книги из ГПНТБ / Федосеев, В. А. Экономика обогащения железных руд
.pdf
А К А Д Е М И Я |
Н А У К |
С С С Р |
ОРДЕНА ЛЕНИНА КОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ им. С. М. КИРОВА
В. А. Ф Е Д О С Е Е В
ЭКОНОМИКА
ОБОГАЩЕНИЯ
ЖЕЛЕЗНЫХ
РУД
И З Д А Т Е Л Ь С Т В О « Н А У К А »
Ленинградское отделение
ЛЕ НИНГ Р АД ■ 1 9 Т4
н ТРОЯЬКЫЙ Э К 8 Е М П > ^
У Д К 338.i + 66.022
Экономика обогащения железных руд. Ф е д о с е е в В. А. Ивд-во «Наука», Ленппгр. отд., Л ., 1—112.
В работе проанализировано современное состояние и основные направ ления развития обогащения железных руд. Приведен анализ техникоэкономических показателей подготовительных операций перед обогаще нием и основных способов обогащения. Рассмотрены методы обогащения применительно к различным типам железных руд и основные направле ния повышения технико-экономических показателей обогащения. Изло жена методика определения металлургической ценности железных руд и концентратов. Рассмотрено состояние комплексного использования железных руд. Предложена методика определения экономической эффек тивности комплексного использования железных руд. Табл — 41, библ. — 66 назв.
О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р К. В . Ш К О II Д А
Владимир Анатольевич Федосеев
ЭКОНОМИКА ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД
Редактор издательства Т. И. Т о к а р е в а
Художник И. П. К р е м л е й
Технический редактор И. М. К а ш е в а р о в а
Корректор Ф. Я. П е т р о в а
30701-584
1022-74
055 (02)-74
Утверждено к печати Президиумом ордена Ленина
Кольского филиала им. С. М. Кирова
Сдано в набор 1/VII 1974 г.
Подписано к печати 31/Х 1974 г. Формат бумаги GOх 90 */ц. Бумага JV5 1. Печ. л. 7 = = 7 уел. печ. л. Уч. иад. л. 7.40.
Изд. JM1 5664. Тип. зак. № 1295. М-26077. Тираж 1400. Цена 74 коп.
Ленинградское отделение издательства «Наука» 199164, Ленинград, Менделеевская лнпия, д. 1
1-я тип. издательства «Наука» 199034, Ленинград, В-34, 9 линия, д. 12
© Издательство «Наука», 1974
В В Е Д Е Н И Е
Современный технический уровень черной металлургии и задачи по ее дальнейшему развитию в свете решений XXIV съезда КПСС требуют непрерывного совершенствования способов обогащения железных руд, роста производства высококачественного кон центрата, повышения производительности труда на'обогатительных фабриках и снижения себестоимости концентр'ата. Экономическими предпосылками развития и совершенствования пр'&цёбсоц,.- обо гащения железных руд являются: возможность расширёй!Жя;<железорудной базы; обеспечение необходимого объема производства чугуна при меньшем количестве доменных печей; значительная экономия коксующихся углей и снижение расхода флюсов; повы шение технико-экономических показателей доменной плавки; эко номия затрат при транспортировке концентрата от рудников до металлургического завода (в случае обогащения руды на руд нике).
Современное развитие железорудной промышленности про исходит в направлении расширения типов и увеличения количества обогащаемых руд, повышения степени обогащения, применения новых эффективных методов и схем обогащения.
Капитальные затраты на строительство новых, реконструкцию и расширение действующих дробильно-сортировочных и обога тительных фабрик увеличиваются и занимают значительный удель ный вес в общей сумме капитальных вложений в железорудную промышленность. В структуре промышленно-производственных основных фондов железорудной промышленности удельный вес по дробильно-сортировочным и обогатительным фабрикам не прерывно возрастает.
С увеличением количества обогащаемых руд, повышением тех нической оснащенности обогатительных фабрик, ростом квалифи кации кадров, накоплением опыта в области научно-исследова тельских и проектных работ улучшаются и технико-экономические
показатели обогащения. |
|
1* |
3 |
При современных объемах производства железорудного сырья в условиях быстрого развития научно-технического прогресса и необходимости неуклонного повышения экономической эффек тивности обогащения руд разработка научных проблем, стоящих перед обогатителями, не может с успехом решаться без специаль ного анализа экономических вопросов обогащения.
В основе развития черной металлургии СССР лежат законо мерности, характерные для всей социалистической промышлен ности. В то же время обогащение руд отличается от других переделов черной металлургии. Эти различия определяются особен ностями материально-технической базы, характером и назначе нием продукции, специфическими условиями труда и производ ства, что в свою очередь обусловливает своеобразие экономики обогащения.
Экономические показатели обогащения тесно связаны с техно логическими и не могут рассматриваться в отрыве от них. При этом возникает необходимость выявления количественных связей между технологическими параметрами и экономическими показателями. Следовательно, изучение экономики обогащения не только не исключает, но и требует соответствующего анализа технологи ческих показателей производства. Для наиболее рационального использования минерально-сырьевых ресурсов изучаются проб лемы повышения эффективности производства, определяются перспективы развития обогащения руд, выявляются пути повы шения качества концентрата и комплексного использования руд, определяется оптимальная глубина обогащения, исследуются закономерности развития обогащения железных руд за рубежом и т. д. Естественно, что в объеме настоящей работы автор не имел возможности рассмотреть все вопросы экономики обогащения железных руд. Основное внимание в работе сосредоточено на сравнительном анализе технико-экономических показателей обо гащения железных руд различными методами и выявлении ре зервов их повышения. Рассмотрены вопросы методики определе ния металлургической ценности железных руд и концентратов. Значительное место отведено рассмотрению методики определения экономической эффективности обогащения железных руд.
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД
§ 1. Современное состояние обогащения железных руд
Добыча руды в России (в границах СССР) в 1913 г. составила 9.2 млн т, в том числе 74.5% на Юге, 19.3% на Урале и 6.1% в Центре. В 1914 г. в действии находилось 277 рудников — 47 на Юге, 180 на Урале и 50 в Центре [65].
Большие запасы богатых руд в Криворожском бассейне давали возможность развивать добычу лишь этих руд и снабжать бога тыми рудами металлургические заводы Юга. Потребность заводов Урала также легко удовлетворялась богатыми рудами. Поэтому обогащение железных руд и подготовка их к плавке в России почти отсутствовали. Обогащение железных руд осуществлялось лишь на Урале на трех промывочных фабриках (две на Гороблагодатском и одна на Высокогорском рудниках) для валунчатых бурожелезняковых и мартитовых руд. Общая производительность этих фаб рик по сырой руде составляла 150 тыс. т в год. На Бакальском руднике работали две батареи обжиговых печей для обжига сидеритовой руды производительностью 60 тыс. т в год. Первые опыты магнитного обогащения (гороблагодатских магнетитов) проведены в 1911 г. Исследования и проектные работы в области обогащения были начаты только в 1915—1916 гг. В 1913 г. из общей массы товарной руды доля подготовленной руды не пре вышала 0.1%. Таким образом, Советское государство унаследовало слаборазвитую железорудную промышленность, находящуюся на низком техническом уровне.
За годы гражданской войны и иностранной интервенции же лезорудная промышленность пришла в состояние почти полного упадка. С 1922 г. началось восстановление черной металлургии и железорудной промышленности. Получает развитие обогащение железных руд, главным образом на Урале. За период с 1917 по 1928 г. происходило восстановление старых и строительство новых промывочных и дробильно-сортировочных фабрик. С 1919
5
по 1940 г. нарастающим темпом началось строительство не только промывочных и дробильно-сортировочных фабрик, по и магнитообогатительных, а также фабрик с комбинированными схемами обогащения. В 1955—1956 гг. развернулось широкое строительство крупных обогатительных фабрик для обогащения мелко- и тонковкрапленных магнетитовых и магиетито-гематитовых .руд.
Увеличение количества обогатительных фабрик и их распреде ление по применяемым методам обогащения приведены в табл. 1-1.
Таблица 1-1
Типы обогатительных фабрик для обогащения железных руд
Фабрики |
|
|
Годы |
|
|
|
|
1913 |
1937 |
1947 |
1957 |
1967 |
1972 |
||
|
|||||||
Дробилыю-сортпровочыые и дро- |
|
6 |
19 |
51 |
57 |
61 |
|
бпльио-обогатптелыше с сухой маг |
|
|
|
|
|
|
|
нитной сепарацией |
2 |
6 |
9 |
9 |
8 |
8 |
|
Промывочные |
|||||||
Магиитообогатдтельыые |
— |
2 |
2 |
9 |
20 |
24 |
|
Гравитационные |
— |
1 |
1 |
2 |
6 |
8 |
|
Магнито-гравитационные |
— |
— |
— |
1 |
1 |
1 |
|
Флотациошше и магнито-флотацион- |
— |
— |
— |
1 |
2 |
3 |
|
пые |
— |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
Обжиг-магшггные |
— |
— |
|||||
Всего |
2 |
10 |
31 |
73 |
95 |
106 |
Непрерывное и все возрастающее вовлечепие в эксплуатацию большого числа месторождений бедных железных руд и повышение кондиционных требований к качеству подготовленного железо рудного сырья определяют современное развитие железорудной промышленности, а именно: возрастание количества железных руд, направляемых на обогащение, расширение областей применения обогащения, увеличение глубины обогащаемых руд, применение эффективных методов и схем обогащения.
На неизбежное увеличение объема добычи бедных руд оказы вает влияние ряд факторов:
1)ограниченность запасов богатых железных руд, не требую щих обогащения;
2)неравномерное распределение запасов богатых руд на тер ритории страны;
3)временная трудность или экономическая нецелесообразность
использования некоторой части богатых руд; 4) значительное разубоживание части богатых руд в резуль
тате разработки месторождений высокопроизводительными систе мами массового обрушения;
б
5) разубоживание богатых руд при добыче за счет бедных вследствие их совместного залегания.
Врезультате увеличения объема добычи бедных железных руд
ипроцесса разубоживания возрастает добыча руд, нуждающихся в обогащении. Процесс вовлечения в эксплуатацию бедных же лезных руд характеризуется повышением количества и удельного веса обогащаемых руд (табл. 1-2). Из табл. 1-2 видно, что за период
Таблица 1-2
Динамика добычи сырой руды и производства концентрата
|
|
|
|
|
Годы |
|
|
|
Показатели |
1955 |
I960 |
1965 |
1970 |
|
|
|
||||
Добыча сырой руды, млн т |
90.3 |
141.9 |
241.0 |
352.0 |
||
Направлено на обогащение из всей до- |
39.7 |
78.1 |
171.1 |
280.8 |
||
бытой сырой руды, млн т |
44.8 |
55.0 |
71.0 |
79.3 |
||
То же, % от добычи |
||||||
Производство концентрата, ылн т |
Не опр. |
40.7 |
83.7 |
120.8 |
||
в том числе с содержанием железа: |
0.4 |
0.4 |
' 22.0 |
47.7 |
||
63—65% |
и выше |
|||||
65% |
и выше |
— |
— |
2.4 |
30.4 |
|
Среднее |
содержание железа, %: |
49.7 |
44.5 |
40.8 |
37.3 |
|
в сырой руде |
||||||
в руде, |
направляемой на обога- |
Не опр. |
37.3 |
35.2 |
32.8 |
|
щение |
|
51.0 |
55.1 |
59.0 |
61.8 |
|
в концентрате |
||||||
с 1955 но 1970 г. количество обогащаемой железной руды опере жает рост добычи сырой руды. Это вызывает необходимость уве личения мощностей обогатительных фабрик, что вносит специфику
вразвитие, железорудной промышленности, превращая ее из добывающей отрасли, какой она была раньше, в добывающе-пере рабатывающую с большими материальными и трудовыми затра тами. Содержание »железа в добываемых рудах вследствие повы шения удельного веса добычи бедных руд на эксплуатируемых месторождениях и вовлечения в промышленный оборот новых месторождений бедных руд снизилось с 49.7% в 1955 г. до 37.3%
в1970 г. На обогащение в основном направляется руда из откры тых рудников (около 85% от добычи). Содержание железа в руде из открытых работ в среднем на 10% ниже, чем в руде из подзем
ных рудников. Руда, добытая подземным способом, поступает на обогащение в размере не более 35% от ее добычи. Однако себе стоимость руды при открытом способе добычи в 2.5 раза ниже себестоимости руды, добываемой подземным способом. Это уде шевление в значительной мере компенсирует расходы по обогаще нию руд, которые полностью перекрываются экономией в доменном производстве благодаря улучшению качества доменной шихты.
Для железорудной промышленности СССР характерно непре рывное .повышение качества товарной продукции за счет обогаще ния рудного сырья и увеличения доли концентрата в товарных рудах. В 1940 г. в СССР в основном перерабатывались богатые железные руды, удельный вес которых в товарной продукции со ставлял 90%, и только 10% товарной руды было получено в ре зультате обогащения.
В последующий период, несмотря на снижение содержания железа в добываемых рудах и в рудах, направляемых на обогаще ние, качество товарных железных руд неуклонно повышается. Содержание железа в товарной руде возросло с 53.8% в 1955 г. до 58.8% в 1970. г Повышение качества товарных руд обусловлено непрерывным повышением содержания железа в концентрате и увеличением его доли в товарной руде. Среднее содержание железа в концентрате в 1970 г. составило 61.8% по сравнению с 51.0% в 1955 г. (табл. 1-2). Доля]концентрата в общем количе стве товарной руды увеличилась с 38.1% в 1955 г. до 62.0%в 1970 г. (табл. 1-3).
Т а б л и ц а 1-3
Динамика производства товарной железной руды
|
|
|
Годы |
|
Показатели |
1955 |
1960 |
1965 |
1970 |
|
||||
Произведено товарной руды, млн т |
71.9 |
101.6 |
151.9 |
194.7 |
Выход товарной руды из исходной, % |
79.6 |
74.6 |
63.7 |
54.9 |
Количество сырой руды на 1 т товар |
1.25 |
1.36 |
1.58 |
1.82 |
ной, т |
|
|
|
|
Содержание железа в руде, %: |
49.7 |
44.5 |
40.8 |
37.3 |
ИСХОДНОЙ |
||||
товарной |
53.8 |
54.3 |
56.7 |
58.8 |
Извлечение железа в товарную руду, % |
92.5 |
88.4 |
84.9 |
83.0 |
Удельный вес концентрата в общем |
38.1 |
40.1 |
55.1 |
62.0 |
количестве товарной руды, % |
|
|
|
|
Производство концентрата возросло с 40.7 млн т в 1960 г. до 120.8 млн т в 1970 г. За этот период произошло не только абсо лютное и относительное увеличение производства концентрата, но и значительно повысилось качество концентрата (табл. 1-2). Несмотря на снижение содержания железа в руде, направляемой на обогащение (с 37.3% в 1960 г. до 32.8% в 1970 г.), содержание железа в концентрате возросло за этот же период с 55.1% до 61.8%. Это является результатом того, что наряду с высоким абсолютным приростом мощности обогатительных фабрик непре рывно совершенствуются технологические методы и процессы
8
обогащения железных руд, осуществляется переход к более глу боким схемам обогащения. Такое направление соответствует расширяющемуся диапазону добываемых руд и повышению эф фективности обогащения.
В табл. 1-4 приведены данные об удельном весе отдельных методов обогащения железных руд с 1940 по 1970 г. В 1940 г. гравитационным методом в простейших его формах (промывка, мокрое грохочение) было произведено 82.8% концентрата, сухой магнитной сепарацией — 13.8% и мокрой магнитной сепарацией — 0.4%. К 1955 г. доля концентрата, полученного простейшими спо-
Т а б л и ц а 1-4
Удельный вес отдельных методов обогащения железных руд в 1940—1970 гг.
|
|
Произведено товарного концентрата |
|
|||||
Методы обогащения |
1940 г. |
1955 г. |
1965 г. |
|
1970 г. |
|||
|
млн т |
7„ |
млн т |
% |
млп т |
% |
млп т |
7о |
Гравитационное |
|
|
|
|
|
|
|
|
обогащеиие(включая |
2.4 |
82.8 |
7.0 |
30.1 |
7.5 |
9.3 |
7.8 |
6.4 |
промывку) |
||||||||
Сухая магнитная |
0.4 |
13.8 |
11.5 |
49.4 |
18.6 |
22.9 |
11.7 |
9.6- |
сепарация |
||||||||
Мокрая магнитная |
0.1 |
0/1 |
4.8 |
20.5 |
54.2 |
66.6 |
97.7 |
81.0- |
сепарация |
||||||||
Обжиг-магиитное |
_ |
_ |
_ |
_ |
0.9 |
1.1 |
3.5 |
2.9 |
обогащение |
||||||||
Флотационное |
- |
- |
- |
- |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
обогащение |
||||||||
Всего |
2.9 |
100 |
23.3 |
100 |
81.3 |
100 |
120.8 |
100 |
собами обогащения (гравитационными), снизилась до 30.1%. Получили развитие более сложные методы обогащения — сухая и мокрая магнитная сепарация. Количество концентрата, полу ченного сухой магнитной сепарацией, возросло в 28 раз, а мок рой — в 48 раз. Доля концентрата, полученного этими методами,, соответственно увеличилась до 49.5 и 20.5%.
В 1965—1970 гг. развивались все три метода обогащения, причем особенно интенсивно метод мокрой магнитной сепарации,. Доля которого по товарному концентрату в 1970 г. достигла 81.0%. Кроме того, осваивались новые методы обогащения — обжигмагнитный и флотационный. Удельный вес обжиг-магнитного обогащения в общем выпуске концентрата составил в 1970 г.
2.9%.
■ Капитальные затраты на строительство новых, реконструкцию- . и расширение действующих дробильно-сортировочных и обога-
9'