книги из ГПНТБ / Федосеев, В. А. Экономика обогащения железных руд

Т а б л п ц а Ш-7

Структура затрат на обогащение 1 т концентрата на гравитационных фабриках, %

Энергетические затраты и вспомогательные материалы зани­ мают небольшой удельный вес в расходах по переделу. Вспомо­ гательными материалами при гравитационном обогащении явля­ ются мелющие тела (шары, стержни), используемые при дроб­ лении и измельчении, и футеровочная сталь, а такжетопливо, необходимое для подогрева воды в зимнее время. Расход электро­ энергии на 1 т исходной руды в зависимости от схем обогащения руд колеблется от 2.83 до 17.57 квт-ч.

Расход воды при гравитационном обогащении составляет 14—18 м3 на 1 т перерабатываемой рудьт, в том числе 70—85% воды оборотной. Использование оборотной воды мало отражается на общих затратах на воду ввиду необходимости расхода электро­ энергии на перекачку, но влечет за собой снижение капитальных затрат на освоение природных и с т о ч н и к о в водоснабжения.

Динамика объема производства концентрата, стоимости про­ мышленно-производственных основных фондов с учетом общерудничных цехов и объектов и фондоемкости за период с 1960 по 1970 г. на фабриках гравитационного обогащения представ­ лена в табл. Ш-8. Повышение стоимости промышленно-производ­ ственных основных фондов за рассматриваемый период без при­ роста мощностей обусловлено высокими капитальными затратами на строительство опытной обогатительной фабрики на руднике им. Коминтерна и фабрики шахты «Гвардейская».

40 '

Т а б л и ц а Ш-8

Производство концентрата л стоимость основных фондов по фабрикам гравитационного обогащения

Т а б л и ц а Ш-9

Коэффициент экстенсивной нагрузки оборудования фабрик гравитационного обогащения

Приведенные в табл. Ш-9 коэффициенты экстенсивной на­ грузки оборудования фабрик гравитационного обогащения пока­ зывают, что онп колеблются в значительных пределах (0.46— 0.71) и в среднем оказываются значительно ниже, чем на промы­ вочных фабриках.

Производительность труда на фабриках гравитационного обо­ гащения в среднем сравнительно не высока. Годовой объем про­ изводства на одного трудящегося по исходной руде изменяется от 48 тыс. т на фабрике им. Дзержинского до 6.2 тыс. т на фабрике им. К. Либкнехта. Это дает основание сделать вывод о больших неиспользованных резервах повышения производительности труда как на отдельных фабриках, так и по всем фабрикам грави­ тационного обогащения.

§ 3. Магнитное обогащение

Магнитная сепарация является наиболее распространенным и де­ шевым методом обогащения железных руд. Она основана на раз­ личии магнитных свойств железосодержащих минералов и пустой

41.

породы. Обогащение магнитной сепарацией заключается в воз­ действии магнитного поля на движущиеся в зоне его влияния частицы руды, в результате чего частицы с большей магнитной восприимчивостью отделяются от остальных.

По магнитной восприимчивости минералы разделяются на группы (табл. II1-10).

Таблица Ш-10

Распределение минералов по удельной магнитной восприимчивости

Магнитная сепарация как самостоятельный процесс получила широкое применение для обогащения бедных магнетитовых руд. Основной принцип современной технологии магнитного обога­ щения заключается в стадиальном измельчении руды и удалении после каждой стадии измельчения в отходы посредством магнит­ ной сепарации раскрытых зерен пустой породы. Эта технология позволяет избежать лишних расходов на измельчение всей пустой породы, а также обеспечивает получение концентрата с высоким содержанием железа за счет удаления на первых стадиях обога­ щения значительной части тонковкрапленных бедных сростков, для раскрытия и обогащения которых потребовалось бы более тонкое измельчение, чем принятое по схеме.

Магнитному обогащению могут подвергаться все руды, в кото­ рых основным рудным минералом является магнетит. При круп­ ной вкрапленности магнетита применяется сухая магнитная сепа­ рация, при мелкой и тонкой — мокрая сепарация. В некоторых случаях сухая магнитная сепарация может применяться при мел­ ком измельчении руды, но при этом значительно ухудшаются санитарно-гигиенические условия работы, что требует значитель­ ных затрат на организацию мероприятий по обеспыливанию.

При обогащении перавномерновкраплонных руд первая ста­ дия магнитной сепарации, в процессе которой удаляются бедные хвосты, может осуществляться сухим способом. Выделенный про­ межуточный продукт подлежит дальнейшему глубокому обогаще­ нию. Экономической предпосылкой осуществления сухого маг-

42

нытного обогащения в начале процесса является возможность выделить при этой операции 15—25% хвостов с низким содержа­ нием железа и уменьшить количество пустой породы для последую­ щего тонкого измельчения, связанного с большими капитальными п эксплуатационными затратами.

Фабрики, предназначенные для осуществления первой стадии обогащения, называются фабриками первичного обогащения. Типичная технологическая схема фабрики первичного обогаще­ ния включает дробление в 2—3 стадии и грохочение. Крупные фракции руды подвергаются в дальнейшем сухой магнитной сепарации с выдачей промежуточного продукта (иногда доменной руды). Мелкие фракции направляются на агломерацию.

Первичное обогащение железных руд осуществляется в сле­ дующих случаях:

1)когда размещение фабрики для глубокого обогащения про­ межуточного продукта совместного с фабрикой первичного обогащения невозможно или экономически нецелесообразно (ограниченность водных и энергетических ресурсов, не­ благоприятные условия промплощадки и т. д.);

2)при значительном удалении рудника от металлургического

завода, что вызывает необходимость сушки концентрата в зимнее время и создания специальных вагонов для транс­ портировки мелких фракций;

3)для обогащения неравномерно вкрапленных сернистых руд, когда обессеривание в основном осуществляется в про­ цессе агломерации;

1)при обогащении чистых от вредных примесей магнетитовых руд при условии получения кондиционной кусковой до­ менной руды, глубокое обогащение которой нецелесо­

образно.

Для обогащения бедных тонковкрапленных магнетитовых руд служат фабрики глубокого обогащения. На этих фабриках при­ меняется схема, при которой дробление производится обычно в 3—4 стадии с последующим измельчением на мельницах и клас­ сификацией.

Мокрая магнитная сепарация производится в 2—3 и пять ста­ дий с выделением в начальных стадиях отвальных хвостов и.про­ межуточных продуктов, идущих на додрабливание и классифика­ цию. Содержание железа в готовом концентрате в этом случае в 1.5—2 раза повышается по сравнению с исходной рудой. Ста­ дийность схем определяется крупностью измельчения, которая является основным фактором при выборе типа магнитных сепа­ раторов. Производительность сепаратора определяется в основ­ ном крупностью материала, направляемого на сепарацию. Более высокая производительность достигается на фабриках, где по тех­ нологической схеме первичная сепарация осуществляется на сливе стержневых мельниц крупностью б—0 мм.

43

Применение таких схем обогащения возможно, если железо, содержащееся в руде, на 80—95% связано с магнетитом. При большем содержании железа, связанного со слабомагнитными минералами, неизбежны его значительные потери в хвостах. Руды, содержащие значительное количество слабомагнитиых ми­ нералов с небольшим количеством железистых кварцитов, обо­ гащаются по комбинированной магнитно-флотационной схеме. Мокрая магнитная сепарация осуществляется перед флотацией.

Применение комбинированных схем экономически целесо­ образно тогда, когда более дешевым методом обогащения (напри­ мер, магнитной сепарацией) выделяется часть концентрата в на­ чальной стадии технологического процесса и уменьшается коли­ чество материала, поступающего на последующую более дорогую операцию обогащения.

Взависимости от технологических свойств руды, вещественного состава (химического п минералогического), механических свойств магнитное обогащение осуществляется одним из следующих способов: сухая магнитная сепарация, мокрая магнитная сепа­ рация, магнитно-гравитационное обогащение, магнитно-флота­ ционное обогащение п гравитационно-флотационное обогащение.

В1970 г. сухой магнитной сепарацией было получено 11.7 млн т

концентрата с содержанием железа 53.5%. Выход концентрата

всреднем по всем фабрикам сухой магнитной сепарации соста­ вил 63.5%, извлечение железа в концентрат — 86.5%, превыше­ ние содержанпя железа в концентрате по сравнению с исходной рудой — 14.1%. Удельный вес концентрата сухой магнитной сепарации и промежуточного продукта, полученного сухой маг­ нитной сепарацией на фабриках первичного обогащения, составил

в1970 г. 9.6% от общего производства концентрата.

Основные технологические показатели сухой магнитной сепара­ ции по некоторым фабрикам приведены в табл. Ш-11.

Фондоемкость производства концентрата сухой магнитной сепа­ рации по отдельным фабрикам снижается, однако в целом по от­ расли она возрастает (табл. Ш-12). Причины увеличения фондо­ емкости те же, что и по дробильно-сортировочным фабрикам. Сле­ дует отметить, что влияние ввода в эксплуатацию новых фабрик сухой магнитной сепарации оказывает большее влияние, чем это имело место при рассмотрении дробильно-сортировочных фабрик. Так, увеличение фондоемкости (на исходную руду) в период 1960—1965 гг. на 6% было связано только с вводом новых предприятий, а в период с 1965—1970 гг. увеличение фондо­ емкости за счет ввода новых предприятий составило 19.5% от общего прироста 49%.

Коэффициенты экстенсивной нагрузки оборудования фабрик сухой магнитной сепарации приведены в табл. III-13.

Структура себестоимости концентрата сухой магнитной сепа­ рации представлена в табл. Ш-14. Из таблицы видно, что струн-

44

Т а б л и ц а III-ll

Основные технологические показатели сухой магнитной сепарации, %

тура себестоимости концентрата по отдельным фабрикам значи­ тельно различается. Так, удельный вес затрат на сырье колеблется от 47.8% до 92.5%, расходы по переделу составляют 5.0—26.8%. Значительные колебания наблюдаются и по внепронзводственным расходам. Различия в структуре себестоимости концентрата по отдельным фабрикам объясняются в основном неодинаковой себестоимостью руды, поступающей на обогатительные фабрики.

Таблица Ш-12

Производство концентрата и стоимость основных фондов сухой магнитной сепарации

45

Т а б л и ц а Ш-13

Коэффициент экстенсивной нагрузки оборудования фабрик сухой магнитной сепарации

Стоимость фабричного передела 1 т исходной руды по сухому весу в среднем по всем фабрикам сухой магнитной сепарации со­ ставила в 1970 г. 0.55 руб. Для более полного анализа формирова­ ния себестоимости концентрата целесообразно рассмотреть струк­ туру затрат на обогащение 1 т концентрата (табл. Ш-15).

Т а б л и ц а III-14

Структура себестоимости 1 т концентрата сухой магнитной сепарации, %

ского ГОКа

46

Т а б л и ц а 111-15

Структура затрат на обогащение 1 т концентрата сухой магнитной сепарации, %

Из табл. Ш-15 видно, что большая часть затрат приходится на работу транспортных цехов и амортизацию основных средств. Это объясняется сравнительно высоким уровнем механизации и автоматизации производства на фабриках сухой магнитной сепарации. Значительный удельный вес энергетических затрат вызван еще и тем, что механическое разделение полезных мине­ ралов и пустой породы является сравнительно энергоемкой опе­ рацией. Особенно велико потребление электроэнергии, которая используется в основном в качестве двигательной, обеспечивая привод большого количества энергоемкого оборудования (дроби­ лок, мельниц, классификаторов и т. д.). Расход электроэнергии на 1 т исходной руды в пересчете на сухой вес по фабрикам сухой магнитной сепарации колеблется от 0.97 до 2.36 квт-час.

Производительность труда ио некоторым фабрикам сухой магнитной сепарации приведена в табл. Ш-16. Из таблицы видно, что производительность труда на этих фабриках весьма значи­ тельно колеблется. Это указывает на имеющиеся большие не­ использованные резервы на многих фабриках.

Мокрой магнитной сепарацией в 1970 г. получено 97.7 млн т концентрата. Выход концентрата от исходной руды по всем фабри­ кам мокрой магнитной сепарации в среднем равен 38.6%. Извле­ чение железа в концентрат составляет 74.6%. Среднее содержание железа в концентрате мокрого обогащения достигло 63.596, что значительно превышает содержание железа в концентратах, полу­ ченных другими методами обогащения. Содержание железа в кон­ центрате по сравнению с исходной рудой при мокром магнитном обогащении также значительно выше, чем при обогащении рас-

47

Т а б л и ц а IJI-1G

Производительность труда по фабрикам сухого магнитного обогащения

смотренными выше методами и составляет 30.5%. Содержание влаги в исходной руде составляет 2.5%, влажность концентрата —

9.4%.

Удельный вес концентрата мокрого магнитного обогащения с учетом концентрата, полученного по магнитно-гравитационной схеме на Оленегорском ГОКе, от общего объема производства концентрата за 1970 г, достиг 81.0%.

Основные технологические показатели мокрой магнитной се­ парации по отдельным фабрикам приведены в табл. II1-17. Из таб­ лицы видно, что выход концентрата изменяется в широких пре­ делах — от 35.04% (МОФ НК ГОКа) до 72.9% (Абагурская МОФ КМК). Исключение составляет МОФ Качканарского ГОКа с выходом концентрата 18.9%, где обогащению подвергаются titv таномагнетитовые руды, содержащие 17.07% железа.

Процесс обогащения, мокрой магнитной сепарацией является наиболее трудоемким. Динамика фондоемкости по фабрикам мокрого магнитного обогащения за 1960—1970 гг. представлена

втабл. Ш-18. За период с 1961 по 1965 г. в эксплуатацию были введены новые предприятия со значительно более высокой про­ ектной мощностью по сравнению с действующими. К ипм относятся Качканарский ГОК, Коршуновский ГОК, горнообогатительные комбинаты Криворожского бассейна, а также фабрика мокрой магнитной сепарации Соколовско-Сарбайского ГОКа. Введенные

вэксплуатацию в этот период предприятия по объему перераба­ тываемой исходной руды и получаемого товарного концентрата составили соответственно 48.6 и 43.1% к общему объему произ­ водства всех фабрик мокрой магнитной сепарации, а по промыш-

48