Файл: Федосеев, В. А. Экономика обогащения железных руд.pdf

Таблица Н-З

Структура затрат по операциям обогащения 1 т руды, %

Измельчение железных руд на обогатительных фабриках осу­ ществляется в несколько стадий в стержневых и шаровых мельни­ цах. Различие технологических схем измельчения действующих обогатительных фабрик заключается в количестве стадий измель­ чения и первичной подготовке руды к обогащению. Обогатительные фабрики за рубежом работают по двухстадиальным схемам измель­ чения. В первой стадии измельчения применяются, как правило, стержневые мельницы диаметром 3200 мм, работающие в откры­ том цикле, во второй — шаровые мельницы такого же размера.

В последнее время наблюдается тенденция к увеличению раз­ меров стержневых и шаровых мельниц. Отечественные стержне­ вые и шаровые мельницы по размерам превышают зарубежные и отличаются более высокой удельной производительностью.

Процесс измельчения руд требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. Со снижением крупности измельчения удельные затраты возрастают. Однако установить достаточно опре­ деленную зависимость между удельными капитальными и эксплуа­ тационными затратами и крупностью измельчения руды затруд­ нительно, так как затраты на измельчение зависят кроме началь­ ной и конечной крупности измельчения материала также от целого ряда других факторов — степени измельчения руды, конструк­ ции, размера и типа мельниц, эксплуатационных условий работы мельниц. При этом затраты на измельчение в значительно большей мере зависят от степени измельчения руды, чем затраты на дроб­ ление от крупности той же руды.

На измельчение руды падает большая часть затрат. Из струк­ туры затрат на обогащение 1 т руды (табл. Н-З) по некоторым гор­ нообогатительным комбинатам видно, что если на операцию обо­ гащения (магнитная сепарация) приходится 5—10% затрат от всех затрат по переработке 1 т руды, то удельный вес расходов на измельчение колеблется от 50 до 60 %.

Распределение затрат по стадиям измельчения на различных фабриках зависит от крупности измельчения и механических

23

свойств руды. Если на первой стадии руда измельчается до круп­ ности 50—55% класса — 0.074 мм, то большая часть затрат падает на первую стадию. При измельчении руды на первой стадии в стержневых мельницах до 16—35% класса — 0.074 мм основ­ ная сумма затрат на измельчение приходится на вторую стадию.

Анализ структуры затратна измельчение (табл. Н-4) показывает, что основными причинами больших капитальных и эксплуа­ тационных затрат являются: значительная металлоемкость измельчительного оборудования, большой расход вспомогательных мате­ риалов (стержней, шаров, футеровочной стали), а также сравнп-

Т а б л и ц а II-4

Структура затрат на измельчение 1 т руды, %

тельно высокий расход электроэнергии [40 J. Кроме того, довольно большой удельный вес занимают затраты на текущий ремонт и содержание основных средств.

Расход мелющих тел (шаров, стержней) на 1 т руды зависит от качества металла, из которого они изготовлены, и условий измельчения. Расход стальных шаров составляет 0.5—1.0 кг/т, чугунных шаров — 1.0—1.5 кг/т, но может при некачественном из­ готовлении шаров быть более высоким. Расход стержней обратно пропорционален производительности стержневых мельниц и ко­ леблется от 0.1 до 1.0 кг/т измельченной руды.

В табл. П-5, по данным института «Механобр», приведены нормы расхода вспомогательных материалов в расчете на одну мельницу определенного типа й размера.

24

Т а б л и ц а II-5

Нормы расхода вспомогательных материалов на одиу мельницу в зависимости от типа и размера

Удельный вес расходов на мелющие тела и футеровочнук» сталь- в структуре затрат на измельчение составляет 40—50%. Такиевысокие затраты по этой статье в значительной мере зависят от качества стержней, шаров и футеровочной стали, которое в те­ чение ряда лет продолжает оставаться сравнительно низким. В США расход шаров составляет 0.5—0.6 кг/т руды. Изготов­ ляются они из специальных легированных марок сталей и имеют твердость 500—550 единиц по Бринелю. Твердость шаров, изго­ товленных на отечественных предприятиях, не превышает 200— 300 единиц по Бринелю.

Измельчение руд является энергоемким процессом. Расход,

При измельчении руды до 0.3—0.2 мы расход электроэнергии в среднем составляет 7—10 квт-ч/т руды. При снижении степени измельчения до 0.2—0.15 мм расход электроэнергии увеличи-

25

вается до 10—15 квт• ч/т, а при тонком измельчении (до 0.15— 0.074 мм) он повышается и составляет 14—21 квт-ч/т.

Наиболее энергоемкими являются стержневые и шаровые мель­ ницы, которые потребляют свыше 90% всей энергии, расходу­ емой на измельчение н классификацию. Удельный расход

использования измельчительного оборудования колеблется в пре­ делах 0.7—0.95. Он определяет коэффициент экстенсивного исполь­ зования оборудования обогатительных фабрик в целом. Простои, зависящие от измельчительного оборудования, занимают наиболь­ ший удельный вес (50—60%) от всех простоев обогатительных фаб­ рик. Время простоев фабрик определяется в основном временем на планово-предупредительные ремонты (ПИР) и замену мель­ ниц нз-за износа брони барабана. Время ППР на фабриках, рабо­ тающих по схемам, где на I стадии измельчения установлены стержневые мельницы, примерно в два раза больше, чем на фаб­ риках, работающих по схемам с шаровыми мельницами. Это объяс­ няется тем, что срок службы брони барабана стержневых мельниц в два раза ниже, чем шаровых.

Коэффициент интенсивной нагрузки измельчительного обору­ дования колеблется по отдельным фабрикам в значительных пре­ делах. Наиболее низкие коэффициенты интенсивной нагрузки

Выше отмечалось,что затраты на измельчение являются основной статьей расходов при обогащения железных руд. Поэтому техникоэкономические показатели обогащения в значительной мере определяются операциями измельчения, позволяющими, в част­ ности, добиться оптимальной степени раскрытия минералов и круп­ ности материала, получаемого в результате измельчения. Переизмельчение резко сипжает экономические показателп обога­ щения.

В настоящее время большое внимание уделяется разработке более эффективной технологии измельчения и новых видов измель­ чительного оборудования. Успешно ведутся исследования по разработке конструкций агрегатов для эффективного осуществле­ ния таких процессов, как самоизмельчение руд, сухое измельче­ ние, измельчение руд в безшаровых мельницах. Самоизмельчение руд помимо экономии расхода мелющих тел и соответственного снижения за счет этого эксплуатационных затрат позволяет повысить технологические показатели обогащения, а также обес­ печить необходимое раскрытие рудных минералов при более круп­ ном измельчении, чем в шаровых мельницах.

26

Процесс самоизмельчения в настоящее время в промышленном масштабе внедрен на Ингулецком ГОКе. Самоизмельчение желез­ ных руд крупностью до 600 мм позволяет значительно снизить капитальные и эксплуатационные затраты на стадии подготовки руд к обогащению за счет исключения среднего и мелкого дроб­ ления. .

Эффективность подготовки руды к обогащению определяется крупностью получаемого промежуточного продукта и количе­ ством выведенных из процесса обогащения отходов. Отношение количества готового продукта (обычно класса —0.074 мм) в про­ межуточном продукте после I стадии обогащения к объему измельчительного оборудования называется удельной производи­ тельностью мельниц по готовому продукту (в т/м3-ч). Показатель удельной производительности является синтезирующим показа­ телем, так как он учитывает все факторы, влияющие на произво­ дительность измельчительного оборудования. Этот показатель может служить критерием для оценки различных схем измель­ чения.

Показатель удельной производительности измельчительного оборудования по готовому продукту в значительной степени за­ висит от минералогического состава и петрографических особен­ ностей руд. Например, при увеличении вкрапленности нерудных минералов уже на сравнительно крупном материале достигается

ветственно увеличивается удельная производительность по гото­ вому продукту. При различных схемах измельчения и типе при­ меняемого измельчительного оборудования характер роста удель­ ной производительности неодинаков. Это может служить основой для выбора наиболее рационального измельчительного обору­ дования при обогащении различных типов руд.

П. Е. Остапенко [40] установлена зависимость удельной произ­ водительности по готовому продукту от выхода хвостов на I ста­ дии обогащения по схемам со стержневой и шаровой мельницами при обогащении магнетитовых кварцитов в условиях обогатитель­ ных фабрик ЮГОКа. С увеличением выхода хвостов на I стадии обогащения удельная производительность по готовому продукту для обеих мельниц возрастает, причем для стержневой мельницы этот рост более интенсивен п при выходе 36—40% хвостов прямые пересекаются. Точка пересечения может быть принята для раз­ граничения области применения стержневых и шаровых мель­ ниц.

Стержневая мельница дает по сравнению с шаровой меньшее ошламование материала и меньший выход крупных классов, т. е разгрузка стержневой мельницы более равномерна по' крупности. Стержневые мельницы чаще всего рекомендуются для измельче­ ния до 1 —3 мм и широко применяются для подготовки руд к маг­

27