Основы технологий обогащения полезных ископаемых"

Определение величины минимального промышленного содержания в руде двуокиси титана. Оценка минерально-ресурсной базы титана Украины. Отработка титановых объектов с позиций комплексности. Недостатки технологической схемы и пути ее усовершенствования.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 05.11.2018
Размер файла 1,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный горный университет, г. Днепр Факультет - механико-машиностроительный Кафедра-обогащение полезных ископаемых

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Основы технологий обогащения полезных ископаемых»

Группа - Б-ПК-14. Студентки - Мазиловой А.С.

Исходные данные

ВАР.

СОДЕРЖАНИЕ ИЛЬМЕНИТА В ПРОДУКТАХ ОБОГАЩЕНИЯ, %

1

2

3

5

6

7

8

9

10

12

13

15

17

19

20

1

4,8

5,0

1,5

14,0

1,5

2,5

0,6

2,5

0,7

9,5

0,7

26,5

34,1

19,8

3,5

ВАР

СОДЕРЖАНИЕ ИЛЬМЕНИТА В ПРОДУКТАХ ОБОГАЩЕНИЯ, %

21

23

24

27

28

29

31

35

37

39

40

43

45

47

48

1

46,0

14,1

0,6

96,4

48,0

65,0

29,4

85,4

97,6

33,2

1,1

80,2

94,8

97,2

97,0

ВАР

ЧАСТНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ, %

ОБЩЕЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ, %

15

17

21

25

29

43

45

37

48

1

70,0

65,0

60,0

75,0

60,0

60,0

70,0

80,0

87,0

1. Сырьевая база

1.1 Ильменитовая руда

В земной коре известно 70 природных соединений (минералов) титана. Все это соединения титана и других химических элементов с кислородом. Из числа этих минералов наиболее ценными в распространенными являются три минерала: ильменит, лейкоксен и рутил. Ильменит -- это соединение закиси железа (химический знак Fe) и двуокиси титана, его химическая формула FeTiO3. Впервые ильменит был найден в Ильменских горах на Урале, от которых он и получил свое название. Ильменит встречается в виде небольших плоских непрозрачных кристаллов и уплотненных зерен черного цвета с голубоватым оттенком и полуметаллическим блеском. Твердость ильменита 5...6, нож не оставляет на нем царапин, удельный вес 4,7.

Магнитность ильменита высокая, чем он и отличается от других черных минералов, за исключением магнетита, который более магнитен, чем ильменит. Если намагнитить иглу, то зерна магнетита будут не только притягиваться, но и собираться в цепочки. Ильменит такой иглой собираться в цепочки не будет. Магнетит от ильменита отличается также и формой зерен, он образует равносторонние восьмигранные кристаллы (октаэдры). При жарком и влажном климате ильменит окисляется, содержащаяся в нем закись железа (FeO) переходит в окись железа (Fe2O3) и постепенно водой выносится из минерала. При этом окраска, магнитность и удельный вес ильменита меняются. Теряя железо, он становится менее магнитным и более легким. Цвет его переходит от черного через все оттенки коричневого к желтому. На шероховатой поверхности фарфора (на обломке тарелки и пр.) не окислённый ильменит оставляет черную черту, у окисленных его разностей цвет черты коричневый до желто-бурого, иногда с красноватым оттенком. По цвету черты ильменит отличается от другого, похожего на него минерала железа -- гематита, обладающего ярким вишнево-красным цветом черты.

Лейкоксен образуется в результате полного окисления ильменита, когда из него почти полностью удаляется железо и он превращается в микропористый агрегат двуокиси титана, в котором содержится небольшое переменное количество влаги. Цвет лейкоксена буровато-желтый до ватно-белого, удельный вес 3,8...3,0. Он немагнитен и непрозрачен.

Форма зерен лейкоксена обычно неправильная, иногда округлая. Лейкоксен образуется не только при окислении, выветривании ильменита, но и некоторых других минералов титана, например, титанита (CaSiTiOs).

Если лейкоксен образован по ильмениту, то в нем остается некоторое количество окиси железа, если же он образован по титаниту, то в нем остается некоторое количество кремнезема (SiO2).

Рутил является наиболее распространенной природной разностью кристаллической двуокиси титана; имеются еще две ее менее распространенные в природе разности -- анатаз и брукит, отличающиеся цветом, формой кристаллов и физическими свойствами. Анатаз имеет серовато-голубой цвет, брукит -- бурый; рутил обладает окраской от светло-оранжевой до темно-красной, иногда черной и характерным очень ярким так называемым алмазным блеском.

Цвет минерала обусловлен присутствием в нем незначительного количества окиси железа. Название минерала происходит от латинского слова «рутилус», что означает «красноватый».

Кристаллики рутила имеют призматическую столбчатую или игольчатую форму и нередко образуют коленчатые срастания, большей частью они прозрачные или полупрозрачные. На гранях кристаллов рутила можно часто видеть продольную штриховку. Твердость рутила 6, он оставляет царапины на стекле. Удельный вес его 4,2 -- 4,3, а у черной разности до 5,2. Рутил немагнитен, чем он отличается от других похожих на него оранжевых и красных минералов, кроме минерала пиропа, который также немагнитен. Темно-красный пироп отличается от рутила по форме кристаллов, которые у рутила вытянутые, призматические, а у пиропа равносторонние восьмигранники (октаэдры). Минералам титана в россыпях часто сопутствуют минералы циркон и монацит. Титановой рудой называется такая горная порода, из которой путем ее переработки на обогатительных фабриках можно извлечь значительное количество концентрата ильменита (FeTiO3), или минералов, представляющих двуокись титана, то есть лейкоксена, рутила, анатаза и бурита, или же путем доменной плавки получить наряду с чугуном богатый титаном шлак. Такой шлак является сырьем для производства титановых белил и металлического титана.

Чтобы это производство было экономически выгодным, надо, чтобы двуокись титана в этом шлаке преобладала над другими его химическими компонентами. Руды титана подразделяются по условиям их залегания в земной коре на коренные и россыпные. Коренные руды титана залегают среди плотных пород и сами являются плотными. Коренные руды могут быть ильменитовыми или рутиловыми. В ильменитовых коренных рудах, кроме ильменита, обычно имеется магнетит, содержащий ценный химический элемент ванадий (V), а иногда и медь (в минерале халькопирите) или минерал фосфора -- апатит, используемый для производства удобрений. При переработке таких руд на обогатительных фабриках из них получают концентраты ильменита, ванадистого магнетита и апатита. Ванадистый магнетит используется для выплавки специальных ванадистых чугунов, из которых в свою очередь извлекают ванадий. Обогащение таких руд на фабриках осуществляется путем измельчения, при котором высвобождаются кристаллики имеющихся в ней полезных минералов (ильменита, магнетита, апатита). Затем с помощью специальной аппаратуры (магнитных сепараторов, флотационных машин и пр.) они извлекаются. Первое требование, предъявляемое к ильменитовым коренным рудам, заключается в том, чтобы ильменит в них содержался в кристалликах таких размеров, которые дают возможность высвободить их при дроблении, а затем и отделить от других минералов. Современные способы обогащения позволяют выделить кристаллики минерала размером больше 0,05 мм. К железным рудам, богатым титаном, идущим прямо в доменную плавку и не нуждающимся в обогащении, это требование, конечно, не предъявляется. Второе требование к руде определяет минимальное содержание в ней ильменита, при котором получаемые его концентраты могут окупить затраты на добычу руды из недр и ее обогащение на фабрике.

Это требование обычно выражается не в содержании самого ильменита, а в содержании имеющейся в нем двуокиси титана.

Величина минимального промышленного содержания в руде двуокиси титана определяется в зависимости от трудности добычи и обогащения руды, наличия в ней других извлекаемых полезных минералов и от других факторов, которые могут влиять на себестоимость концентрата ильменита, повышая ее или понижая. Если руда не требует обогащения, то минимальное промышленное содержание в ней двуокиси титана определяется только стоимостью ее добычи и наличием других полезных ископаемых компонентов, ценность которых наряду с ценностью ильменита будет окупать затраты на добычу. В рутиловых коренных рудах рутил обычно является единственным полезным минералом, причем рутиловые руды всегда требуют обогащения для извлечения рутила. Требования к этим рудам, как и к ильменитовым, слагаются из условия извлекаемости рутила при обогащении и условия наличия в руде такого количества рутила, которое окупало бы добычу руды и ее обогащение.

Россыпные руды титана представляют собой кварцевый песок (кварц один из наиболее распространенных минералов с химической формулой SiO2), в котором имеется много зерен ильменита, лейкоксена или рутила. Песок залегает среди рыхлых пород. Известны россыпные руды титана, в которых полезным компонентом является только ильменит, однако в большинстве случаев в такой руде наряду с ильменитом имеется некоторое количество лейкоксена, рутила, а также не титановых полезных минералов -- чаще всего циркона и монацита. Таким образом, россыпные руды в большинстве случаев являются комплексными. Минеральные зерна в песке обособлены, и россыпные руды при обогащении не нуждаются в дроблении. К этим рудам предъявляется только требование наличия минимального содержания в них полезных минералов, последнее измеряется в килограммах на кубический метр песка (кг/м3). Выгодно приводить содержания различных полезных минералов комплексных россыпей к единому знаменателю. Таким единым мерилом служит стоимость ильменита в этом случае содержание рутила, лейкоксена, циркона и других полезных минералов в руде выражают через эквивалентное им по стоимости содержание ильменита. Это так называемое «условное» содержание ильменита, отражающее суммарную ценность всех полезных минералов в руде россыпи.

1.2 Ильменитовая руда Украины

Украина является одной из пяти стран-производителей концентратов титановых руд в мире. На ее территории сосредоточено 20% мировых запасов и добычи ильменита, включая 40 титановых месторождений (из которых: 1 - уникальное, 13 - крупных, 12 - разведанных, 5 - разрабатываемых).

Запасы на 440 лет.

Минерально-ресурсная база титана Украины представлена различными по масштабу определения и генезису месторождениями, которые находятся на разных стадиях геологического изучения. Основные ресурсы сосредоточены в больших ильменитовых и ильменит-рутил-цирконовых рассыпных месторождениях. Кроме того, в пределах Украины расположено крупнейшее в Европе Стремигородское коренное месторождение, также являющееся комплексным.

Отработка титановых объектов с позиций комплексности позволит обеспечить их рациональное освоение и значительно повысить рентабельность.

Промышленное извлечение титана в основном производится из ильменита - FeTiO3 (36,8% железа, 31,6% кислорода, 31,6% титана) и рутила - TiO2 (60% титана, 40% кислорода). Согласно информации отдела геологии полезных ископаемых Института геологических наук НАНУ, в целом ресурсы титановых руд Украины оцениваются потенциально в 20%, а утвержденные запасы находятся в пределах 7- 12% от мировых запасов. В Украине разведано 26 месторождений титановых руд, имеющих коммерческие запасы, а кроме них - еще 48 месторождений, запасы и ресурсы которых оценены предварительно и составляют, условно, «базу запасов титана страны». При этом суммарно запасы и база запасов титановых руд Украины, по их оценкам, «превышают таковые любой другой страны мира».

Исходя из действующих лицензий на эксплуатацию (добычу) 17-ти наибольших титановых месторождений (из 26, запасы которых утверждены Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых и внесены в Государственный фонд полезных ископаемых), запасы титанового сырья в Украине по состоянию на начало 2010 г. составляют около 184 млн. т TiO2. Этих запасов, при сохранении нынешней среднегодовой добычи, хватит на 440 лет!

В то же время, несмотря на большой объем запасов, следует отметить, что само титановое сырье относится, преимущественно, к категории «бедного» и «убогого», с высокой волатильностью минерального состава и поликомпонентным составом. Эти факторы обусловливает, при прочих равных условиях, повышенные затраты на обогащение (концентрацию). Но при высоком уровне обогащения и последующей глубокой утилизации всех базовых и сопутствующих компонентов эти расходы часто вполне «окупаются». Все остальные производственные, трудовые и экологические ресурсы в Украине, необходимые для титановой промышленности, до настоящего времени остаются вполне конкурентными.

Впереди Китая, Бразилии и Индии.

Исторический максимум производства титанового сырья в Украине приходится на 2008 г., когда объемы его добычи составили не менее 414 тыс. тонн TiO2.

То есть, фактическая добыча титанового сырья в Украине на 10-15% выше, чем она оценивается авторитетным американским изданием Mineral Commodity Summaries (359 тыс. т TiO2), и практически соответствует оценкам украинских ученых (380-400 тыс. т TiO2). По соотношению «запасы/годовая добыча» в 2008 г. Украина стала мировым лидером, существенно опередив следующие за ней Китай, Бразилию и Индию.

Отметим, что кроме двух государственных горных предприятий (Вольногорского ГМК и Иршанского ГОКа), согласно законодательству отнесенных к категориям «не подлежащих приватизации» и «имеющим стратегическое значение для экономики и безопасности государства», в Украине добычей и обогащением титанового сырья занимается еще 3 предприятия: «Валки-Ильменит» (выпуск ильменитового концентрата, ископаемого с содержанием TiO2 - важного компонента в химической промышленности, производстве бытовой техники и ВПК),

Демуринский ГОК (добыча и обогащение титано-циркониевых руд, «Предприятие «Цветмет» (добыча и продажа титановых руд и концентратов).

2. Описание технологической схемы

Исходный продукт поступает на дезинтеграцию первого приема на скруббера, для отмыва глины, песков и усреднения. После дезинтеграции продукт поступает на грохочение для удаления из исходной песков класса +4(6) мм, крупного кварца, гальки, полевого шпата.

Надрешетный продукт грохочения поступает в скруббер на дезинтеграцию второго приема для дополнительного отмыва песков, после чего продукт поступает на контрольное грохочение, где надрешетный продукт уходит в отвал. Подрешетный продукт с II и V грохочения объединяется и поступает на обесшламливание в гидроциклонах ГЦ-100, слив поступает на контрольное обесшламливание для удаление оставшихся глинистых и шламистых продуктов. Слив контрольного обесшламливания отправляют в отвал, пески с IV обесшламливания и с VI контрольного обесшламливания объединяются и поступают на обезвоживания на грохота, где надрешетный продукт уходит, в отвал.

Подрешетный продукт подается на винтовую сепарацию в винтовых сепараторах СВМ-1200, где тяжелая и легкая фракция подаются на последующие две контрольных и перечистных операциях на винтовых сепараторах. Легкая фракция после контрольной сепарации отправляется в отвал, а тяжелая возвращается в первую контрольную винтовую сепарацию. Легкий продукт после перечистных операций возвращается на первую перечистную винтовую сепарацию, тяжелый продукт поступает на XIII магнитную сепарацию на 2ЭВМ36/100.

Магнитный продукт с основной XIII магнитной сепарации поступает на контрольную XV магнитную сепарацию, где магнитный продукт возвращается в XIII операцию, не магнитный продукт отправляется в отвал.

Магнитный продукт XIII магнитной сепарации поступает на перечистную XIV магнитную сепарацию, после которой магнитный продукт отправляется на обезвоживание на ленточных вакуум-фильтрах, кек поступает на сушку в барабанных сушилках для полного удаления влаги и в концентрат, фильтрат с вакуум-фильтров уходит в отвал.

Не магнитный продукт с XIV магнитной сепарации поступает на контрольную XVI магнитную сепарацию, не магнитный возвращается на XIII магнитную сепарацию, а магнитный поступает на обезвоживание на ленточных вакуум- фильтрах, и на сушку барабанных сушилках до полного удаления влаги.

После сушки продукт поступает в отделение доводки XXI электрическую сепарацию, на сепараторах ПЕСС. Проводниковая фракция поступает на перечистную XXII электрическую сепарацию, а не проводниковая на контрольную XXIII электрическую сепарацию с которой не проводниковая фракция уходит в отвал, а проводниковая объединяется с не проводниковой фракцией XXII и XXV и электрической сепарацией, и поступают на XXIV электрическую сепарацию для доизвлечения ценного компонента.

Не проводниковый продукт возвращается на XXI электрическую сепарацию, а проводниковая поступает на XXV электрическую сепарацию. Проводниковый продукт с XXV электрической сепарации уходит в концентрат, а не проводниковый продукт возвращается на XXIV электрическую сепарацию. В результате мы получаем концентрат с содержанием ценного компонента 95,57 %, и отходы 0,78 %.

3. Расчет технологической схемы

1. Для того, чтобы рассчитать качественно-количественную схему задаемся исходными данными, которые даны в задании курсовой работы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проверка.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Значит схема рассчитана правильно.

4. Выбор предполагаемого оборудования

п/п

Операция

Оборудование

Тип оборудования

1

I Дезинтеграция

III Дезинтеграция

Скруббер

О-89

2

II Грохочение

VII Обезвоживание

Грохот инерционный

ГИЛ-41

3

V Грохочение

Грохот инерционный

ГИЛ-31

4

IV Обесшламливание

VI Контрольное обесшламливание

Гидроциклон

ГЦ-100

5

VIII, IX, X, XI, XII

Винтовая сепарация

Винтовой сепаратор

СВМ-1200

6

XIII, XIV, XV, XVI

Магнитная сепарация

Магнитный сепаратор

2ЭВМ36/100

7

XVI, XVIII

Обезвоживание

Ленточный вакуум фильтр

ЛК 1,8-0,5/3,6

8

XIX, XX

Сушка

Барабанная сушилка

СБ 1,6х8

9

XXI, XXII, XIII, XXIV, XXV

Электрическая сепарация

Электрический сепаратор

ПЕСС

5. Недостатки технологической схемы и пути ее усовершенствования

титан минеральный технологический руда

Приведенная схема имеет ряд недостатков, к ним относится циркулирующая нагрузка и необходимость дополнительных перечистных и контрольных операций.

Для повышения эффективности гравитационных процессов можно предложить заменить винтовые сепараторы, на конусные сепараторы, так как они хорошо извлекают в тяжелую фракцию минералы крупностью от 0,075 до 4 мм., что снизит потери полезного компонента в отходы крупностью -2 мм.

Преимущество конусных сепараторов -- это то, что в одном аппарате можно совмещать основную, перечистную и контрольную операции.

Обращая внимание на не проводниковую фракцию 40, операции XXIII электрической сепарации, в которой содержание ценного компонента составляет 1,20%, что достаточно много для отходов, можно предложить дополнительную контрольную электрическую сепарацию.

Список использованной литературы

1. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик. Изд.4-е перераб. и доп. М.,: Недра, 1982. 503 с.

2. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. / Под ред. О.С. Богданова. 2-е изд., перераб. и доп. М. Недра, 1984. 358 с.

3. Бедрань Н.Г. Машины и аппараты для обогащения полезных ископаемых. Учебник для ВУЗов. М.,: Недра, 1981. 325 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Содержание титана в земной коре. Состав титановых концентратов, полученных из титановых руд, находящихся на территории Казахстана. Современная технология получения титанового шлака и металлического титана. Особенности очистки четырёххлористого титана.

    реферат [4,8 M], добавлен 11.03.2015

  • Общая характеристика и механические свойства титана как металла. Оценка главных преимуществ и недостатков титановых сплавов, сферы их практического применения и значение в кораблестроении. Батискаф "Алвин": история проектирования и построения, проблемы.

    реферат [161,2 K], добавлен 19.05.2015

  • Титан и его распространенность в земной коре. История происхождения титана и его нахождение в природе. Сплавы на основе титана. Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана. Классификация титана и его основных сплавов.

    реферат [46,4 K], добавлен 29.09.2011

  • Выбор технологической схемы обогащения железной руды. Расчет мощности и выбор типа обогатительного сепаратора. Определение производительности сепараторов для сухой магнитной сепарации с верхним питанием. Технические параметры сепаратора 2ПБС-90/250.

    контрольная работа [433,6 K], добавлен 01.06.2014

  • Процесс получения титана из руды. Свойства титана и область его применения. Несовершенства кристаллического строения реальных металлов, как это отражается на их свойствах. Термическая обработка металлов и сплавов - основной упрочняющий вид обработки.

    контрольная работа [2,3 M], добавлен 19.01.2011

  • Устройство работы доменной печи. Технология производства титана. Свойства титана и область его применения. Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества. Назначение и область применения станков строгальной группы. Лакокрасочные материалы.

    контрольная работа [202,6 K], добавлен 14.03.2014

  • Физико-химические свойства титана и технология его производства. Карботермическая и алюмотермическая выплавка ферротитана. Достоинства и недостатки способов ведения плавки. Титан высокой чистоты как конструкционный материал. Применение жидкого алюминия.

    лекция [306,6 K], добавлен 24.11.2013

  • Обзор технологий и патентной литературы по восстановлению тетрахлорида титана магнием. Металлургический, конструктивный, тепловой, электрический расчет аппарата восстановления. Контроль и автоматизация технологических процессов, безопасность проекта.

    дипломная работа [596,3 K], добавлен 31.03.2011

  • Рассмотрение основных факторов, влияющих на технологические свойства титана и его сплавов. Определение свойств титановых сплавов. Оценка свойств материала для добычи нефти и газа на шельфе. Изучение практики использования в нефтегазовой промышленности.

    реферат [146,1 K], добавлен 02.04.2018

  • Обоснование применения новых полуфабрикатов из титановых сплавов, как наиболее перспективных конструкционных материалов в области стационарной атомной энергетики. Опыт применения титана и его сплавов для конденсаторов отечественных и зарубежных АЭС.

    дипломная работа [11,7 M], добавлен 08.01.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.