Outotec: Сортировка руды верный путь к оптимизации производства

Сенсорная сортировка руды — это эффективный способ предварительного обогащения или удаления пустой породы на ранних этапах процесса рудоподготовки. В режиме реального времени технология анализирует уникальные физические и химические свойства каждого куска, после чего сортирует куски воздушными струями под высоким давлением. Таким образом повышается извлечение или качество концентрата. Подобный метод подходит для разных минералов и может применяться в различных сферах. Успешная реализация зависит от неоднородности руды, реакции дифференциального датчика и подходящей подготовки питания.

Рис. 1: Сенсорные сортировочные установки на основе сенсоров Outotec-Tomra. Имеются сенсорные установки на основе рентгеновских лучей (слева) и оптическими/лазерными датчиками (справа), а также с электромагнитными и другими специальными датчиками

Рис. 1: Сенсорные сортировочные установки на основе сенсоров Outotec-Tomra. Имеются сенсорные установки на основе рентгеновских лучей (слева) и оптическими/лазерными датчиками (справа), а также с электромагнитными и другими специальными датчиками

Технология сенсорной сортировки

Сенсорная сортировка применяется с 1970-х годов. Для измерения характеристик материалов сначала использовались, в основном, радиометрические и фотометрические датчики. Эта технология была очень дорогой, что характерно для всех новых разработок, а вычислительные ресурсы были крайне ограниченными, из-за чего ее применение зачастую экономически не оправдывалось. Благодаря революции в информатике на рубеже тысячелетия вычислительная мощность повысилась, а технология стала дешевой и доступной. Сегодня процесс сортировки больше не ограничивается согласованием, проверкой и анализом данных. Теперь все внимание во время исследований и разработок сосредоточено на новых датчиках и повышении их точности.

Благодаря партнерскому соглашению с Tomra Mining, компания Outotec предлагает пневматические сенсорные сортировочные установки для предварительного обогащения на предприятиях по добыче и переработке минерального сырья. Различные датчики и установки могут использоваться для широкого спектра руд и минералов. Работа всех установок основана на трех принципах: представление материала, сбор данных с помощью датчиков и сепарация. Материал представляется датчикам в виде монослоя высвобожденных частиц. Каждый отдельный кусок подвергается анализу различными типами датчиков. Решение пропустить или удалить кусок принимается в течение 30 миллисекунд. Куски разделяются физическим способом, при помощи точных струй воздуха, изменяя их траектории и направляя в лотки для продуктов или отходов.

Рис. 2: Принципы сенсорной сортировки руды

Рис. 2: Принципы сенсорной сортировки руды

Преимущества сортировки

Сортировка позволяет удалить пустую породу на очень раннем этапе технологического процесса. Если сортировка осуществляется в контуре дробления, отпадает необходимость в дальнейшем измельчении и переработке удаленной пустой породы. Удаление пустой породы позволяет увеличить переработку полезных минералов или сократить капиталовложения за счет уменьшения размера комплекса. Это приводит к экономии операционных затрат, например, электроэнергии на единицу произведенного металла. Сортировочную установку также можно поместить в контур галечного дробления при использовании мельниц само- или полусамоизмельчения. Удаление пустой породы из контура измельчения может помочь в устранении узких мест на многих переделах.

При добавлении сортировочной установки в схему перерабатывающего комплекса, появляется существенная экономическая возможность оптимизации добычи с учетом предконцентрации. Объем ресурсов можно увеличить за счет снижения показателей бортового содержания и применения менее селективных методов при добыче, что обеспечит более низкие эксплуатационные затраты на тонну. Дополнительная пустая порода, добываемая в связи с менее селективным подходом, удаляется во время сортировки, при этом качество питания комплекса остается на высоком уровне. Кроме того, извлечение при флотации и выщелачивании обычно увеличивается за счет более высокого исходного содержания.

На многих добывающих предприятиях накапливаются отвалы с содержанием полезного компонента ниже бортового. Были проведены многочисленные опыты и исследования по повторному использованию отвалов путем обогащения низкокачественного материала. Применение сортировки к этому материалу не требует высоких эксплуатационных затрат, так как этот материал уже взорвали и добыли.

Рис. 3: Преимущества сенсорной сортировки руды

Рис. 3: Преимущества сенсорной сортировки руды

Качество сортировки

Каждый материал обладает уникальными свойствами. Качество сортировки для любого месторождения зависит от неоднородности его руды. Для успешной сортировки материалы должны отличаться по своим свойствам. Этими свойствами могут быть цвет, плотность или электромагнитные качества. Различные рудообразования также можно разделять на основе спектров в ближней инфракрасной области и на основе отличий в кристаллической структуре. В некоторых случаях, рассеянный металл в малых количествах не может быть определен ни одним датчиком, тогда сортировка выполняется на основе свойств ассоциаций минералов или индикаторов. Это особенно актуально для месторождений золота, где частицы золота внутри породы почти всегда меньше разрешающей способности установки (пиксели < 1 мм). Чтобы проверить взаимосвязь свойств и качества металла, до начала работ необходимо провести испытания по каждому типу сортировки.

Испытания сортировки

Испытания начинаются с общей оценки применимости сортировки. Эксперты проверяют все доступные предоставленные заказчиком данные. Основываясь на опыте и результатах предыдущих испытаний, принимается решение о проведении испытаний или отказе от них.

Затем следует первый этап практических испытаний датчиков на конкретном материале. Для первого контрольного испытания Outotec запрашивает 10—20 тщательно отобранных проб каждого типа породы, представляющих целое рудное тело. Эти типы пород могут включать руду, бедную руду, пустую породу, промежуточные продукты или рудную гальку МПСИ. Чтобы определить различия между разными типами пород, проверяется реакция разных датчиков на материал. Целью этого этапа испытаний является получение достаточной информации для начального выбора датчиков.

После успешной первой проверки проводятся пилотные испытания на полномасштабных промышленных установках. Как правило, каждая проба для испытаний представляет собой 1—4 тонны материала. По возможности, проба должна соответствовать ожидаемому промышленному питанию и включать смесь всех типов пород. После анализа результатов испытаний предоставляется вся необходимая информация для определения качества сортировки и ожидаемой производительности. Во время пилотных испытаний система датчиков регулируется и калибруется в соответствии с требованиями рудного тела. Результаты испытаний предоставляют важную информацию по качеству, извлечению и производительности. Также могут быть проведены испытания более сложных схем, включающих сортировщики для контрольной флотации и перечистки, а также сочетания разных типов датчиков.

Рис. 4: Схема испытаний сортировки руды на основе сенсоров

Рис. 4: Схема испытаний сортировки руды на основе сенсоров

Проектирование технологического процесса

Результатом успешных пилотных испытаний является вся необходимая информация для проектирования технологического процесса и реализации решения по сортировке. Последний этап испытаний проходит на полномасштабных промышленных установках, поэтому нет необходимости пересчитывать исходные данные и проводить дополнительные пилотные испытания. Основное внимание при проектировании уделяется предварительной обработке питания сортировщика. Для успешной работы установки необходимо обеспечить удаление тонких частиц и узкий грансостав. Для достижения наибольшей эффективности сортировки, контур должен быть спроектирован так, чтобы питание содержало максимальное количество кусков материала в оптимальном диапазоне крупности для сортировки. Наилучшее расположение сортировки — на второй стадии дробления, когда материал почти не обходит сортировку через потоки под- и надрешетного продукта.

Производительность отдельных установок зависит от типа породы и в некоторых случаях может достигать 400 тонн в час. Путем сочетания различных установок с разными диапазонами размеров частиц были созданы комплексы с максимальной производительностью 2000 тонн в час общего питания комплекса. Опыт Outotec в дроблении, измельчении, перемещении материалов, флотации, выщелачивании и обезвоживании обеспечивает плавное включение сортировки в любой процесс. Наше предложение включает в себя различные варианты, от комплексов сортировочного оборудования (включая вспомогательное) до полных решений «под ключ».

Оптимизация производства

Сенсорная сортировка руды может использоваться для предварительного обогащения исходной руды, рудной гальки МПСИ, низкокачественных материалов и отвалов. При оценке сортировки следует учитывать увеличение производительности, снижение эксплуатационных расходов и оптимизацию добычи, а также повышение извлечения в контурах флотации и выщелачивания. Экономический эффект для производства может быть достаточно существенным, при этом, как правило, снижается чувствительность к ценам на металл. Недавно был опубликован отчет перуанского рудника Сан-Рафаэль компании "Минсур", согласно которому, после запуска сортировочного комплекса для переработки отвала, период окупаемости составил всего 4 месяца. "Установки оказались очень эффективными", — заявил Педро Кондори, управляющий производственным процессом в "Минсур".

Рис. 5: Комплекс по сортировке руды на руднике "Сан-Рафаэль" (Перу) компании "Минсур"

Рис. 5: Комплекс по сортировке руды на руднике "Сан-Рафаэль" (Перу) компании "Минсур"

 

Рис. 6: Установки по сортировке руды на основе датчиков на руднике "Сан-Рафаэль" (Перу) компании "Минсур"

Рис. 6: Установки по сортировке руды на основе датчиков на руднике "Сан-Рафаэль" (Перу) компании "Минсур"

Minerva 3-2017

Ключевые слова: Сенсорная сортировка руды, технология, преимущества, оптимизация

Журнал "Горная Промышленность"№3 (145) 2019, стр.48