Технологія збагачення сірчаних руд
Сировинна база
В природі сірка зустрічається як у вільному стані (самородна), так і у вигляді сульфідів (пірит, піротин, ґаленіт, сфалерит і ін.) і сульфатів (ґіпс, ангідрит, барит і ін.). Отримують сірку з самородних руд, а також у вигляді побічного продукту при переробці поліметалічних руд, з сульфатів при їх комплексній переробці, з природних газів і горючих копалин при їх очищенні. Найбільшу питому вагу в виробництві елементарної сірки мають родовища самородної сірки.
В Україні родовища самородної сірки находяться в Передкарпатському басейні (Львівська та Івано-Франківська області). Найбільшими родовищами цього басейну є Роздольське і Язівське. Родовища сірки також відомі на Керченському півострові, а її вияви — в багатьох інших районах країни.
Родовища самородної сірки діляться на екзогенні і вулканогенні. Перші утворилися одночасно з вмісними породами. Родовища другої групи утворилися пізніше вмісних гірських порід. Генезис руд визначає їх технологічні властивості, так як від нього залежить мінеральний склад, характер зрощення і інші особливості руд.
Сірчані руди представлені в основному вапняковими вапняково-глинистими і вапняково-кальцитовим типами. До складу сірчаних руд крім сірки входять кальцит, доломіт, целестин, ґіпс, глина, бітуми і кварц. Вміст сірки в промислових рудах коливається від 8 до 40 %.
За структурними особливостями сірка в рудах підрозділяється на крупнокристалічну (розмір кристалів 0,1-15 мм), тонкокристалічну (розмір зерен менше сотих частинок мм), і прихованокристалічну (дрібні зерна і прожилки, що не мають чітких граней). Ці різновиди сірки утворюють різні текстури: строкату, вкраплену, прожилково-вкраплену, брекчієподібну і ін. Від структури самородної сірки і її текстурних форм залежить крупність подрібнення і можливість використання процесу самоподрібнення. Основний метод збагачення сірчаних руд — флотація, результати якої залежать від вмісту глини і бітумів.
Історія
Про переробку сірчаних руд і вилучення сірки пишуть середньовічні автори. Так Георг Агрікола у 12 розділі своєї праці «Про гірничу справу та металургію» (De Re Metallica) (1556 р.) зазначає:
Сірку добувають із сірчаних руд або сумішей, що містять сірку. Воду наливають у свинцеві черени та виварюють до виділення сірки. ...Інші закопують у землю посудину у вигляді глека і ставлять на нього іншу посудину з отвором у дні, в яку кладуть колчедан та інші сірчані руди, закриваючи її, щоб сірка не могла випаруватися. Нагріта сильним вогнем руда виділяє сірку, і вона стікає в нижню посудину, в яку налита вода.
Основні сучасні методи збагачення
Технологічна схема збагачення сірчаних руд, що використовується на Роздольській збагачувальній фабриці наведена на рис. 1.
Підготовка руди до збагачення складається з двох стадій дроблення до крупності 40 мм в відкритому циклі і двох стадій подрібнення до 65 — 70 % класу — 0,074 мм. Дроблення першої стадії виконується в щокових дробарках, другої стадії — в молоткових. При дробленні в дробарках другої стадії можливі випадки спалаху і загоряння пилу. Для запобігання цього в молоткові дробарки подається вода і пар, а також передбачена посилена аварійна вентиляція для швидкого видалення газів, що утворюються при спалаху пилу. Подрібнення першої стадії до крупності 5 мм здійснюється в стрижневих млинах. Подрібнений продукт стрижневих млинів подається в спіральні класифікатори, злив яких направляється на флотацію, а піски — на другу стадію подрібнення в кульових млинах з розвантаженням через решітку.
Схема флотації передбачає основну, контрольну і три перечисних операції. Як збирачі при флотації використовують аполярні реагенти (гас, трансформаторне масло), як спінювачі — спирти (Т — 66, Т — 80). Для підвищення селективності флотації застосовують поліфосфат натрію (пептизатор тонкодисперсних глин) і рідке скло (депресор кальциту, кварцу, бітумів). Звичайно флотаційний концентрат з вмістом сірки 70 — 75 % після згущення в радіальному згущувачі і фільтрування в дискових вакуум-фільтрах направляють на подальшу переробку автоклавним методом. При автоклавній плавці сірчаний концентрат завантажується в автоклави разом з реагентами-гідрофілізаторами пустої породи і флокуляторами частинок сірки. В автоклав подається перегрітий пар, що нагріває концентрат до температури 130 °C, при якій сірка плавиться. Розплавлена сірка збирається в нижній частині автоклава, а відходи спливають на поверхню. Але відходи автоклавної плавки містять тільки до 40 — 50 % сірки, тому вони охолоджуються до 45 °C, згущуються і повертаються в основну флотацію, де з них вилучається до 90 — 95 % сірки.
Видобування сірки здійснюють також методом підземного виплавляння її в місцях залягання гарячою водою з температурою 130—150 °C. З відкачаної на поверхню сірчано-водяної суміші можна зразу одержувати готову грудкову сірку (з вмістом сірки 99,5 — 99,9 %) з руд, які з техніко-економічних причин недоцільно видобувати звичайними способами.
Зміна розмірів зерен руди за допомогою термообробки
Метод застосовується для переробки сірчаних руд з важкою збагачуваністю, коли флотацією не досягається високого вилучення сірки в концентрат і частина її втрачається зі зростками.
Для розкриття зростків їх піддають термообробці. Різна температура плавлення сірки і породи дозволяє відділити корисний компонент від вмісного мінералу (кальциту). Нагріву піддають пульпу, що містить 40-50 % твердого. Тривалість нагріву близько 30 хвилин. Температура нагріву 120—135 оС. Виплавлена сірка утворює водну емульсію. При слабому перемішуванні частинки сірки коалесціюють. Швидкість охолоджування пульпи 2 оС за хвилину. На рисунку 2 наведена комбінована схема переробки сірчаної руди за допомогою термообробки і флотації.
Використання
Сірку широко застосовують в різних галузях господарства. Основними споживачами її є хімічна, паперова, ґумова, харчова, нафтова, військова промисловість, сільське господарство. Найбільшу кількість видобутої сірки використовують у хімічній промисловості для виробництва сірчаної кислоти, при виробництві фосфорної, соляної та інших кислот, в ґумовій промисловості, виробництві барвників, димного пороху тощо. Виробництво штучного волокна (віскози) в хімічній промисловості є іншим споживачем сірки. В сільському господарстві сірку застосовують як засіб боротьби з шкідниками, частково як добриво, для дезінфекції при лікуванні тварин. У паперовому виробництві сірку у вигляді використовують при обробці деревної маси (бісульфатний метод). Багато сірки використовується при вулканізації ґуми. Незначні кількості сірки високої чистоти використовуються в хіміко-фармацевтичній промисловості. Сірку використовують також для виробництва ультрамарину. Текстильна, харчова, крохмальна і патокова галузі застосовують сірку або її сполуки для вибілювання і прояснення, при консервації фруктів, в холодильній справі. Крім того, сірку застосовують в скляній, шкіряній і інших галузях промисловості.
Література
- Білецький В. С., Смирнов В. О. Переробка і якість корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2005. — 324 с.
Примітки
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Tehnologiya zbagachennya sirchanih rudSirovinna bazaV prirodi sirka zustrichayetsya yak u vilnomu stani samorodna tak i u viglyadi sulfidiv pirit pirotin galenit sfalerit i in i sulfativ gips angidrit barit i in Otrimuyut sirku z samorodnih rud a takozh u viglyadi pobichnogo produktu pri pererobci polimetalichnih rud z sulfativ pri yih kompleksnij pererobci z prirodnih gaziv i goryuchih kopalin pri yih ochishenni Najbilshu pitomu vagu v virobnictvi elementarnoyi sirki mayut rodovisha samorodnoyi sirki V Ukrayini rodovisha samorodnoyi sirki nahodyatsya v Peredkarpatskomu basejni Lvivska ta Ivano Frankivska oblasti Najbilshimi rodovishami cogo basejnu ye Rozdolske i Yazivske Rodovisha sirki takozh vidomi na Kerchenskomu pivostrovi a yiyi viyavi v bagatoh inshih rajonah krayini Rodovisha samorodnoyi sirki dilyatsya na ekzogenni i vulkanogenni Pershi utvorilisya odnochasno z vmisnimi porodami Rodovisha drugoyi grupi utvorilisya piznishe vmisnih girskih porid Genezis rud viznachaye yih tehnologichni vlastivosti tak yak vid nogo zalezhit mineralnij sklad harakter zroshennya i inshi osoblivosti rud Sirchani rudi predstavleni v osnovnomu vapnyakovimi vapnyakovo glinistimi i vapnyakovo kalcitovim tipami Do skladu sirchanih rud krim sirki vhodyat kalcit dolomit celestin gips glina bitumi i kvarc Vmist sirki v promislovih rudah kolivayetsya vid 8 do 40 Za strukturnimi osoblivostyami sirka v rudah pidrozdilyayetsya na krupnokristalichnu rozmir kristaliv 0 1 15 mm tonkokristalichnu rozmir zeren menshe sotih chastinok mm i prihovanokristalichnu dribni zerna i prozhilki sho ne mayut chitkih granej Ci riznovidi sirki utvoryuyut rizni teksturi strokatu vkraplenu prozhilkovo vkraplenu brekchiyepodibnu i in Vid strukturi samorodnoyi sirki i yiyi teksturnih form zalezhit krupnist podribnennya i mozhlivist vikoristannya procesu samopodribnennya Osnovnij metod zbagachennya sirchanih rud flotaciya rezultati yakoyi zalezhat vid vmistu glini i bitumiv IstoriyaPro pererobku sirchanih rud i viluchennya sirki pishut serednovichni avtori Tak Georg Agrikola u 12 rozdili svoyeyi praci Pro girnichu spravu ta metalurgiyu De Re Metallica 1556 r zaznachaye Sirku dobuvayut iz sirchanih rud abo sumishej sho mistyat sirku Vodu nalivayut u svincevi chereni ta vivaryuyut do vidilennya sirki Inshi zakopuyut u zemlyu posudinu u viglyadi gleka i stavlyat na nogo inshu posudinu z otvorom u dni v yaku kladut kolchedan ta inshi sirchani rudi zakrivayuchi yiyi shob sirka ne mogla viparuvatisya Nagrita silnim vognem ruda vidilyaye sirku i vona stikaye v nizhnyu posudinu v yaku nalita voda Osnovni suchasni metodi zbagachennyaTehnologichna shema zbagachennya sirchanih rud sho vikoristovuyetsya na Rozdolskij zbagachuvalnij fabrici navedena na ris 1 Ris 1 Tehnologichna shema zbagachennya sirchanoyi rudi Pidgotovka rudi do zbagachennya skladayetsya z dvoh stadij droblennya do krupnosti 40 mm v vidkritomu cikli i dvoh stadij podribnennya do 65 70 klasu 0 074 mm Droblennya pershoyi stadiyi vikonuyetsya v shokovih drobarkah drugoyi stadiyi v molotkovih Pri droblenni v drobarkah drugoyi stadiyi mozhlivi vipadki spalahu i zagoryannya pilu Dlya zapobigannya cogo v molotkovi drobarki podayetsya voda i par a takozh peredbachena posilena avarijna ventilyaciya dlya shvidkogo vidalennya gaziv sho utvoryuyutsya pri spalahu pilu Podribnennya pershoyi stadiyi do krupnosti 5 mm zdijsnyuyetsya v strizhnevih mlinah Podribnenij produkt strizhnevih mliniv podayetsya v spiralni klasifikatori zliv yakih napravlyayetsya na flotaciyu a piski na drugu stadiyu podribnennya v kulovih mlinah z rozvantazhennyam cherez reshitku Shema flotaciyi peredbachaye osnovnu kontrolnu i tri perechisnih operaciyi Yak zbirachi pri flotaciyi vikoristovuyut apolyarni reagenti gas transformatorne maslo yak spinyuvachi spirti T 66 T 80 Dlya pidvishennya selektivnosti flotaciyi zastosovuyut polifosfat natriyu peptizator tonkodispersnih glin i ridke sklo depresor kalcitu kvarcu bitumiv Zvichajno flotacijnij koncentrat z vmistom sirki 70 75 pislya zgushennya v radialnomu zgushuvachi i filtruvannya v diskovih vakuum filtrah napravlyayut na podalshu pererobku avtoklavnim metodom Pri avtoklavnij plavci sirchanij koncentrat zavantazhuyetsya v avtoklavi razom z reagentami gidrofilizatorami pustoyi porodi i flokulyatorami chastinok sirki V avtoklav podayetsya peregritij par sho nagrivaye koncentrat do temperaturi 130 C pri yakij sirka plavitsya Rozplavlena sirka zbirayetsya v nizhnij chastini avtoklava a vidhodi splivayut na poverhnyu Ale vidhodi avtoklavnoyi plavki mistyat tilki do 40 50 sirki tomu voni oholodzhuyutsya do 45 C zgushuyutsya i povertayutsya v osnovnu flotaciyu de z nih viluchayetsya do 90 95 sirki Ris 2 Kombinovana shema pererobki tonkovkraplenoyi Vidobuvannya sirki zdijsnyuyut takozh metodom pidzemnogo viplavlyannya yiyi v miscyah zalyagannya garyachoyu vodoyu z temperaturoyu 130 150 C Z vidkachanoyi na poverhnyu sirchano vodyanoyi sumishi mozhna zrazu oderzhuvati gotovu grudkovu sirku z vmistom sirki 99 5 99 9 z rud yaki z tehniko ekonomichnih prichin nedocilno vidobuvati zvichajnimi sposobami Zmina rozmiriv zeren rudi za dopomogoyu termoobrobkiMetod zastosovuyetsya dlya pererobki sirchanih rud z vazhkoyu zbagachuvanistyu koli flotaciyeyu ne dosyagayetsya visokogo viluchennya sirki v koncentrat i chastina yiyi vtrachayetsya zi zrostkami Dlya rozkrittya zrostkiv yih piddayut termoobrobci Rizna temperatura plavlennya sirki i porodi dozvolyaye viddiliti korisnij komponent vid vmisnogo mineralu kalcitu Nagrivu piddayut pulpu sho mistit 40 50 tverdogo Trivalist nagrivu blizko 30 hvilin Temperatura nagrivu 120 135 oS Viplavlena sirka utvoryuye vodnu emulsiyu Pri slabomu peremishuvanni chastinki sirki koalesciyuyut Shvidkist oholodzhuvannya pulpi 2 oS za hvilinu Na risunku 2 navedena kombinovana shema pererobki sirchanoyi rudi za dopomogoyu termoobrobki i flotaciyi VikoristannyaSirku shiroko zastosovuyut v riznih galuzyah gospodarstva Osnovnimi spozhivachami yiyi ye himichna paperova gumova harchova naftova vijskova promislovist silske gospodarstvo Najbilshu kilkist vidobutoyi sirki vikoristovuyut u himichnij promislovosti dlya virobnictva sirchanoyi kisloti pri virobnictvi fosfornoyi solyanoyi ta inshih kislot v gumovij promislovosti virobnictvi barvnikiv dimnogo porohu tosho Virobnictvo shtuchnogo volokna viskozi v himichnij promislovosti ye inshim spozhivachem sirki V silskomu gospodarstvi sirku zastosovuyut yak zasib borotbi z shkidnikami chastkovo yak dobrivo dlya dezinfekciyi pri likuvanni tvarin U paperovomu virobnictvi sirku u viglyadi vikoristovuyut pri obrobci derevnoyi masi bisulfatnij metod Bagato sirki vikoristovuyetsya pri vulkanizaciyi gumi Neznachni kilkosti sirki visokoyi chistoti vikoristovuyutsya v himiko farmacevtichnij promislovosti Sirku vikoristovuyut takozh dlya virobnictva ultramarinu Tekstilna harchova krohmalna i patokova galuzi zastosovuyut sirku abo yiyi spoluki dlya vibilyuvannya i proyasnennya pri konservaciyi fruktiv v holodilnij spravi Krim togo sirku zastosovuyut v sklyanij shkiryanij i inshih galuzyah promislovosti LiteraturaBileckij V S Smirnov V O Pererobka i yakist korisnih kopalin kurs lekcij Doneck Shidnij vidavnichij dim 2005 324 s Primitki