СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ РУДНОГО ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО Российский патент 2000 года по МПК B03B7/00 B03B5/60 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при обогащении руды, содержащей золото и другие благородные и редкие металлы.

Известен способ обогащения рудного полезного ископаемого, включающий измельчение руды с последующим разделением ее на концентрат ценного компонента и на хвосты, подаваемые по пульповоду в гидроотвал с образованием в нем из выпускаемой пульпы надводного пляжа и отстойного прудка системы оборотного водоснабжения фабрики обогащения (Евдокимов П.Д., Сизов Г.Т. Проектирование и эксплуатация хвостового хозяйства обогатительных фабрик. М.: Недра, 1978, с. 3 - 5).

Недостатком известного способа обогащения является его низкая эффективность вследствие того, что значительная часть ценных компонентов остается в отвальных хвостах, прежде всего в их песковой фракции, при этом уменьшение содержания ценных компонентов в хвостах часто возможно только при тонком и сверхтонком измельчении всей песковой фракции, осуществляемом с периодическим обесшламливанием, что связано с высокими затратами. Дополнительно накопление большого количества хвостов в гидроотвале неизбежно связано со значительным загрязнением окружающей среды, при этом хвосты в гидроотвале постоянно насыщены водою, что снижает безопасность отвала при эксплуатации, а следовательно, и уменьшает его вместимость.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности обогащения рудного полезного ископаемого за счет выделения дополнительного концентрата ценных компонентов из хвостов, обогащенных и обесшламленных в гидроотвале временного хранения, и в сведении к минимуму загрязнения окружающей среды при одновременном повышении безопасности при эксплуатации отвала длительного хранения хвостов и увеличении его вместимости за счет складирования хвостов в отвале в обезвоженном состоянии.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обогащения рудного полезного ископаемого, включающем измельчение руды с последующим разделением ее на концентрат ценного компонента и на хвосты, подаваемые по пульповоду в гидроотвал с образованием в нем из выпускаемой пульпы надводного пляжа и отстойного прудка системы оборотного водоснабжения фабрики обогащения, согласно изобретению, подачу хвостов с фабрики осуществляют в гидроотвал временного хранения, емкость которого в плане перегораживают на две или более карты, заполняемые хвостами поочередно, причем при очередном заполнении карты выпуск пульпы из пульповода осуществляют с постоянным сохранением на одном участке периметра карты надводного пляжа. После заполнения карты хвосты в ней обезвоживают и в хвостах устанавливают границу между образовавшимися в процессе заполнения карты продуктивной зоной с повышенным содержанием ценного компонента и непродуктивной зоной, после чего хвосты из карты извлекают, при этом хвосты из непродуктивной зоны в обезвоженном состоянии размещают в отвале длительного хранения, а хвосты из продуктивной зоны доизмельчают с последующим выделением из них дополнительного концентрата ценного компонента. Гидроотвал временного хранения создают в пределах площади отвала длительного хранения, а обезвоживание хвостов в карте осуществляют с использованием электроосмоса. Выпуск пульпы осуществляют рассредоточенно на участке периметра карты, при этом рассредоточенно выпускают часть пульпы, причем из нижней части пульповода, а оставшуюся в пульповоде пульпу сливают в карту из его торца и на расстоянии от участка рассредоточенного выпуска пульпы.

Сущность изобретения заключается в том, что складирование хвостов осуществляют поочередно в карты гидроотвала временного хранения хвостов с сохранением во время очередного заполнения карты надводного пляжа постоянно на одном участке ее периметра и с последующим обезвоживанием хвостов в карте. Прежде всего именно это позволяет получить непосредственно возле выпусков пульпы обесшламленные продуктивные хвосты с повышенным содержанием ценных компонентов и выделить из них дополнительный концентрат, а зашламленные непродуктивные хвосты, составляющие обычно более 80% объема всех хвостов, вывести из процесса обогащения и "насухо" заскладировать их за пределами гидроотвала, за счет чего и достигается раннее указанный технический результат.

Переработка старых хвостов законсервированных гидроотвалов (хвостохранилищ), например золотосодержащих, известна ( Лодейников В.В. и др. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом. - Металлургия, 1973, с. 92 - 95). Однако в известных случаях отработку хвостов осуществляют только на не функционирующих гидроотвалах, складирование хвостов на которых было осуществлено с разных участков периметра гидроотвала и при "блуждающем" в плане отстойном прудке, что привело к переслаиванию различных фракций хвостов по высоте карты, поэтому выделить в таком гидроотвале зону продуктивных хвостов не представляется возможным. В результате этого отработку хвостов осуществляют подряд с последующим обесшламливанием и доизмельчением всего объема отрабатываемых хвостов, что существенно снижает, в сравнении с предложенным способом, эффективность получения концентрата из хвостов. Дополнительно в условиях постоянного повышения требований экологической безопасности гидравлическое складирование большого количества хвостов на длительное хранение связано с высокими затратами на выполнение емкости с водонепроницаемым покрытием всей ее внутренней поверхности. Устройство же гидроотвала временного хранения хвостов с последующим их перескладированием "насухо" позволяет выполнить экологические требования при относительно малых затратах.

На фиг. 1 изображен гидроотвал временного хранения хвостов, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3.

Гидроотвал 1 временного хранения хвостов создают в хвостовой части отвала 2 длительного хранения хвостов, ограниченного нагорными канавами 3 и ранее функционировавшего как гидроотвал. Емкость гидроотвала 1 образуют посредством замкнутой в плане ограждающей дамбой 4 и внутренними перегородками 5, 6 и 7 разделяют на карты 8 и 9 с образованием между ними емкости для прудка 10 осветленной воды - маневровая емкость системы оборотного водоснабжения фабрики обогащения. Ограждающую дамбу 4 и перегородки 5, 6 и 7 создают из хвостов отвала 2 с превышением гребня над расчетной поверхностью складируемых в карте хвостов по всему ее периметру. Ложе гидроотвала 1 экранируют пленкой 11 (фиг. 2) из полимерного материала, которую в пределах карт 8 и 9 покрывают водопроницаемой постелью 12 с размещением в ней дренажных труб-катодов 13. Каждую карту 8 и 9 гидравлически сообщают с прудком 10 осветленной воды посредством сбросного колодца 14, который размещают в карте на откосе внутренней перегородки, при этом его водоотводящий коллектор 15 выполняют с задвижкой 16, расположенной во вспомогательном колодце 17. Хвосты, образующиеся на фабрике при измельчении руды с последующим выделением из нее концентрата ценных компонентов, по пульповоду 18 направляют в гидроотвал 1 временного хранения, карты 8 и 9 которого заполняют хвостами поочередно. При этом из пульповода 18 часть пульпы выпускают рассредоточенно на участке периметра карты посредством выпусков 19 из нижней части пульповода 18, уложенного на промежуточные опоры 20 (фиг. 4), а оставшуюся в пульповоде 18 пульпу сливают в карту из его торца 21, расположенного на расстоянии от выпусков 19. Каждый выпуск 19 состоит из присоединенного к днищу пульповода патрубка 22, задвижки 23 и рукава 24 (фиг. 4) и обеспечивает отбор пульпы и подачу ее в карту с более крупными и тяжелыми песковыми фракциями. Из торца же 21 пульповода 18 в карту сливают шламовую (непродуктивную) пульпу. Образование в карте из пульпы надводного пляжа 25 и его постоянное сохранение на участке расположения выпусков 19 обеспечивают своевременным перепуском воды через сбросной колодец 14 (задвижка 16 открыта) из отстойного прудка 26 в прудок 10 осветленной воды с последующей подачей воды в систему оборотного водоснабжения фабрики. В процессе намыва надводного пляжа 25 происходит дальнейшая сортировка частиц хвостов. Непосредственно у выпусков 19, особенно у первых по направлению движения пульпы, откладываются наиболее крупные и тяжелые песковые фракции, прежде всего содержащие вкрапления тяжелых компонентов, таких как золото и других благородных металлов. В результате этого естественным путем происходит гравитационное внутриотвальное обогащение хвостов с образованием в карте гидроотвала 1 обесшламленной продуктивной зоны 27 с повышенным содержанием компонентов в хвостах, расположенных вдоль перегородки 5 непосредственно у выпусков 19, и непродуктивной зоны 28, включающей в себя в плане место отстойного прудка 26 и большую часть надводного пляжа 25.

Наиболее полное заполнение карты достигается за счет сведения к минимуму площади отстойного прудка 26 на завершающем этапе заполнения и периодического изменения места расположения торца 21 пульповода.

После заполнения, например карты 8, выпуск пульпы осуществляют в карту 9, а в карте 8 ликвидируют отстойный прудок 26 с последующим обезвоживанием хвостов, осуществляемым при закрытой задвижке 16 и с использованием электроосмоса. Для чего дренажные трубы-катоды 13 и анодные электроды 29, размещенные на поверхности хвостов, подсоединяют к источнику постоянного электрического тока (не показан). Под действием тока в хвостах происходит электроосмос, увеличивающий интенсивность водоотдачи хвостов, прежде всего в шламовой (прудковой) части карты, до 10 - 20 и более раз. Дренажная вода из труб-катодов 13 по коллекторной трубе 30 поступает в накопительный приямок 31, после чего эта вода насосом (не показан) по трубе 32 подается в прудок 10 осветленной воды.

После такого быстрого обезвоживания хвостов в карте 8, сократившего продолжительность очередного технологического цикла использования карты, опробованием устанавливают границу 33 между продуктивной зоной 27 хвостов и непродуктивной зоной 28. После этого хвосты из карты 8 транспортными средствами извлекают, при этом хвосты из непродуктивной зоны 28 в сухом состоянии перемещают к месту их складирования в пределах площади отвала 2 для их длительного хранения (при необходимости эти хвосты используют для досоздания гидроотвала 1), а хвосты из продуктивной зоны 27 возвращают на фабрику обогащения, где эти хвосты доизмельчают и из них выделяют дополнительный концентрат ценных компонентов.

На особо холодный период года закрытием задвижек 23 рассредоточенный выпуск пульпы может быть временно прекращен. В этом случае выпуск всей пульпы из пульповода 18 осуществляется через его торец 21 под уровень воды (под лед) в прудке 26. Целесообразно также создание в пределах гидроотвала 1 дополнительной карты (не показана), специально приспособленной для зимнего складирования хвостов.

Размещение хвостов в отвале 2 осуществляют кучно и с защитой от водной и ветровой эрозии.

В результате многократной смены карты складирования в гидроотвале 1 временного хранения хвостов высота отвала 2 длительного хранения возрастает, что усложняет работы по перемещению хвостов. Поэтому при необходимости в пределах площади, занятой отвалом 2, аналогичным образом создают новый гидроотвал временного хранения хвостов (не показан).

Гидроотвал 1 может создаваться на любой подходящей для него площадке естественного рельефа, например, при задействовании новой фабрики обогащения, и может содержать число карт более двух.

Именно выделение из хвостов дополнительного концентрата ценных компонентов повышает эффективность обогащения и способствует переходу на новый способ складирования хвостов по схеме: фабрика - временный гидроотвал - сухой отвал. Последнее в существенной мере предотвращает загрязнение подземных вод, повышает надежность отвала длительного хранения и увеличивает его вместимость, причем часто без выделения новых площадей и с сохранением гидравлической транспортировки хвостов на участке фабрика - временный гидроотвал. Применение электроосмоса позволяет сократить продолжительность обезвоживания хвостов и тем самым свести объем технологической карты, а следовательно, и гидроотвала 1 до минимума.

Использование: в горной промышленности, в частности при обогащении руды, содержащей золото и другие благородные и редкие металлы. Сущность изобретения: хвосты, образующиеся на фабрике при измельчении руды с последующим выделением из нее концентрата ценных компонентов, складируют в гидроотвал временного хранения, емкость которого разделяют перегородками на карты, заполняемые хвостами поочередно. При очередном заполнении карты выпуск пульпы из пульповода осуществляют с образованием в ней из пульпы надводного пляжа, постоянно сохраняемого на одном участке периметра карты, и отстойного прудка системы оборотного водоснабжения фабрики обогащения. После заполнения карты хвосты в ней обезвоживают и в хвостах устанавливают границу между образовавшимися в процессе заполнения карты продуктивной зоной с повышенным содержанием ценных компонентов и непродуктивной зоной. Хвосты из карты извлекают, при этом хвосты из непродуктивной зоны в обезвоженном состоянии размещают в отвале длительного хранения, а хвосты из продуктивной зоны доизмельчают с последующим выделением из них дополнительного концентрата ценных компонентов. Изобретение повышает эффективность обогащения рудного полезного ископаемого за счет доизвлечения ценного компонента из гидроотвалов и снижает загрязнение окружающей среды. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ обогащения рудного полезного ископаемого, включающий измельчение руды с последующим разделением ее на концентрат ценного компонента и на хвосты, подаваемые по пульповоду в гидроотвал с образованием в нем из выпускаемой пульпы надводного пляжа и отстойного прудка системы оборотного водоснабжения фабрики обогащения, отличающийся тем, что подачу хвостов с фабрики осуществляют в гидроотвал временного хранения, емкость которого в плане перегораживают на две или более карты, заполняемые хвостами поочередно, причем при очередном заполнении карты выпуск пульпы из пульповода осуществляют с постоянным сохранением на одном участке периметра карты надводного пляжа, а после заполнения карты хвосты в ней обезвоживают и в хвостах устанавливают границу между образовавшимися в процессе заполнения карты продуктивной зоной с повышенным содержанием ценного компонента и непродуктивной зоной, после чего хвосты из карты извлекают, при этом хвосты из непродуктивной зоны в обезвоженном состоянии размещают в отвале длительного хранения, а хвосты из продуктивной зоны доизмельчают с последующим выделением из них дополнительного концентрата ценного компонента. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроотвал временного хранения создают в пределах площади отвала длительного хранения. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпуск пульпы осуществляют рассредоточенно на участке периметра карты. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обезвоживание хвостов в карте осуществляют с использованием электроосмоса. 5. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что рассредоточенно выпускают часть пульпы, причем из нижней части пульповода, а оставшуюся в пульповоде пульпу сливают в карту из его торца и на расстоянии от участка рассредоточенного выпуска пульпы.