаті збагачення корисної копалини повинні бути досягнуті такі технологічні показники, що задовольнили б споживачів і відповідали б максимальній повноті вилучення корисних компонентів.
Крім технологічних процесів, для нормального функціонування збагачувальної фабрики повинні бути передбачені процеси виробничого обслуговування: внутрішньоцеховий транспорт корисної копалини і продуктів її переробки, постачання фабрики водою й електроенергією, технологічний контроль якості сировини і продуктів переробки.
2.2 Класифікація і склад збагачувальних фабрик
Збагачувальна фабрика — це промислове підприємство, призначене для первинної обробки корисної копалини з метою добування з неї одного або декількох товарних продуктів з підвищеним вмістом корисних мінералів або зниженим вмістом шкідливих домішок.
Збагачувальні фабрики класифікують залежно від трьох основних ознак: застосовуваного збагачувального процесу, роду корисної копалини, що переробляється, і продуктивності фабрики.
Залежно від застосовуваного збагачувального процесу збагачувальні фабрики можна розділити на:
– дробильно-сортувальні, призначені для дроблення й грохочення, зокрема будівельних матеріалів і флюсів, а також для сортування вугілля і горючих сланців;
– промивні, використовувані при збагаченні розсипних руд благородних металів, фосфоритів і руд чорних металів;
– гравітаційні, найчастіше застосовуються при збагаченні руд рідкісних металів, вугілля, марганцевих та олов’яних руд;
– магнітозбагачувальні, головним чином, переробляють магнетитові руди;
– флотаційні, призначені для збагачення руд кольорових і рідкісних металів та неметалічних корисних копалин.
Збагачувальні фабрики з комбінованими процесами збагачення використовуються в практиці переробки багатьох корисних копалин у тих випадках, коли застосування одного методу не дозволяє досягти необхідних техніко-економічних показників або компоненти, що вилучаються, дуже різноманітні за властивостями. Наприклад, на вуглезбагачувальних фабриках крупні класи збагачують гравітаційними процесами, а шлами — флотацією; залізні руди з частково зруйнованою пустою породою збагачують на промивально-гравітаційних фабриках.
За видом корисної копалини, що переробляється, розрізняють фабрики для збагачення азбестових, баритових, вольфрамових, графітових, залізних, марганцевих, мідних, молібденових, нікелевих, сірчаних, флюоритових руд, польових шпатів, слюди, вугілля, тальку й інших видів мінеральної сировини.
За продуктивністю збагачувальні фабрики розділяють на:
– фабрики малої продуктивності — до 1500 т/доб,
– фабрики середньої продуктивності — 1500-9000 т/доб,
– фабрики великої продуктивності — 9000-27000 т/доб,
– фабрики дуже великої продуктивності – понад 27000 т/доб.
Вуглезбагачувальні фабрики за територіальним розташуванням щодо шахт-постачальників вугілля підрозділяють на:
– індивідуальні (ІЗФ), розташовані на території шахти, вугілля якої збагачують;
– групові (ГЗФ), призначені для збагачення вугілля групи шахт і розташовані на території однієї із шахт цієї групи;
– центральні (ЦЗФ), розташовані на окремій території і призначені для збагачення вугілля ряду шахт, які знаходяться на будь-якій відстані від фабрики.
До складу збагачувальних фабрик входять основні виробничі і допоміжні цехи та відділення.
До основних цехів і відділень фабрик, безпосередньо зв’язаних з обробкою корисних копалин, належать:
– відділення прийому сировини, обладнане вагоноперекидачами, ямами або площадками для вивантаження негабаритної сировини і розвантаження ушкоджених вагонів, прийомними бункерами, живильниками і стрічковими конвеєрами;
– цех крупного дроблення, який у своєму складі має дробарки крупного дроблення, грохоти, живильники, транспортні засоби;
– дозувально-акумулюючі бункери — на рудних збагачувальних фабриках входять до складу цеху середнього дроблення, на вуглезбагачувальних – самостійний цех;
– склади сировини — можуть бути відкритими, закритими і напівбункерними залежно від крупності й цінності складованого матеріалу;
– цех середнього і дрібного дроблення, укомплектований дробарками середнього і дрібного дроблення, грохотами, живильниками і стрічковими конвеєрами;
– відділення подрібнення — розташовується в головному корпусі фабрики, до його складу входять розподільні бункери, живильники, млини, класифікатори, гідроциклони, транспортні засоби (конвеєри, насоси);
– відділення збагачення — представлене різними апаратами для концентрації (відсаджувальними і флотаційними машинами, важкосередовищними, гвинтовими або магнітними сепараторами, концентраційними столами та ін.), а також необхідними для нормальної роботи завантажувальними і транспортними засобами;
– відділення зневоднення — залежно від крупності продуктів, що зневоднюються, може включати грохоти, центрифуги, згущувачі, вакуум-фільтри (дискові, барабанні, стрічкові) та фільтр-преси, завантажувальні і транспортні засоби;
– цех сушки, обладнаний сушарками різних конструкцій (барабанними, трубами-сушарками, сушарками киплячого шару), апаратами пиловловлювання і газоочищення;
– склади готової продукції — залежно від крупності, гігроскопічності і цінності концентратів можуть бути відкриті і закриті;
– цех відвантаження готової продукції, представлений різними навантажувальними і вантажопідйомними механізмами. Для особливо цінних продуктів у цеху відвантаження передбачається відділення пакування;
– цех складування відходів — включає до свого складу басейни-сховища, терикони, акумулюючі ємності, конвеєри, насоси, автосамоскиди, залізничні вагони.
До допоміжних виробничих цехів і відділень збагачувальної фабрики входять:
– цех водопостачання, що обслуговує насосні станції, водоводи і мережі;
– цех електропостачання, що обслуговує електропідстанції, розподільні пункти, мережі;
– ремонтний цех — включає ремонтно-механічні майстерні загального і спеціалізованого призначення;
– реагентне відділення, призначене для прийому, зберігання, підготовки і доставки реагентів;
– котельня — забезпечує нормальні умови життєдіяльності цехів і служб фабрики;
– відділ технічного контролю (ВТК) — здійснює оперативний контроль технологічних показників роботи фабрики. Аналіз проб виконується в хімічній лабораторії фабрики;
– науково-дослідна лабораторія, призначена для: попередніх випробовувань збагачуваності окремих різновидів корисних копалин, що переробляються на фабриці; досліджень операцій і вузлів технологічної схеми для встановлення оптимальних (раціональних) режимів переробки; дослідження нових реагентних режимів;
– склади запчастин, матеріалів і палива, призначені для забезпечення безперебійної роботи фабрики;
– керівництво фабрики — здійснює технічне керування фабрикою і контроль за дотриманням виробничих нормативів (спільно з адміністративно-господарською службою).
Деякі цехи і служби на окремій збагачувальній фабриці можуть бути відсутні. Наприклад, на вуглезбагачувальних фабриках немає цехів дроблення і подрібнення; на фабриках, що входять до складу заводів, відпадає необхідність у багатьох допоміжних цехах; не витримується структура і на фабриках малої продуктивності, де все обладнання розміщується в одному корпусі.
2.3 Схеми переробки корисних копалин
Приймаючи рішення про переробку корисної копалини, намічають схему збагачення, що складається з ряду технологічних операцій.
Технологічними називаються операції механічної або іншої обробки корисної копалини, призначені для зміни її якості або для розділення на продукти різної якості.
Схема збагачення – це графічне зображення сукупності технологічних операцій, яким підлягає корисна копалина на збагачувальній фабриці.
Залежно від деталізації схеми переробки корисних копалин підрозділяють на принципові і повні. На принципових схемах зображують окремі цикли і стадії збагачення, на повних — всі операції.
Циклом збагачення називається відособлена група операцій збагачення корисної копалини, що має загальні ознаки щодо якості корисної копалини, мети збагачення або до процесу збагачення і його режиму. Наприклад, при флотації поліметалічної руди розрізняють цикли колективної, мідної, свинцевої і цинкової флотації.
Стадією збагачення називається сукупність операцій збагачення, які здійснені з вихідною рудою або дробленим до певної крупності продуктом. Таким чином, число стадій схеми збагачення залежить від числа операцій зміни крупності матеріалу, що переробляється.
Схема збагачення, що містить дані про якість і кількість корисної копалини і продуктів її обробки, називається якісно-кількісною, а схема, що містить дані про кількість води в окремих операціях і продуктах, називається водно-шламовою. При об’єднанні цих схем в одну одержують технологічну схему збагачення.
Схемою обладнання називається графічне зображення шляху проходження корисної копалини і продуктів її обробки через всі апарати із зазначенням їхнього типу, розміру і числа.
Одним з основних завдань прийнятої схеми збагачення є забезпечення випуску продукції, якість якої повинна задовольняти вимоги державних стандартів або технічних умов міністерств.
При розробці технологічних схем можна користуватися такими способами зображення (рис. 2.1): лінійним, апаратним і масштабним (об’ємним).
Найчастіше користуються лінійним і апаратним зображеннями схем, тому що масштабне зображення, хоч і більш наочне, але і більш трудомістке.
