PL167749B1 - Sposób przeróbki odpadów flotacyjnych z przerobu rud miedzi - Google Patents

Abstract

1. Sposób pózeróbki odpadów flotacyjnych z przerobu ruó miedzi, obejmujący procesy klasyfikacji hydraulicznej, wzbogacania grawitacyjnego, odwadniania i transportu hydraulicznego produktu ziarnistego, znamienny tym, że najpierw odpad flotacyjny (OF) poddaje się klasyfikacji (5) hydraulicznej na dwie frakcje ziarnowe przy granicy rozdziału 0,1 mm, a następnie frakcję (PI) poniżej tej granicy odprowadza się do osadowych stawów (6), natomiast frakcję (ZW) powyżej tej granicy poddaje się grawitacyjnemu wzbogacaniu (7), odpad (01) zagęszcza, odwadnia i transportuje do kopalni (1) jako podsadzkowy materiał (PO) bądź na składowisko tego materiału, zaś koncentrat (KI) poddaje się dalszemu wzbogacaniu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeróbki odpadów flotacyjnych z przerobu rud miedzi, pochodzących zarówno z produkcji bieżącej, jak też z odpadów zgromadzonych w stawach osado wych.

W przypadku eksploatacji rud miedzi metodą podziemną wydobyty urobek wzbogacany jest na powierzchni metodą flotacji w celu wydzielenia koncentratu miedziowego, z którego metal wytwarzany jest w hucie. Powstający w procesie wzbogacania odpad flotacyjny składowany jest w osadnikach terenowych, zwanych stawami osadowymi, zajmujących znaczne powierzchnie.

Powstające po wybraniu rudy puste przestrzenie pod ziemią pozostawiane są do zawału lub w przypadku konieczności obrony powierzchni lub warstw nadległych, wypełniane piaskiem, czyli tak zwaną podsadzką. Kopalnie muszą sprowadzać znaczne ilości piaksu specjalnie dla podsadzania wyrobisk. W tym celu na potrzeby kopalń powstają specjalne piaskownie, które zajmują duże tereny najczęściej rolnicze, co prowadzi do dewastacji środowiska naturalnego i krajobrazu, a równocześnie zasoby piasku w pobliżu kopalń dość szybko się wyczerpują. Proces flotacji rud miedzi ukierunkowany jest na jak najwyższy odzysk miedzi i srebra. W procesie tym z nadawy zawierającej od 1% do 2% masowych miedzi otrzymuje się koncentrat minerałów siarczkowych zawierający od 18% do 30% masowych miedzi i od 400 do 1000 g/Mg srebra, co stanowi od 0,004% do 0,01% masowego. Stopień odzysku miedzi i srebra do koncentratu wynosi odpowiednio około 90% i 85%. Wraz z miedzią i srebrem do koncentratów miedziowych przechodzą przy okazji inne metale towarzyszące, związane z minerałami siarczkowymi, jak ołów, cynk, arsen, nikiel, kobalt, antymon i złoto. Wydzielony koncentrat stanowi około 5% masowych wydobytej rudy. Znaczna część innych cennych metali, towarzyszących miedzi, przechodzi do odpadów flotacyjnych. Z odpadami flotacyjnymi traci się także około 10% masowych miedzi i 15% masowych srebra, licząc w stosunku do 100% masowych metalu zawartego w rudzie. Niemal w całości do odpadów przechodzą pierwiastki towarzyszące związane z minerałami niesiarczkowymi. Odpady flotacyjne stanowią około 95% masowych wydobytej rudy, odprowadzane są w postaci rozcieńczonej zawiesiny, zawierającej około 20% masowych części stałych, do stawów osadowych, bardzo uciążliwych dla zakładów górniczych, jak też środowiska naturalnego. Powoduje to wyłączenie z użytkowania wielkich obszarów ziemi, głównie rolniczej, magazynowanie olbrzymich ilości bezużytecznego materiału, stwarzającego zarazem zagrożenie ekologiczne związane z przechodzeniem do wód

167 749 gruntowych i powierzchniowych, a zatem i do gleb i rzek, resztek metali ciężkich zawartych w odpadach flotacyjnych, zwłaszcza ołowiu i miedzi. Metale te, początkowo w formie nierozpuszczalnych siarczków, w wyniku naturalnych procesów utleniania przechodzą do postaci rozpuszczalnej.

Z polskiego opisu patentowego nr 161 535 znany jest sposób odzyskiwania minerałów użytecznych z odpadów pochodzących z procesu przeróbki mechanicznej rud, zwłaszcza miedzi. Sposób polega na tym, że odpady poflotacyjne odmula się w oczyszcząjąco-wzbogacającym hydrocyklonie, po czym wylew z tego hydrocyklonu kieruje się do procesu mielenia, a otrzymany produkt klasyfikuje się w hydrocyklonie, z którego ziarna o wielkości powyżej 0,075 mm zawraca się do powtórnego mielenia, zaś ziarna o wielkości poniżej 0,075 mm poddaje się wzbogacaniu flotacyjnemu. Przelew oczyszczająco-wzbogacającego hydrocyklonu i odpady z wzbogacania flotacyjnego odprowadza się do stawów osadowych. Wynalazek ten rozwiązuje zadanie techniczne poprawienia efektywności procesu przeróbki mechanicznej rud przez powtórzenie tych samych operacji, które stosuje się na surowej rudzie. Sposób ten nadaje się szczególnie do takich procesów, w których w operacjach wstępnych następuje niedoskonałe zmielenie rudy, przed główną operacją wzbogacania flotacyjnego. Jednakże ze względu na to, że operacje mielenia są najbardziej energochłonne, pochłaniają bowiem około 75% kosztów energii całego procesu przeróbki rudy, dodatkowy proces odzyskiwania minerałów musi być w tym przypadku dokładnie zblilansowany i oceniony pod kątem efektywności, aby uzyskać odpowiedź czy podwyższenie skuteczności operacji wstępnej obróbki nie okaże się bardziej opłacalne i zarazem korzystniejesze dla środowiska naturalnego.

Wynalazek dotyczy sposobu przeróbki odpadów flotacyjnych z przerobu rud miedzi, obejmującego procesy klasyfikacji hydraulicznej, wzbogacania grawitacyjnego, odwadniania i transportu hydraulicznego produktu ziarnistego.

Istota wynalazku polega na tym, że najpierw odpad flotacyjny poddaje się klasyfikacji hydraulicznej na dwie frakcje ziarnowe przy granicy rozdziału 0,1 mm, a następnie frakcję poniżej tej granicy odprowadza się do stawów osadowych, natomiast frakcję powyżej tej granicy poddaje się wzbogacaniu grawitacyjnemu, odpad zagęszcza, odwadnia i transportuje do kopalni jako materiał podsadzkowy bądź na składowisko tego materiału, zaś koncentrat poddaje się dalszemu wzbogacaniu. Korzystne jest, gdy odpad z przynajmniej jednego stopnia wzbogacania grawitacyjnego koncentratu odprowadza się również jako materiał podsadzkowy. Korzystne jest także, gdy podczas wzbogacania koncentratu produkt pośredni przynajmniej z jednego stopnia następnego zawraca się do stopnia poprzedniego.

Nieoczekiwanie okazało się, że sposobem według wynalazku uzyskuje się również cztery wspólnie występujące efekty, czego z góry nie można było przewidzieć. Pierwszym efektem jest zmniejszenie masy odpadów flotacyjnych kierowanych do stawów osadowych, drugim efektem jest wydzielenie dodatkowo koncentratu zawierającego cenne metale, trzecim efektem jest zagospodarowanie odpadu z procesu wzbogacania grawitacyjnego jako materiału przydatnego na podsadzkę, czyli zawrócenie do kopalni części wydobytego z niej urobku, a czwartym - zmniejszenie ilości toksycznych metali kierowanych do środowiska.

Klasa materiału poniżej granicy 0,1 mm, kierowana do stawów osadowych, stanowi koło 60% całości odpadów flotacyjnych, co pozwala na zmniejszenie pojemności stawów osadowych, a co za tym idzie ograniczenie powierzchni, które one zajmują. Wydzielony koncentrat podczas realizacji sposobu zgodnego z wynalazkiem, stanowiący około 0,5% masowych nadawy, zawiera cyrkon, rutył, ilmenit, baryt oraz siarczki miedzi i ołowiu wzbogaconego w srebro, a także w kobalt oraz chrom i może być poddany dalszej przeróbce w celu uzyskania specjalnych produktów handlowych. Otrzymywanie tego koncentratu zmniejsza także szkodliwe dla środowiska naturalnego przechodzenie toksycznych metali do gruntów i wód gruntowych. Drobnoziarnisty odpad o uziarnieniu poniżej 0,1 mm zawiera bowiem zmniejszone ilości szkodliwych ekologicznie metali ciężkich, gdyż te głównie obecne są w klasie powyżej 0,1 mm. Natomiast odpad z procesu wzbogacania grawitacyjnego o uziarnieniu powyżej 0,1 mm odpowiada właściwościami materiałowi podsadzkowemu III klasy. Materiał ten może być sukcesywnie wykorzystywany do podsadzania wyrobisk w kopalniach, co pozwala na wyeliminowanie eksploatacji piasków na potrzeby kopalń i zarazem uratowania terenów, które zniszczyłaby eksploatacja odkrywkowa piasku, a także na eliminację konieczności późniejszej kosztownej rekultywacji odkrywek.. W rezuttaele sposób wed4

167 749 ług wynalazku jest efektywniejszy w porównaniu do znacznego sposobu ograniczonego tylko do odzysku miedzi i srebra, ponieważ pozwala na szeroko pojętą ochronę zarówno wyrobisk kopalnianych, jak też terenów w obrębie nadania kopalni, przy zmniejszeniu skażenia toksycznymi metalami, nie wymagając przy tym energochłonnych dodatkowych procesów domielania.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania zilustrowanym rysunkiem, na którym jest przedstawiony schemat układu realizujący ten sposób.

Przykład . Ruda R z kopalni 1 kierowana jest do procesów 2 mielenia i klasyfikacji, a następnie do procesu 3 flotacji, skąd koncentrat K odprowadzany jest do huty 4. Zawiesinę odpadów flotacyjnych OF, zawierającą około 20% masowych części stałych, w tym około 0,15% masowych miedzi, o składzie ziarnowym wynoszącym 50% ziarn powyżej 0,1 mm i 50% ziarn poniżej 0,1 mm kieruje się jako nadawę do procesu klasyfikacji hydraulicznej w hydrocyklonie 5, z którego przelew P1 stanowiący 60% masowych części stałych nadawy, zawierający około 80% ziarn o rozmiarach mniejszych od 0,1 mm, kieruje się do osadowego stawu 6. Zagęszczony wylew ZW, stanowiący 40% masowych suchej masy nadawy, składający się z 90% ziarn o rozmiarach powyżej 0,1 mm i zawierający 0,25% masowych miedzi kieruje się do wzbogacania grawitacyjnego na trzech stożkach Reicharta 7 skąd odpad 01 stanowiący 99,5% masy podawanej nadawy poddaje się procesowi odwadniania 8 i procesowi przygotowania 9 podsadzki PO, którą kieruje się do szybu podsadzkowego 10, a stamtąd do wyrobisk poeksploatacyjnych w kopalni 1 jako materiał podsadzkowy wypełniający pustki po wybraniu rudy. Koncentrat wstępny K1 ze stożków Reicherta 7 poddaje się dalszemu wzbogacaniu na czterech separatorach spiralnych 11 skąd odpad 02 podaje się do procesu odwadniania 8, zaś koncentrat K2 odprowadza się na stół koncentracyjny 12. Odpad 03 ze stołu koncentracyjnego 12 zawraca się do wzbogacania grawitacyjnego na separatorach spiralnych 11. Na wyjściu ze stołu koncentracyjnego 12 otrzymuje się koncentrat K3, zawierający minerały cennych odzyskanych metali jak miedź, srebro, cyrkon, tytan, chrom.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób przeróbki odpadów flotacyjnych z przerobu rud miedzi, obejmujący procesy klasyfikacji hydraulicznej, wzbogacania grawitacyjnego, odwadniania i transportu hydraulicznego produktu ziarnistego, znamienny tym, że najpierw odpad flotacyjny (OF) poddaje się klasyfikacji (5) hydraulicznej na dwie frakcje ziarnowe przy granicy rozdziału 0,1 mm, a następnie frakcję (Pl) poniżej tej granicy odprowadza się do osadowych stawów (6), natomiast frakcję (ZW) powyżej tej granicy poddaje się grawitacyjnemu wzbogacaniu (7), odpad (01) zagęszcza, odwadnia i transportuje do kopalni (1) jako podsadzkowy materiał (PO) bądź na składowisko tego materiału, zaś koncentrat (KI) poddaje się dalszemu wzbogacaniu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odpad (02) przynajmniej z jednego ze stopni (11) wzbogacania grawitacyjnego koncentratu odprowadza się również jako materiał podsadzkowy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas wzbogacania koncentratu produkt pośredni (03) przynajmniej z jednego następnego stopnia (12) zawraca się do poprzedniego stopnia (11).