Выбор и обоснование технологической схемы обогащения серных руд (на примере Гаурдакского месторождения)

Расположение скважин и порядок их включения являются основными вопросами проектирования и эксплуатации месторождения. Они определяют такие важнейшие технологические и экономические параметры, как степень извлечения серы, производительность скважины, время работы скважины, степень взаимноговлияния скважин (интерференция), удельный расход теплоносителя, объем капитальных затрат, себестоимость и т. п. Рис. 5. Принципиальная технологическая схема подземной выплавки серы: 1 – водоем; 2 – водозаборная станция; 3 – водонагревательное устройство; 4 – нагнетательная скважина; 5 – сероотборная скважина; 6 – охладитель-отстойник; 7 – сероносный пласт.Основные технико-экономические показатели способа ПВС:- удельный расход теплоносителя – 17–30 м3/т;- удельный расход сжатого воздуха – 30 м3/т;- извлечение серы из недр – 40 %. Рис. 6. Геотехнологический комплекс по добыче серы методом подземной выплавки: I – склад жидкой серы [1](1-цистерна; 2 – погрузочная эстакада; 3 – насос для перекачки жидкой серы; 4 – электроподогреватели); II – цех фильтрации жидкой серы (1- фильтры, 2 –насос, 3-баки-приемники); III – участковая насосная станция перекачки жидкой серы; IV– отработанная серо-добычная скважина; V –действующие серо-добычные скважины; VI – кустовая насосная станция по перекачке жидкой серы; VII – контрольно-замерный пункт; VIII – водоотливная скважина; IХ – пункт приготовления реагентов; Х – котельная; ХI – компрессорная.При использовании метода подземной выплавкиS разводка трубопроводов для доставки добытого полезного ископаемого от скважины до склада осуществляется по металлическим трубам различных диаметров. Сера является исключительно агрессивной, вследствие чего оборудование может быстро выйти из строя.Сера должна находиться в трубах в жидкотекучем состоянии(t = 160–170 °С)/Способа подземной выплавки для получения комовой серы является наиболее экономичным, экологичным и безопасным.3. Выбор технологической схемы для обогащения руд Гаурдакского месторожденияОпределение схемы обогащения руд самородной серы напрямую зависит от используемого способадобычи, типа руд, распределения серы в руде, минерального состава руд, взаимопрорастания минералов. Для руд Гаурдакского месторождения, расположенных вблизи поверхности и добываемых с применением открытых горных работ, рекомендуется использованиефлотации с последующей переработкой серных концентратов плавкой. Руды, расположенные на глубоких горизонтах, рекомендуется извлекать и перерабатывать методом Фраша.ФлотацияДля огипсованных руд месторожденияГаурдак, содержащих 16–36 % серы, 40–60 % гипса и кальцита, рекомендуется флотация с последующей плавкой идообогащением хвостов этой плавки с предварительной классификацией на пески и шламы, перефлотацией слива классификатора в отдельном цикле и доработкой песковой части автоклавной плавкой (рис.7). При дофлотациислива можно получить концентрат, содержащий более 68 % серы и извлечением 97 %. Для предотвращения интенсивной кристаллизации гипса применяются комплексные аминополикарбоновые кислоты и их производные, в частности, ингибиторы солеотложений ДПФ-1 и ИНК-М.Флотацию серных руд Гаурдакского месторождения следует осуществлять с подачей в пульпу аполярного собирателя, вспенивателя, (частично обладающего и собирающими свойствами) и регулятора. В качестве собирателя обычно используются керосин или соляровое масло. При меньших затратах применение солярового масла обеспечивает получение более высоких технологических показателей, чем использование керосина. В качестве вспенивателярекомендуется использовать реагентТ-66, Расход реагентов при флотации напрямую зависит от содержания полезного компонента, флотоактивности пустой породы,тонины измельчения, содержания флотореагентов в используемой оборотной воде,разжижения пульпы, и др. факторов [13].Расход собирателя на флотацию одной тонны руд Гаурдакского месторождения составит около 1 кг.Расход вспенивателя в связи с использованием оборотных вод без очистки на Гаурдакскойфабрике может составить 255 г/т руды.При флотации руд Гаурдакского месторождения рекомендовано использование полиакриламида в количестве около 5 г/т руды. Регулятор подается в цикл измельчения, собиратель перед флотацией, вспенивательнапрямую в процесс флотации. Иногда может возникнуть необходимость в подаче собирателя при флотации серы непосредственно в мельницу.Рис. 7. Рекомендуемый цикл переработки руд Гаурдакского месторожденияИсследования, проведенные в ГИГХС Р.А. Малинским, а затем Н.И. Задко, указывают на преимущества дробной подачи аполярного -или гетерополярного собирателя и вспенивателя по фронту флотации перед единовременной подачей реагентов на основную флотацию. При этом повышаются качественные показатели флотации и снижается расход реагентов. Плотность пульпы имеет большое значение при флотации серы из руд. Она обычно составляет 16–25 %. По результатм некоторых исследований, область оптимальных значений плотности при проведении перечистных операций расположена в пределах 6–10% или 10–15% твердого вещества, что обеспечивает получение наиболее качественного концентрата, по сравнению м обычными условиями. Для достижения подобной плотности необходимодополнение схемы обогащения операцией сгущения промежуточных продуктов. Слив сгустителя может быть использован на фабрике вместо свежей воды.Таблица 3.Рекомендуемые реагенты для проведения флотации по рудам Гаурдакского месторожденияРеагентНаименованиеПримерный расходаполярный собирательсоляровое масло1000 г/твспенивательТ-66255 г/трегуляторполиакриламид5 г/тдепрессоры, подавителисода, жидкое стекло, полифосфаты-ингибиторДПФ-1 и ИНК-М-Метод ПВСМетодом ПВС получают конечный продукт – комковую серу (минуется этап обогащения серных руд).Сравнительный анализ технологических свойств различных серных пород[2] показал, что благоприятными свойствами для подземной выплавки серы обладают породы с полосчатыми, вкрапленно-прожилковыми, гнездово-прожилковыми и гнездово-полосчатыми текстурами. Неблагоприятные технологические свойства имеют породы с вкрапленной, гнездовой, мелкопрожилковой и массивной текстурами. Установлено, что наиболее богатыми рудами бывают породы с вкрапленно-прожилковой, вкрапленно-прожилково-полосчатой и вкрапленно-полосчатойтекстурами. Наблюдается взаимосвязь между текстурой пород и их обогатимостью. Легкообогатимыми являются породы с полосчато-перекристаллизованной,гнездовой, вкрапленной, вкрапленно-прожилковой и прожилковой текстурами; трудно-обогатимы породы с массивной, мелковкрапленной и мелкопрожилковой текстурамиПримерное распределение запасов серы по глубинам на Гаурдакском месторождении следующее: сухие необводненные руды до 100 м – 15 %, обводненные руды от 100 до 200 м – 20 %, от 200-300 м – 30 %, свыше 300 м – 35 %. Пористость пород в среднем 4–17%.Приемистость серодобычных скважин в условиях Гаурдакскогоместорождения определяется не столько водопроводимостью пласта, сколько гидравлическим сопротивлением труб и разностью плотностей пластовых вод и нагнетаемой водыВысокая проницаемость вместе с большой разностью удельных весов теплоносителя и пластовых вод в прискваженной зоне приобретает вертикальное направление, а затем распространяется вдоль водоупора по восстанию, пластовые воды не оттесняются от забоя скважины, на границе раздела их часть подогревается и также всплывает вверх, а их место занимают новые порции пластовой воды. Сера выплавляется только в прискважинной зоне, имеющей сравнительно небольшие размеры. Сера, выплавляемая вдоль горизонтального движения теплоносителя, не поступает к скважине, а заполняет карстовые полости и застывает в них, что свидетельствует о необходимости бесперебойной подачи теплоносителя, либо увеличения его плотности. Рекомендованная сеть скважин 20×20 и 10×10 м.Снижение напоров пластовых вод, проводимое для обеспечения работы карьеров приводит к уменьшению площадей, отработка которых может производиться методом ПВС, и к потере значительных запасов серы в недрах. Отработка должна начинаться с наиболее приподнятых участках и развиваться вниз по падению тела.Сера, добытая методом ПВС имеет преимущества перед продукцией автоклавного способа, так как количество примесей в ней минимально, однако потери полезного ископаемого ощутимо выше.Для уменьшения зольности (содержания соединений кремния) применяется метод отстоя. Сера по серопроводу подается в отстойные емкости, нижняя конусная (45º) часть отстойника обеспечивает самопроизвольное сползание золы. Рекомендованное время отстоя для Гаурдакского месторождения 2–6 часов.ЗаключениеПри выполнении работы выполненывыбор и обоснование технологической схемы обогащения серных руд на примере Гаурдакского месторождения самородной серы.Дана общая характеристика геологического строения Гаурдакского месторождения; указаны особенности руд месторождения; описаны основные технологические схемы обогащения серных руд; выбрана и обоснована технологическая схема для обогащения руд Гаурдакского месторождения.Для обогащения руд, извлекаемых из карьеров, предполагается использовать флотацию с последующей плавкой идообогащением хвостов плавки с предварительной классификацией на пески и шламы, перефлотацией слива классификатора в отдельном цикле и доработкой песковой части автоклавной плавкой. Для извлечения и обогащения руд, расположенных на глубоких горизонтах, предлагается использовать метод Фраша.