verifikacija tehnoloških pokazatelja procesa prerade topioničke šljake flash smelting peći u...
Post on 14-Jul-2016
92 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Univerzitet u Beogradu
Tehnički fakultet u Boru
Katedra za Mineralne i reciklažne tehnologije
Završni rad
Verifikacija tehnoloških pokazatelja procesa
prerade topioničke šljake flash smelting peći u
pogonu „Flotacija Bor“
Mentor: Kandidat:
Prof. dr Zoran Marković Milica Đorđević
Bor, 2015.god.
SADRŽAJ
1.0. Uvod 1
1.1. Prerada šljake 2
2.0. Opšti deo 4
2.1. Tehnologija prerade koncentrata bakra u novoj topionici RTB-a Bor
2.2.
4
2.1.1. Sušenje koncentrata 6
2.1.2. Topljenje 6
2.1.3. Konvertovanje 10
2.1.4. Postrojenje za preradu šljake
11
2.2. Topionička šljaka 11
2.3. Bakar u šljaci 12
2.4. Mogućnost upravljannja topioničkom šljakom u svetu 12
2.4.1. Smanjenje proizvedene šljake 12
2.4.2. Smanjenje sadržaja bakra u šljaci 13
2.4.3. Taloženje/redukcija pirometalurške šljake 13
2.4.4. Luženje 14
2.4.5. Flotacijska prerada šljake 14
2.4.5.1. Sporo hlađenje 14
2.4.5.2. Usitnjavanje 15
2.4.5.3. Flotacija 15
2.5. Prerada topioničke šljake u Flotaciji Bor 16
2.5.1. Istorijat prerade topioničke šljake u RTB-u Bor 16
2.5.2. Prerada šljake flash smelting peći u Flotaciji Bor 17
2.5.2.1. Drobljenje i prosejavanje 17
2.5.2.2. Mlevenje i klasifikacija 18
2.5.2.3. Flotacijska koncentracija 19
3.0. Cilj istraživanja 22
4.0. Metodologija rada 23
4.1. Uzorkovanje 23
4.2. Karakterizacija uzoraka 25
4.3. Eksperimenti flotiranja 28
5.0. Eksperimentalni deo 30
5.1. Karakterizacija uzoraka 30
5.1.1. Gustina uzorka 30
5.1.2. Prirodna pH vrednost uzorka 30
5.1.3. Granulometrijski sastav uzorka 30
5.1.4. Bond-ov radni indeks 32
5.1.5. Hemijski sastav uzoraka 33
5.2. Snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja šljake flash smelting peći u
pogonu „Flotacija Bor“
34
5.2.1. Snimanje i verifikacija tehnoloških pokazatelja u procesu mlevenja i
klasiranja
34
5.2.1.1. Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja i klasiranja 34
5.2.1.2. Stepeni usitnjavanja u pojedinim fazama mlevenja i ukupni stepen
usitnjavanja
43
5.2.1.3. Raspodela sirovine i efikasnost klasifikacije hidrociklona 44
5.2.1.4. Šema kretanja mase u procesu mlevenja i klasiranja 47
5.2.2. Snimanje i verifikacija tehnoloških pokazatelja u procesu flotiranja 48
5.2.2.1. Hemijski sastav proizvoda flotiranja 48
5.2.2.2. Tehnološki pokazatelji procesa flotacijske koncentracije 48
5.2.2.3. Granulometrijski sastav proizvoda flotiranja 49
5.3. Eksperimenti flotiranja 52
6.0. Diskusija rezultata 55
6.1. Karakterizacija uzorka 55
6.1. Snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja šljake flash smelting peći 56
6.2. Eksperimenti flotiranja 58
7.0. Zaključak 59
8.0. Literatura 61
9.0. Prilog 62
Milica Đorđević Završni rad
1
1.0. UVOD
Eksploatacija i prerada minerala i metala neophodnih ljudskom društvu stara je koliko i
sam ljudski razvoj. U današnjem društvu, rast populacije, urbanizacija, socijalni i ekonomski
razvoj, pa čak i zahtevi za zelenom ili niskougljeničnom ekonomijom, doprinose povećanju
potražnje za mineralima i metalima. Međutim, ispunjavanje ovih zahteva ima svoju cenu – za
ljude i životnu sredinu.
Globalna vrednost mineralne proizvodnje je u ogromnoj meri porasla u poslednjoj
deceniji. 2012. godine bila je preko šest puta veća nego 2000. godine i 60% veća nego na svom
vrhuncu 2008. godine. Iako je vrednost proizvodnje opala za 11% u 2012. godini, ona je ostala
istorijski visoka.[1]
U eksploataciji metala dominiraju rude gvožđa, bakra i zlata koji zajedno čine 68%
ukupne vrednosti (US $854 milijardi) svih proizvedenih metala na globalnom nivou u 2011.
godini. Za svaki metal, obim proizvodnje varira: 2000 miliona tona rude gvožđa, nešto manje
od 20 miliona tona bakra i 2000 tona zlata. Povećana proizvodnja metala i povećana vrednost
većine metala, doveli su i do veće vrednosti rudarske industrije od 214 miliona US $ u 2000.
godini do 644 miliona $US do 2010. godine. [2]
Zbog kontinuiranog porasta potražnje minerala i metala, rudarska industrija suočava se
sa određenim problemima:
• Nova nalazišta, generalno, imaju slabiji kvalitet i složeniju mineralogiju, nego što je
to bilo uobičajno pre nekoliko decenija. Ovo se posebno odnosi za određene metala kao što je
bakar.
• Nova rudna nalazišta se često nalaze na većim dubinama.
• Novootkrivena nalazišta su često udaljena od tržišta i u oblastima sa oštrijom klimom
(npr. na Arktiku ili u pustinjama na Andima). [1]
Iz ovih razloga se pored nalaženja novih rudnih tela, radi na povećanju metalnih resursa
reciklažom i preradom flotacijske jalovine, metalurške šljake, dimne prašine itd. Na taj način
se, sa ekonomske i ekološke tačke gledišta, pristupa efikasnijem korišćenju prirodnih resursa.[3]
Milica Đorđević Završni rad
2
1.1. Prerada šljake
Postoje različite vrste šljake nastale kao nus-proizvod u metalurškim procesima ili kao
ostatak u procesima insineracije. Prema poreklu i karakterizaciji osnovne šljake se mogu
podeliti u tri kategorije: magnetične šljake, nemagnetične šljake i šljake nastale insineracijom.
Šljake, uglavnom, sadrže određenu količinu vrednih metala i kao takve su sekundarni izvor tih
metala, više nego krajnji otpad. Neke šljake sadrže značajne količine štetnih ili teških metala
čije otpuštanje može prouzrokovati probleme po životnu sredinu.
Konvencionalna metoda upravljanja šljakom je bacanje. Povećanje odlagališta šljake ne
samo da zauzima mnogo prostora, već takođe predstavlja trošenje resursa i potencijalno može
imati štetan uticaj na životnu sredinu usled zagađenja vode. Zbog toga je poželjno iskoristiti i
preraditi šljaku radi ponovnog dobijanja metala.
Magnetična šljaka uglavnom obuhvata šljaku nastalu u proizvodnji gvožđa (šljaka visoke
peći), čelika i legiranog čelika.
Šljaka visoke peći, nastale u proizvodnji gvožđa, se generiše u ogromnim količinama (370
kg šljake po 1t gvožđa). U Americi i Japanu se svake godine proizvede 13 i 24,3 miliona tona
šljake. Pošto je sadržaj gvožđa veoma mali (Fe <2%), prerada ove šljake nije značajna, te se
skoro 100% ove šljake koristi u proizvodnji cementa, izgradnji puteva, građevinskih radova,
proizvodnji đubriva, pokrivanju deponija i rekultivaciji zemljišta.
Šljaka nastala u proizvodnji čelika se često prerađuje radi dobijanja metala. Pripremom
mineralnih sirovina, drobljenjem, mlevenjem, klasifikacijom i magnetnom separacijom, dobija
se čelični otpad (Fe: 90%) i koncentrat gvožđa (Fe >55%).
Šljaka nastala preradom legiranog čelika sadrži visoku koncentraciju Cr i određenu
količinu Ni koji mogu biti štetni po životnu sredinu, pa je prerada ove šljake veoma bitna i ona
se postiže uglavnom magnetnom i gravitacijonom separacijom.
Postoje mnogo različitih vrsta nemagnetične šljake. Šljaka nastala preradom rude bakra
je najviše izložena obimnom istraživačkom radu koji traje 100 godina.[4]
Milica Đorđević Završni rad
3
Procenjuje se da se proizvede oko 2,2t šljake na 1t proizvedenog bakra. U svetu se
godišnje proizvede oko 24,6 Mt šljake bakra. [5]
Postoji relativno mali broj izveštaja o primeni ove šljake. Glavni zadatak je bio fokusiran
na dobijanje metala iz ove šljake: flotacijom, luženjem ili prženjem.
Šljaka nastala insineracijom je relativno nova šljaka. Pepeo nastao spaljivanjem ima
visoku koncentraciju teških metala i dioksina, pa zato zahteva poseban tretman, kao što je
vitrifikacija ponovnim topljenjem ili ekstrakcija upotrebom kiseline ili drugih rastvora.
U industriji se primenjuje i separacija metala iz donjeg sloja pepela koji se zadržava na
dnu insineratora. Fe, Al i Cu se mogu dobiti mehaničkom separacijom koja uključuje: sušenje,
drobljenje, prosejavanje, magnetnu separaciju i eddy current separaciju. [4]
Milica Đorđević Završni rad
4
2.0. OPŠTI DEO
2.1. Tehnologija prerade koncentrata bakra u novoj topionici
RTB-a Bor
2010. godine rukovodstvo RTB-Bor u saradnji sa Vladom Republike Srbije donosi
odluku o rekonstrukciji topionice i izgradnji nove fabrike sumporne kiseline.
Dva osnovna kriterijuma su postala naročito značajna kada je u pitanju održivi razvoj na
bazi topljenja sulfidnih koncetrata: potreba za uštedom energije i potreba za unapređenjem
zaštite životne sredine.
Takodje je potrebno postići sledeće ciljeve proizvodnje i produktivnosti:
• Povećati iskorišćenje bakra na 98% ;
• Povećati proizvodnju anodnog bakra na 80,000 tona godišnje (t/g) korišćenjem
koncentrata iz Srbije i susednih država.
Postojeća topionica bakra je modifikovana za preradu približno 400,000 t/g bakarnih
koncentrata primenom Outotec Flash Smelting procesa. Modernizovan metalurški kompleks
će proizvoditi oko 80,000 t/g finog bakra. Izbor topljenja u flash smelting peći omogućava
efikasno korišćenje energije iz koncentrata čime se smanjuje potrošnja fosilnog goriva,
omogućava sakupljanje procesnog gasa za proizvodnju kiseline i značajno se poboljšava
celokupno iskorišćenje na bakru. Na slici 2.1 prikazana je blok šema topionice.
Milica Đorđević Završni rad
6
2.1.1. Sušenje koncentrata
Mešavina šarže flash smelting peći (nakon prosejavanja i magnetne separacije) se suši
tako da procenat vlažnosti bude ispod 0,3%, koliko zahteva ova peć. Sušenje se obavlja u
rotacionom parnom sušaču, parom kojom se snabdeva iz WHB-a (kotla otpadne toplote) u
fabrici sumporne kiseline, dok se sistem za otprašivanje sušnice sastoji od vrećastog filtera i
ventilatora za procesni gas. Kapacitet rotacionog parnog sušača je 80 t/h. Na slici 2.2 prikazan
je izgled unutrašnjosti parnog sušača.
Slika 2.2. Izgled unutrašnjosti rotacionog parnog sušača
Para od oko 2 MPa pritiska i 212°C protiče kroz elemente za grejanje pare i kondenzuje
se na unutrašnjim površinama. Oslobodjena toplota se prenosi kroz zid elementa i u posteljici
za mešavinu vlažne šarže. Proizvod iz sušnice, kao i prašina koja je odvojena vrećastim
filterom, se sakuplja u bunker za međuskladištenje osušene mešavine šarže ispod parne sušnice
pomoću hranilice sa vazdušnim zatvaranjem. Ovako osušeni koncentrat se pneumatskim
transporterima transportuje do bunkera za koncentrat flash smelting peći.
2.1.2. Topljenje
Topljenje u flash smelting peći je autogeni proces metalurškog topljenja u lebdećem
stanju, što znači da ova peć finske kompanije Outotec koristi energiju egzotermne reakcije
oksidacije sulfida kao osnovnu sirovinu za proces topljenja. Peć koja je izgrađena u RTB-u
projektovana je za preradu 400000 tona koncentrata godišnje. Šematski prikaz peći dat je na
slici 2.3.
Milica Đorđević Završni rad
7
Slika 2.3. Šematski prikaz flash smelting peći
Osnovni delovi flash smelting peći su sistem za šaržiranje, vertikalni reakcioni šaht,
horizontalni deo za odsedanje (settler) i vertikalni izlazni šaht (aptejk).
Osušena mešavina šarže pada iz bunkera za međuskladištenje u cisternu
pneumatskog trasnsportera. Materijal se transportuje pomoću dva paralelna pneumatska
transportera čvrste faze do FSF bunkera za mešanje sarže, koji se nalazi iznad LIW sistema
za šaržiranje.
Bunker za mešanje šarže poseduje vrećasti filter za prečišćavanje vazduha i
ventilator za vuču i ispuštanje u atmosferu. Sistem za hranjenje flash smelting peći sastoji
se iz gravimetrijskih hranitelja baziranih na gubitku težine (LIW), koji služe i za hranjenje
peći šaržom i za recikliranje dimne prašine. Koncentrat se šaržira iz dozirnog bunkera u
gorionik za koncentrat pomoću sistema pužnog dodavača i air slide transportera. Izlazni
vazduh iz bunkera se prečišćava preko vrećastog filtera i izduvava u atmosferu pomoću
ventilatora.
Milica Đorđević Završni rad
8
Reakcioni šaht predstavlja cilindrični toranj obložen vatrostalnom oblogom i
zaštićen od grubog čeličnog okvira peći. Glavni deo topljenja se odvija u reakcionom
šahtu u kome se nalazi gorionik. Istopljeni proizvodi i gasovi topljenja se zatim odvode u
horizontalni settler. Gorionik za koncentrat poseduje centralni distributer mlaza za
uvođenje suve šarže i procesnog vazduha koji je obogaćen kiseonikom do ujednačene
suspenzije u reakcionom šahtu. Širenje suspenzije koncentrata se može kontrolisati tako što
će se podesiti mlaz vazduha. Procesni vazduh obogaćen kiseonikom se uduvava u otvor
vazdušne komore gorionika. Projektovana vrednost je 40 - 60% obogaćenja O2. Deo
potrebnog procesnog vazduha za topljenje, takozvani srednji kiseonik, se ubacuje kao
tehnički kiseonik kroz „koplje“ za kiseonik koje se nalazi na centralnom distributeru mlaza.
Koplje za srednji kiseonik se koristi za regulisanje reakcija prilikom topljenja u srednjoj
zoni reakcionog šahta. U centralnom distributeru mlaza nalazi se koplje sa mazutom koje
obezbeđuje dodatnu toplotu suspenziji koncentrata. Mazut gori sa tehničkim kiseonikom
koji dolazi iz srednjeg koplja za srednji kiseonik. Na slici 2.4. prikazan je gorionik flash
smelting peći.
Slika 2.4. Gorionik flash smelting peći
Istopljeni proizvodi i gasovi topljenja se zatim odvode u horizontalni settler.
Milica Đorđević Završni rad
9
Settler je pravougaoni sud obložen vatrostalnim materijalom. Struktura omogućava
termičke varijacije za vreme grejanja i hlađenja u odnosu na unapred podešene opružne sile
šipke. U settleru peći, formiraju se i odvajaju bakrenac i slojevi šljake. Procesni gasovi se dalje
odvode do aptejk šahta. Aptejk šaht je vertikalna, cilindrična struktura, obložena vatrostalnom
oblogom na suprotnom kraju od krova setlera.
Proizvodi procesa u flash smelting peći su bakrenac, šljaka, gasovi i prašina.
Bakrenac je osnovni proizvod topljenja koji se ispušta iz setlera peći preko 6 kanala za
bakrenac i otprema do konvertorske hale na dalju preradu. Projektovani procenat Cu u bakrencu
flash smelting peći iznosi 62%.
Šljaka flash smelting peći istače iz peći preko dva otvora koja se nalaze na bočnoj strani
peći. Ova šljaka se tegljačima za šljaku šalje na prostor za hlađenje šljake. Šljaka se hladi 24h
na vazduhu i do 72h na vodi nakon čega se drobi i šalje u flotaciju na revalorizaciju bakra i kao
koncentrat se vraća u proces. Prosečni projektovani sadržaj Cu u šljaci trebalo bi da iznosi oko
1,4%.
Gasovi nastali u procesu topljenja su otpadni i procesni. Fugitivni gasovi se preko
komora gasovodom šalju do vrećastog filter nakon čega se preko dimnjaka ispuštaju u
atmosferu. Procesni gasovi se preko aptejka transportuju do WHB-a (kotla otpadne toplote) gde
se hlade i služe za stvaranje pregrejane para. Kapacitet WHB-a je 21,5 t/h pregrejane pare i ova
para se kasnije koristi za proizvodnju električne energije u energani. Gasovi nakon kotla, ulaze
u elektrostatički filter gde se prečišćavaju i odlaze u skruber i na dalju preradu u fabriku
sumporne kiseline. Prašina koja se otpraši u kotlu i u elektrostatičkom filteru se sakuplja u
šuteve i preko traka i pneumatskog transportera odprema u bunker i vraća u proces topljenja. U
tabeli 2.1. dat je proizvodni program nove peći.
Milica Đorđević Završni rad
10
Tabela 2.1. Proizvodni program flash smelting peći
KCU Prosečni Maksimalni Minimalni
Bakrenac t/h 17,4 18,2 16,6
temperatura °C 1.240 1240 1240
Cu % 62,0 62,0 62,0
Fe % 13,9 14,0 13,8
S % 22,1 22,1 22,1
Šljaka t/h 31,0 30,5 32,2
temperatura °C 1.290 1.290 1.290
Cu % 1,4 1,4 1,4
Fe % 42,5 42,6 42,4
S % 1,2 1,2 1,2
SiO2 % 29,0 29,0 29,0
Gas iz FSF Nm3/h 29.940 28.130 33.140
temperatura °C 1.272 1.268 1.278
SO2 % 32,3 33,5 30,7
SO3 % 0.0 0,0 0,0
H2O % 2,1 2,2 2,0
CO2 % 1,3 1,4 1,2
O2 % 3,1 3,3 2,9
N2 % 61,1 59,6 63,2
Sadržaj prašine g/Nm3 82 87 75
2.1.3. Konvertovanje
Proces konvertovanja u rekonstruisanoj topionici u Boru vrši se na dva rekonstruisana
konvertora marke “Pierce Smith”. Novina kod ovih konvertora su dve potpuno nove haube i
nov sistem za dodavanje kvarca.
Kapacitet svakog od konvertora je 120t blister bakra. Jedan konvertor je vruć i u operaciji, dok
će drugi biti na hladnom (standby) režimu.
Blister bakar je proizvod konvertovanja koji sadrži 99,4% Cu, a sadrži i plemenite i
neke obojene metale. On se putem krana transportuje u anodnu peć radi dalje obrade.
Gasovi sa konvertora se preko haube i komore transportuju do skrubera, a zatim do
fabrike sumporne kiseline na dalju preradu.
Šljaka nastala prilikom konvertorske operacije koja po projektu treba da sadrži oko 6%
Cu transportuje se tegljačima na prostor za hlađenje šljake gde se hladi po istom režimu kao i
šljaka flash smelting peći, sa tim što se ohlađena šljaka sa dna lonca koja je bogatija bakrom
vraća u konvertorsku operaciju.
Milica Đorđević Završni rad
11
Tabela 2.2. Kvalitet blister bakra u funkciji kvaliteta ulaznog koncentrata
Max Prosečan Min
Cu, % 99,4 99,4 99,4
Fe, ppm 50 50 50
S, ppm 250 250 250
Zn, ppm 46 101 61
Pb, ppm 112 132 131
Ni, ppm 515 534 558
Bi, ppm 227 262 315
As, ppm 159 237 354
Sb, ppm 31 30 28
Au, ppm - - -
Ag, ppm - - -
O, ppm 4,025 4,026 4,025
2.1.4. Postrojenje za preradu šljake
Rastopljena šljaka iz flash smelting peći i Pierce Smith konvertora se premešta u jame za
hlađenje šljake koje omogućavaju stvrdnjavanje šljake i kristalizaciju minerala bakra. Šljaka se
premešta uz pomoć nosača šljake u čeličnim kašikama zapremine do sektora za hlađenje šljake.
Nakon izlivanja u jamu, šljaka se hladi i do osam sati. Zatim sledi hlađenje vodom i dodatno
hlađenje vazduhom u periodu od dva do tri dana. Ukupno vreme hlađenja je 72 časa.
2.2. Topionička šljaka
Mineraloški sastav i faze zrna u topioničkoj šljaci bakra iz različitih izvora se veoma
razlikuju, u zavisnosti od mnogih faktora kao što su tip rude koja se prerađuje, tip peći i metod
hlađenja.[4]
Uglavnom su glavne komponente u topioničkoj šljaci bakra gvožđe i SiO2 – kvarc (25-
50% svaki). Skoro sve šljake sadrže 0,4-3,7% Cu, isto ili čak i više nego ruda bakra. U
zavisnosti od njihovog primarnog izvora, neke šljake sadrže kobalt i/ili nikl u dovoljnim
količinama za njihov oporavak. U nekim od ovih šljaka se javljaju toksični elementi kao što su
arsen i olovo.[7]
Pirometalurški proces topljenja bakra generiše dve vrste šljake, iz topljenja i iz
konvertovanja. Šljaka iz topljenja obično sadrži 1-2% Cu, dok konvertorska šljaka sadrži 4-8%
Cu. Ovo pokazuje da je značajni deo bakra iz osnovnog koncentrata prisutan u ovim šljakama.
Milica Đorđević Završni rad
12
Iz ovih razloga, vrednost bakra u ovim šljakama je obično previsoka da bi se opravdala stara
praksa njihovog jednostavnog odbacivanja.
2.3. Bakar u šljaci
Bakar u šljaci iz topljenja i konvertovanja je prisutan kao:
a) rastvoren Cu, prisutan uglavnom kao Cu+ joni, ili
b) u suspendovanim kapljicama bakrenca (50-90% u šljaci iz topljenja)
Rastvoren Cu je povezan ili sa O2- jonima (Cu2O) ili sa S2- jonima (Cu2S). Cu2O postaje
dominantan oblik rastvorenog Cu kada je kvalitet bakrenca iznad 70% Cu, zbog pojačane
aktivnosti Cu2S u bakrencu. Pojačana aktivnost Cu2S potiskuje reakciju,
Cu2S(bakrenac) + FeO(šljaka) → Cu2O(šljaka) + FeS(bakrenac) (1)
na desno. Rastvorljivost S u šljaci je takođe niža u kontaktu sa bakrencem visokog kvaliteta.
Kao rezultat toga, rastvoren Cu u konvertorskoj šljaci je prisutan, uglavnom, kao Cu2O.
Nasuprot tome, rastvoren Cu u šljaci iz topljenja je prisutan, uglavnom kao Cu2S. To je zbog
bakrenca slabijeg kvaliteta i potencijala kiseonika u peći za topljenje.
2.4. Mogućnosti upravljanja topioničkom šljakom u svetu
Strategije za smanjivanje količine Cu izgubljenog u šljaci mogu biti:
1) Smanjenje mase proizvedene šljake,
2) Smanjenje procenta Cu u šljaci,
3) Prerada šljake kako bi se povratilo što više Cu.
2.4.1. Smanjenje proizvedene šljake
Čini se logičnom sugestija da se smanjenje količine Cu koji se gubi u šljaci prilikom
topljenja i konvertovanja može postići smanjenjem proizvedene šljake. Međutim, metode
smanjenja mase šljake mogu pričiniti više štete nego koristi. Postoje sledeće mogućnosti:
(a) Povećanje kvaliteta koncentrata. Manje jalovine u koncentratu znaći da je potrebno
manje kvarca (SiO2) kao topitelja, a samim tim je smanjena ukupna masa generisane
Milica Đorđević Završni rad
13
šljake. Međutim, povećanje kvaliteta koncentrata može doći na štetu smanjenja
iskorišćenja Cu u koncentratoru.
(b) Dodavanje manje topitelja. Dodavanjem manje topitelja bi se smanjila masa šljake
(poželjno) i smanjila njena gustina, što olakšava njeno taloženje (takođe poželjno).
Međutim, takođe bi se povećala aktivnost FeO u šljaci, što dovodi do povećanja
rastvorenog Cu2O reakcijom (1) (nepoželjno), kao i do povećanja magnetita (takođe
nepoželjno). Taloženje čvstog magnetita povećava viskoznost šljake i kao rezultat
dovodi do povećanog sadržaja bakra u šljaci.
2.4.2. Smanjenje sadržaja bakra u šljaci
Sadržaj bakra u topioničkoj šljaci se smanjuje na sledeći način:
(a) Povećanjem fluidnosti šljake, uglavnom izbegavajući suvišno Fe3O4(Č) u šljaci i
održavanjem šljake vruće.
(b) Obezbeđivanjem dovoljno SiO2 radi formiranja jasne faze između bakrenca i šljake.
(c) Obezbeđivanje mirne zone u peći za topljenje.
(d) Izbegavanje preterano gustog sloja šljake.
(e) Izbegavanje mešanja bakrenca sa šljakom
Takođe, može se dodati metalurški koks ili ugalj u peći za topljenje kako bi se Fe3O4 (Č) sveo
na FeO(t)
2.4.3. Taloženje/redukcija pirometalurške šljake
Uslovi koji podstiču suspendovane kapljice da se natalože u sloju bakrenca su niska
viskoznost šljake, niska turbulencija, dugo vreme boravka i i tanak sloj šljake. Do ovih uslova
je često teško doći u sudu za topljenje (naročito neophodno vreme boravka). Kako se željeni
kvalitet bakrenca povećava, problem postaje gori, jer ovo povećanje još više smanjuje vreme
taloženja. Kao rezultat toga, proizvođači Cu, još od 1960. godine, izgrađuju posebne peći
specijalno namenjene za čišćenje i konvertovanje šljake. Ove peći imaju dve namene:
(a) Omogućavaju suspendovane šestice bakrenca da završe taloženje u istopljenom sloju
bakrenca, i
Milica Đorđević Završni rad
14
(b) Omogućavaju smanjenje rastvorenih oksida bakra da suspenduju kapi sulfida bakra.
Ulazne sirovine u ovim pećima znatno variraju. Neke peći za topljenje prihvataju
nerazdvojenu mešavinu sljake i i bakrenca, pa u njima dolazi do taloženja. Druge prihvataju
konvertorsku šljaku i veći naglasak daju redukciji. Najčešće, ove peći se hrane samo
topioničkom šljakom i prvenstveno se koriste kao finalna peć za taloženje.
Najčešće se koristi električna peć za čišćenje šljake. Toplota se stvara prolaskom električne
energije kroz sloj šljake. Ovaj metod snabdevanja toplote stvara najmanju količinu turbulencije,
čime povećava stepen taloženja. Pored ove peći, može se koristiti i plamena peć i Inco flash
peć.[8]
2.4.4. Luženje
Luženje je jedna od najboljih metoda za dobijanje bakra iz oksidne šljake, iako je zbog
niskog potencijala kiseonika u peći za topljenje, većina generisane šljake sulfidnog tipa.
Termodinamički, metoda luženja može pročistiti sulfidnu šljaku; međutim, ona je nerentabilna
zbog vremena trajanja procesa i spore obrade.[9]
2.4.5. Flotacijska prerada šljake
Prerada konvertorske šljake, radi dobijanja bakra zahteva niz operacija, i to:
(a) Sporo hlađenje (očvršćivanje),
(b) Usitnjavanje (drobljenje/mlevenje)
(c) Flotacija.
2.4.5.1. Sporo hlađenje
Ovaj postupak se oslanja na činjenicu da se, kako se konverstorska šljaka hladi, rastvoreni Cu,
koji je u njoj prisutan, odvaja iz rastvora putem reakcije:
Cu2O + 3FeO → 2Cu(t) + Fe3O4 (2)
Reakcija se sve više obavlja pri niskim temperaturama i može smanjiti sadržaj rastvorenog Cu
iz konvertorske šljake dosta ispod 0,5%.[8]
Milica Đorđević Završni rad
15
Sporo hlađenje šljake olakšava formiranje različitih komponenti u kristalnom obliku. U
takvim šljakama glavne mineralne vrste su silikati, oksidi nikla i kobalta i minerali bakra:
halkozin (Cu2S), kovelin (CuS), bornit (Cu5FeS4) zajedno sa primesama bakra. [7]
Sporo hlađenje šljake, omogućava vreme da se suspendovani bakrenac sjedini, da se
hemijski vezan bakar istaloži u veće kristale i da rastvoren oksidni bakar reaguje sa rastvorenim
sumporom kako bi formirali sulfide. Iz ovog možemo zaključiti da je sporo hlađenje šljake
osnova za oslobađanje sulfida.[10]
2.4.5.2. Usitnjavanje
Nakon hlađenja šljake, odvojen Cu (iz rastvora) i suspendovane čestice bakrenca dobro
reaguju pri flotaciji. Kao rezultat, konvertorska šljaka se drobi, melje i koncentriše isto kao i
sulfidne rude. Radi uspešne prerade konvertorske šljake potrebno je obezbediti da su istaložena
zrna bakrenca i Cu dovoljno velika kako bi se oslobodile drobljenjem i mlevenjem. Ovo se
postiže sporim hlađenjem šljake do ispod 1000° C, a nakon toga prirodno na temperaturi sredine
u kojoj se nalazi. [8] Što je stopa hlađenja sporija veće su faze rasta minerala. [4]
Na osnovu nekih rezultata, postepenim hlađenjem šljake od 1300°C do 900°C dobijanje
Cu se povećava do 85%, a vreme mlevenja se smanjuje za 30min. [9]
2.4.5.3. Flotacija
Nakon ovog postupka, ista oprema i reagensi koji se koriste prilikom dobijanja Cu iz rude
se mogu koristiti za dobijanje Cu iz šljake. [7] Dakle, flotacija topioničke šljake je slična flotaciji
sulfida. Sulfidni minerali bakra i primese bakra flotiraju, a oksidi (kobalta, nikla i silikati)
odlaze u jalovinu. [7]
Prerada stare šljake, iz prethodnih operacija topljenja, usitnjavanjem i flotacijom je
povremeno izvor dodatnog Cu za proizvođače.
Flotaciona metoda je tehnički i ekonomski superiorna u odnosu na bilo koju drugu metodu
dobijanja Cu iz šljake. [9]
Flotacija šljake je u prednosti zbog efikasnijeg dobijanja Cu i zbog mogućnosti korišćenja
postojeće opreme za drobljenje, mlevenje i flotaciju.[8]
Međutim i pored toga, flotacija šljake, kao metod prerade šljake, postaje sve manje
popularna. Kao razlog tome jeste proizvodnja bakrenca visokog kvaliteta u kome je veći deo
Milica Đorđević Završni rad
16
Cu prisutan u obliku rastvorenog Cu. Bakar iz ovakve šljake se ne dobija flotacijom, već u peći
za taloženje. [8]
2.5. Prerada topioničke šljake u Flotaciji Bor
2.5.1. Istorijat prerade topioničke šljake u RTB-u Bor
Krajem devedesetih godina prošlog veka, sa sunovratom borskog rudarstva nastalim
delom zbog niskih cena bakra na svetskom tržištu, a većim delom usled gotovo potpunog
iscrpljenja postojećih ležišta, ponovo oživljava ideja o preradi topioničke šljake sa ciljem
valorizacije bakra i ostalih korisnih komponenti, prvenstveno zlata i srebra. Na Tehničkom
fakultetu u Boru je realizovana studija "Tehno-ekonomska opravdanost prerade topioničke
šljake u izvedenom tehnološkom procesu", koja zajedno sa prethodnim istraživanjima
predstavlja osnov za konačnu odluku o pokretanju industrijske prerade topioničke šljake u
pogonima RTB-a Bor.
Sa tim u vezi se u pogonu borske flotacije krenulo sa preradom topioničke šljake
(plamene peći) i to u postojećoj tehnologiji.
Drobljenje je dvostadijalno i vrši se na jednoj sekundarnoj i jednoj tercijarnoj drobilici.
Između njih je sito koje prihvata šljaku kako sa sekundarne tako i sa tercijarne drobilice, a
veličina otvora prosevne površine je 10 mm. Ovo sito ima ulogu prethodnog prosejavanja ispred
tercijarne drobilice i ulogu kontrolnog prosejavanja, čime se zatvara ciklus drobljenja.
Iz bunkera šljake se trakastom hranilicom dodaje na transportnu traku na kojoj je
instalisana tračna vaga. Transportna traka odvodi šljaku na mlevenje u postojeći mlin sa
šipkama. Samlevena šljaka u vidu pulpe iz mlina sa šipkama odlazi u ciklonsku pumpu.
Ciklonska pumpa odvodi materijal u bateriju od tri hidrociklona Φ 700. Pesak hidrociklona se
gravitacijski odvodi u mlin sa kuglama. Proizvod mlina sa kuglama odlazi u pumpu. Mlin sa
kuglama i baterija hidrociklona rade u zatvorenom ciklusu. Gotov proizvod mlevenja, preliv
hidrociklona, odlazi u proces flotiranja.
Preliv hidrociklona sa oko 28% čvrstog se gravitacijski transportuje do flotacione
mašine sa 16 ćelija na osnovno flotiranje. Otok ovih mašina predstavlja definitivnu jalovinu
koja se zajedno sa tekućom jalovinom borske flotacije transportuje na jalovište. Osnovni
koncentrat odlazi u pumpu odakle se transportuje u mašinu na prvo prečišćavanje. Otok mašine
Milica Đorđević Završni rad
17
se transportuje na dopunsko flotiranje do flotacionih mašina sa sedam ćelija. Otok ovih mašina
predstavlja definitivnu jalovinu, a prečišćen koncentrat odlazi u pumpu odakle se zajedno sa
osnovnim koncentratom transportuje na prvo prečišćavanje. Koncentrat prvog prečišćavanja
preko pumpe odlazi u flotacionu mašinu na drugo prečišćavanje. Prečišćen koncentrat pumpom
odlazi na treće, definitivno, prečišćavanje u flotacionu mašinu. Otok drugog prečišćavanja se
vraća u pumpu, a otok trećeg prečišćavanja gravitacijski ulazi na čelo drugog prečišćavanja.
Definitivno prečišćeni koncentrat se šalje u pumpu koja ga transportuje na odvodnjavanje
postojećeg procesa flotacije bakra iz rude.
Definitivni koncentrat bakra iz flotacije se transportuje pumpom do filtraže bakra
udaljene oko 700 m, postojećom trasom cevovoda za koncentrat. Prvi stepen odvodnjavanja se
odvija u postojećem zgušnjivaču Φ 33 m. Zgusnuti proizvod sa oko 50% čvrstog se transportuje
preko pumpe na filtriranje u postojeći disk filter. Nakon filtriranja koncentrat sa oko 10% vlage,
trakastim transporterom se odlaže na otvoreno skladište zajedno sa koncentratom jamske rude.
[11]
2.5.2. Prerada šljake flash smelting peći u Flotaciji Bor
2.5.2.1. Drobljenje i prosejavanje
Šljaka se sa šljakišta utovaruje utovarivačima i buldožerima, kašikom zapremine 2 m3, u
kamione kapaciteta 12 t i 24 t. Kamionima se doprema do prihvatnog bunkera kapaciteta 400 t
sa stacionarnom rešetkom otvora sita 160 x 160 mm, ispred postrojenja starog drobljenja borske
flotacije. Komadi šljake krupniji od veličine otvora se sklanjaju sa rešetke i odlažu na stranu.
Iz prihvatnog bunkera se šljaka pomoću male kose transportne trake T-03 dodaje u sekundarnu
drobilicu tipa „SYMONS“ na sekundarno drobljenje. Proizvod ove drobilice GGK 30 (mm) se
kosom transportnom trakom odvodi na tercijalno drogljenje u kratkokonusnu drogilicu tipa
„SYMONS“. Proizvod tercijalnog drobljenja pada na traku pozicije T-08 gde se spaja sa
proizvodom sekundarnog drobljenja. Zajedno ova dva proizvoda predstavljaju gotov proizvod
drobljenja koji se preko sistema transportnih traka poz. T-09,T-11 i T-12 odvodi do bunkera za
sitnu rudu kapaciteta 2500 t od čega 600 t predstavlja tzv. mrtvu rudu.
Milica Đorđević Završni rad
18
2.5.2.2. Mlevenje i klasifikacija
Definitivno izdrobljena šljaka gornje granične krupnoće 16 mm (koja sadrži oko 4%
gotovog proizvoda, odnosno klase krupnoće -0,040+0 mm) iz bunkera (poz. 2005) gravitacijski,
preko odgovarajućih sipki, dospeva na četiri trakasta dodavača (poz. 2010). Posredstvom
trakastih dodavača (poz. 2010) šljaka se dodaje na transportnu traku (poz. 2020) na kojoj je
instalirana je tračna vaga (poz. 2015) za merenje masenog protoka materijala.
Transportnom trakom (poz. 2020) izdrobljena šljaka se doprema u mlin sa šipkama (poz.
ML4101-101), gde se odvija prvi stadijum mlevenja do krupnoće od oko 13,4% -0,040+0 mm.
U mlin sa šipkama dodaje se i voda radi uspostavljanja željene vrednosti gustine pulpe u
mlevenju koja iznosi 2000 kg/m3.
Izlaz iz mlina sa šipkama (poz. ML4101-101) se gravitacijski kanalom transportuje u
betonski koš (poz PX4106-101) centrifugalne muljne pumpe. U koš na ovoj poziciji dodaje se
i određena količina vode za regulaciju gustine hidromešavine. Centrifugalna muljna pumpa
(poz. PU4119-101 i PU4119-102, jedna radna, jedna u rezervi) služi za transfer proizvoda iz
mlina sa šipkama do čeličnog koša (poz PX4120-101) ispred hidrociklonske centrifugalne
muljne pumpe. Koš pumpe (poz. PX4120-101) instaliran je za prihvat samlevenih proizvoda iz
mlina sa šipkama i kuglama kao i potrebne količine vode. Hidromešavina zadovoljavajuće
gustine od 1650 kg/m3 se dalje centrifugalnom muljnom pumpom (poz. PU4107-101 i PU4107-
102, jedna radna, jedna u rezervi) transportuje do hidrociklonske baterije (poz. CY4108-101).
Baterija sadrži tri hidrociklona u kojima se odvija prvi stadijum klasiranja.
Pesak hidrociklona koji sadrži oko 11,2% klase -0,040+0 mm se gravitacijski kanalom
zajedno sa potrebnom količinom vode doprema u mlin sa kuglama (poz. ML4109-101). U
mlinu sa kuglama vrši se drugi stadijum mlevenja sirovine do krupnoće od oko 34,3% klase -
0,040+0 mm, pri čemu željeni sadržaj čvrstog iznosi 70%. Mlin sa kuglama (poz. ML4109-
101) radi u zatvorenom ciklusu sa hidrociklonima (poz. CY4108-101), tako da se samleveni
proizvod ovog mlina transportuje kanalom u koš hidrociklonske pumpe (poz. PX4120-101).
Preliv hidrociklona prvog stadijuma klasiranja, krupnoće oko 59,6% klase -0,040+0 mm,
transportuje se gravitacijski do čeličnog koša pumpe (poz. PX4114-101). Koš pumpe na ovoj
poziciji, osim preliva hidrociklona (poz. CY4108-101) prihvata i samleveni proizvod
vertiklanog mlina (poz. ML4117-101) i potrebnu količinu vode za regulaciju gustine pulpe.
Milica Đorđević Završni rad
19
Centrifugalna muljna pumpa (poz. PU4115-101 i PU4115-102, jedna radna, jedna u rezervi)
transportuje pulpu gustine ~1500 kg/m3 do sekundarne hidrociklonske baterije (poz. CY4116-
101). Baterija sadrži četiri hidrociklona u kojima se odvija drugi stadijum klasiranja.
Pesak hidrociklona (poz. CY4116-101) koji sadrži oko 23,2% klase -0,040+0 mm se
gravitacijski cevovodom zajedno sa potrebnom količinom vode doprema u vertikalni mlin (poz.
ML4117-101). U vertikalnom mlinu vrši se treći stadijum mlevenja šljake do krupnoće od oko
33,4% klase -0,040+0 mm, pri čemu željeni sadržaj čvrstog iznosi 60%. Vertikalni mlin (poz.
ML4117-101) radi u zatvorenom ciklusu sa hidrociklonima (poz. CY4116-101), tako da se
samleveni proizvod ovog mlina transportuje u koš hidrociklonske pumpe (poz. PX4114-101).
Preliv hidrociklona drugog stadijuma klasiranja, krupnoće 80,0% -0,040+0 mm, predstavlja
definitivni proizvod ciklusa mlevenja i klasiranja i transportuje se gravitacijski cevovodom do
čeličnog koša pumpe (poz. PX4201-101). U koš pumpe (poz. PX4201-101) doprema se samo
preliv hidrociklona (uz mogućnost dodavanja vode), odakle se dalje pumpom (poz. PU4202-
101 i PU4202-102, jedna radna, jedna u rezervi) hidromešavina transportuje u pogon flotacije.
2.5.2.3. Flotacijska koncentracija
Preliv hidrociklona CY 4116-101 krupnoće 80% -40 µm se pumpom PU 4202-101
transportuje do razdeljivača pulpe ispred osnovnog flotiranja. Kada ima potrebe, dodaje se voda
u koš pumpe. U razdeljivač se dodaju kolektor NaIPX i penušač D250. Pulpa se deli na dva
istovetna dela i odlazi na dve linije osnovnog flotiranja koje se odvija u flotacijskim mašinama
na poz. 2230 i 3230. Svaka od mašina za osnovo flotiranje sastoji se iz 8 komora (4+4) tipa DR
300, pojedinačne zapremine 8,5 m3. Na kaskadi mašina (na prelazu između prve i druge četiri
komore) dodaje se kolektor NaIPX. Otok mašina za osnovno flotiranje predstavlja jalovinu
flotacije šljake kojoj se u košu pumpe poz. 340, kojom se transportuje u proces zgušnjavanja
jalovine, dodaje jalovina iz procesa flotiranja jamske rude. Osnovni koncentrat se pumpom poz.
435 šalje na prvo prečišćavanje. Na početak mašina za prvo prečišćavanje, dodaje se kolektor
NaIPX. Mašine za prvo prečišćavanje poz. 3330 se sastoje iz 10 komora (6+4) tipa N°30,
zapremine komore 2,8 m3. Otok ovih mašina se pumpom poz. 421 vraća na početak osnovnog
flotiranja do razdeljivača pulpe. Koncentrat prvog prečišćavanja se pumpom poz. 420 šalje na
drugo prečišćavanje koje se odvija u prve četiri komore mašine na poz. 1270. Otok drugog
prečišćavanja se spaja sa osnovnim koncentratom u pumpi poz. 435 i odlazi na prvo
Milica Đorđević Završni rad
20
prečišćavanje. Koncentrat drugog prečišćavanja se pumpom poz. 3241 šalje na treće
prečišćavanje koje se odvija u druge dve komore flotacijske mašine na poz. 1270. Flotacijska
mašina na poz. 1270 se sastoji od 6 (4+2) komora DR 30, pojedinačne zapremine komore 2,8
m3. Otok trećeg prečišćavanja gravitacijski odlazi na drugo prečišćavanje. Koncentrat trećeg
prečišćavanja je konačni koncentrat flotiranja šljake. Njemu se u košu pumpe poz. 280, kojom
se šalje do pogona filtraže, dodaje konačni koncentrat iz procesa flotiranja jamske rude. [12]
Na slici 2.5. prikazana je tehnološka šema procesa flotacijske prerade topioničke šljake.
Milica Đorđević Završni rad
21
Slika 2.5. Tehnološka šema procesa flotacijske prerade topioničke šljake[12]
Milica Đorđević Završni rad
22
3.0. CILJ ISTRAŽIVANJA
U svetu je sve veća potražnja bakra, kao jednog od osnovnih resursa, a samo
racionalnom eksploatacijom moguće je brinuti i o budućnosti. Zbog toga, teži se korišćenju
svih, nama dostupnih, resursa bakra, ali i svih sekundarnih sirovina koje bi zadovoljile potrebe
proizvodnje. Jedna od tih sirovina je i topionička šljaka, nastala kao nus-produkt pirometalurške
prerade koncentrata bakra, a koja često ima i veći sadržaj bakra nego primarna sirovina.
Proces revalorizacije bakra iz topioničke šljake plamene peći u nekoliko navrata
ispitivan je od strane Rudarsko topioničarskog basena Bor, odnosno Instituta za bakar Bor i
Tehničkog fakulteta u Boru. Industrijska primena ove šljake, postupkom flotacijske
koncentracije, vrši se od sredine 2002. godine, u pogonu „Flotacija Bor“.
Sa izgradnjom i početkom rada nove topionice primenom Flash Smelting procesa, 2015.
godine, kao i rekonstukcijom pogona „Flotacija Bor“- dodavanjem trećeg stadijuma mlevenja
u vertikalnom mlinu, počela je i prerada nove šljake flash smelting peći. Zbog sadržaja bakra
u šljaci flash smelting peći, koji iznosi 1-3% i većeg kapaciteta prerade nove topionice, pa
samim tim i zbog proizvodnje šljake, još veći značaj pridaje se ispitivanju i preradi ove
tehnogene sirovine.
Prva faza istraživanja, u okviru ovog diplomskog rada, ima za cilj karakterizaciju šljake
flash smelting peći, kao i snimanje i verifikaciju rezultata procesa mlevenja, klasiranja i
flotiranja šljake flash smelting peći u postojećem pogonu „Flotacija Bor“, odnosno „ponašanje“
flash smelting peći u ovim procesima prerade.
Druga faza istraživanja odnosi se na laboratorijska ispitivanja i verifikaciju određenih
tehnoloških parametara flotiranja. U ovoj fazi laboratorijskih istraživanja, urađeni su
eksperimenti flotacijske koncentracije. U okviru eksperimenata praćeno je flotiranje različitih
proizvoda procesa mlevenja i klasiranja, a u cilju pronalaženja onog proizvoda mlevenja i
klasiranja koji postiže najbolje rezultate prilikom flotiranja šljake flash smelting peći.
Milica Đorđević Završni rad
23
4.0. METODOLOGIJA RADA
4.1. Uzorkovanje
Uzorkovanja su vršena metalnim posudama uzorkivačima, normalnim presecanjem toka pulpe,
kako bi se izuzeli što je moguće reprezentativniji uzorci.
Uzorkovanje je vršeno na 15 mesta u procesu mlevenja, klasiranja i flotiranja.
Oznake uzoraka date su u tabeli 4.1.
Tabela 4.1. Oznake uzorkovanja
Redni
broj Proizvod Oznaka uzorka
1. gotov proizvod drobljenja šljaka
2. izlaz mlina sa šipkama IZ 2040
3. preliv hidrociklona poz. CY-4108-101
(na košu pumpe PU-4115-101) PR 2080
4. pesak hidrociklona poz. CY-4108-101 PS 2080
5. izlaz mlina sa kuglama IZ 2090
6. izlaz iz vertikalnog mlina ML-4117-101
(na košu pumpe PU-4115-101) IZVM
7. pesak hidrociklona poz. CY-4116-101 PSVM
8. preliv hidrociklona poz. CY-4116-101
(na košu pumpe PU-4202-101) PR II
9. koncentrat I K I
10. otok I O I
11. koncentrat II K II
12. otok II O II
13. koncentrat III K III
14. otok III O III
15. jalovina J
Milica Đorđević Završni rad
25
Uzorak gotovog proizvoda drobljenja topioničke šljake, GGK 20 mm je, nakon određivanja
granulometrijskog sastava, drobljenjem u laboratorijskoj čeljusnoj drobilici u zatvorenom
ciklusu sa kontrolnim prosejavanjem sveden na GGK 3 mm. Izvršena je homogenizacija
uzorka, isti je razvučen u dvodimenzionalni sloj i metodom kvadrata i tačke uzeti su uzorci
mase, potrebni za karakterizaciju.
4.2. Karakterizacija uzoraka
Nakon uzorkovanja, izvršena je karakterizacija dobijenih uzoraka, pri čemu su određene
gustina, granulometrijski i hemijski sastav uzoraka.
- Gustina uzorka
Gustina uzoraka šljake određena je metodom staklenih piknometara. Uzorci su sprašeni u
laboratorijskom mlinu sa prstenovima: SIEBTECHNIK (slika 4.2.) do krupnoće - 100 μm, a
zatim je iz njih metodom kvadrata i tačke uzeto po pet manjih uzoraka, potrebnih za po pet
piknometara. Gustine su određene po uputstvu datom u Praktikumu Usitnjavanje i klasiranje
mineralnih sirovina, a njihova srednja vrednost predstavlja traženu gustinu uzorka.[14]
Slika 4.2. Prstenasti mlin SIEBTECHNIK Slika 4.3. Eksikator
Milica Đorđević Završni rad
26
- Prirodna pH vrednost uzorka
U laboratorijskom porcelanskom mlinu (slika 4.4.) u vremenskom trajanju od 20 minuta
vršena je dezintegracija uzorka šljake mase 200 gr sa dodatkom 200 ml destilovane vode (odnos
Č:T=1:1). Nakon dezintegracije izvršeno je merenje pH vrednosti pulpe pomoću pH metra
JENCO 6173 pH (slika 4.5.) .
Slika 4.4. Laboratorijski porcelanski mlin Slika 4.5. pH metar JENCO 6173 Ph
- Granulometrijski sastav uzorka
Granuometrijski sastav uzorka šljake određen je metodom prosejavanja na suvom na
standardnoj seriji Tayler sita, od sita 19 do 0,038 mm.
Granulometrijski sastav uzoraka PR 2080, PR II, Jalovine i K III određen je metodom
mokrog prosejavanja na uređaju za prosejavanje: Retsch AS400 (slika 4.6.) na seriji Retsch sita,
od sita 0,3 do 0,04 mm.
Granulometrijski sastav uzoraka PS 2080, PSVM, IZVM, IZ 2090 i IZ 2040 određen je
metodom mokrog prosejavanja na uređaju za prosejavanje: Retsch AS400 na seriji Retsch sita,
od sita 0,850 do 0,04 mm.
Milica Đorđević Završni rad
27
Slika 4.6. Uređaj za prosejavanje Retsch AS400
Granulometrijski sastav uzoraka PR II, K III i jalovine određen je metodom mokrog
prosejavanja na ultrasoničnim sitima S1 Retsch (slika 4.7.), od sita 0,04 do 0,005 mm.
Slika 4.7. Ultrasonična sita S1 Retsch
Milica Đorđević Završni rad
28
- Bond-ov radni indeks
Bond-ov radni indeks određen je u laboratorijskom Bondovom mlinu sa kuglama (slika
4.8.) po uputstvu datom u Praktikumu Usitnjavanje i klasiranje mineralnih sirovina. [14]
Slika 4.8. Bondov mlin sa kuglama
- Hemijski sastav uzoraka
Hemijski sastav šljake, kao i uzoraka proizvoda koncentracije određen je u hemijskoj
laboratoriji Instituta za rudarstvo i metalurgiju.
4.3. Eksperimenti flotiranja
Eksperimenti flotiranja vršeni su na uzorcima IZ 2090, PR 2080 i PR II.
Za eksperimente flotiranja uzeti su optimalni uslovi rada određeni u ranijim istraživanjima
vršenim na topioničkoj šljaci.
Eksperimenti flotiranja topioničke šljake vršeni su u laboratorijskoj flotacionoj mašini tipa
Denver DR12, sa sledećim karakteristikama:
- zapremina flotacione ćelije: Vfć = 2,6 l;
- sadržaj čvrstog u pulpi pm = 25 %,
- broj obrtaja rotora: n = 1500 min-1,
- količina dodatog vazduha: qv = 360 l/min.
Milica Đorđević Završni rad
29
Reagensni režim primenjen u eksperimentima flotiranja:
- kolektor: KAX 100 g/t
- penušač: D-250 10 g/t (u kondicioniranju) + 10 g/t (u flotaciji)
- regulator pH: Ca(OH)2, pH ≈11,5
Milica Đorđević Završni rad
30
5.0. EKSPERIMENTALNI DEO
5.1. Karakterizacija uzoraka
5.1.1. Gustina uzorka
Gustina sirovine je jedna od karakteristika koja ima veoma veliki uticaj na proces
mlevenja, klasiranja i flotacijske koncentracije. Odgovarajuća gustina pulpe u mlinovima
obezbeđuje maksimalni kapacitet mlina i u klasifikatoru utiče na krupnoću preliva, dok u
procesu flotiranja može imati uticaja na odvijanje samog procesa
Može se reći da je gustina sirovine obrnuto proporcionalna stabilnosti pulpe, odnosno
sirovine sa velikom gustinom se brže talože, pa imaju smanjenu stabilnost pulpe u procesu
flotacije. [11]
Gustina uzorka topioničke šljake dobijena u laboratoriji iznosi:
ρsr = 3615,15 kg/m3
5.1.2. Prirodna pH vrednost uzorka
Prirodna pH vrednost sirovine utiče na potrošnju normativa, pre svih meljućih tela i
obloga mlinova, zbog odvijanja procesa korozije, ali i kreča koji se dodaje kao regulator pH
vrednosti u procesu flotiranja.
Potrošnja navedenih normativa predstavlja značajan trošak, pa time u znatnoj meri utiče i
na ukupnu ekonomičnost prerade šljake. Iz ovih razloga se javlja potreba za određivanjem
prirodne pH vrednosti šljake. [13]
Prirodna pH vrednost uzorka gotovog proizvoda drobljenja topioničke šljake određena
u laboratorijskim uslovima iznosi:
pH = 6,88
5.1.3. Granulometrijski sastav uzorka
Granulometrijski sastav je svakako jedna od najznačajnijih karakteristika sirovine čiji
je uticaj kako u procesima mlevenja i klasiranja, tako i u procesu flotacije, veoma veliki.
Rezultati analiza granulometrijskog sastava dati su u tabeli 5.1. i na slici 5.1.
Milica Đorđević Završni rad
31
Tabela 5.1. Granulometrijski sastav gotovog proizvoda drobljenja topioničke šljake ( ulaz
u mlin sa šipkama)
Klasa krupnoće, d [mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
-19+15 0,34 100,00
-15+9,5 29,21 99,66
-9,5+4,75 30,28 70,45
-4,75+3,35 8,20 40,17
-3,35+2036 6,80 31,97
-2,36+107 4,91 25,17
-1,7+1,18 4,49 20,26
-1,18+0,850 2,98 15,77
-0,850+0,710 1,31 12,79
-0,710+0,425 3,22 11,48
-0,425+0,300 1,54 8,26
-0,300+0,250 0,78 6,72
-0,250+0,150 1,54 5,94
-0,150+0,106 0,95 4,4
-0,106+0,075 0,74 3,45
-0,075+0,038 1,21 2,71
-0,038+0 1,50 1,50
∑ 100
Slika 5.1. Granulometrijski sastav gotovog proizvoda drobljenja topioničke šljake
( ulaz u mlin sa šipkama )
Milica Đorđević Završni rad
32
5.1.4. Bond-ov radni indeks
Najveći trošak u tehnologijama prerade sirovina predstavlja proces usitnjavanja, koji je
direktno uslovljen otpornošću sirovine na usitnjavanje. Ova fizička karakteristika sirovine
pored toga uslovljava izbor tehnološkog procesa i opreme, kapacitet prerade i potrošnju
energije, meljućih tela i obloga u procesima usitnjavanja. [13]
Bond-ov radni indeks određen je po uputstvu datom u Praktikumu: Usitnjavanje i klasiranje
mineralnih sirovina. [14]
Karakteristika krupnoće D = f(d) proseva komparativnog sita iz poslednjeg opita, kao i
iz polaznog uzorka prikazana je na slici 5.2
Slika 5.2. Karakteristike krupnoće polaznog uzorka i proseva komparativnog sita iz
poslednjeg opita
Po utvrđenom postupku rada sa slike 5.2. dobijeni su podaci na osnovu kojih je
proračunat Bond-ov radni indeks u mlinu sa kuglama.
Milica Đorđević Završni rad
33
Bond-ov radni indeks se izračunava po formuli:
Wi = 1,1 ∙ 44,5
Pk 0,23
∙ G 0,82 ∙ ( 10
√P - 10
√F)
(kWh/t) (3)
Gde je:
- Wi – Bondov radni indeks, (kWh/t)
- Pk – veličina otvora komparativnog sita, (µm)
- G – novostvoreni prosev po jednom obrtaju mlina, (g/obr.)
- F – veličina otvora sita kroz koje prolazi 80% polaznog uzorka čiji se Bondov indeks
određuje, (µm)
- P – veličina otvora sita kroz koje prolazi 80% proseva komparativnog sita, (µm)
Po formuli (3), Bondov radni indeks iznosi:
Wi = 1,1 ∙ 44,5
1060,23 ∙ 0,730,82 ∙ ( 10
√86 -
10
√2590)
= 24,72 kWh/t
5.1.5. Hemijski sastav uzoraka
Hemijski sastav sirovine predstavlja jednu od jako bitnih karakteristika sirovine.
Elementarni hemijski sastav nam može dati podatak kojih sve elemenata ima i u kom procentu
su oni prisutni u predmetnoj sirovini. Na osnovu toga, u našim istraživanjima izvršena je
hemijska analiza šljake na najznačajnije komponente. [11]
Rezultat hemijske analize polaznog uzorka prikazan je u tabeli 5.2.
Tabela 5.2. Rezultati hemijske analize
Element/jedinjenje Sadržaj, (%) (g/t)*
Cu 1,28
CuSulf 1,06
CuOx 0,22
Fe 44,49
S 0,81
SiO2 30,37
Al2O3 4,40
Au 0,40*
Ag 4,4*
Milica Đorđević Završni rad
34
5.2. Snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja šljake
flash smelting peći u pogonu Flotacije Bor
Dana 08.05.2015. godine izvršeno je snimanje tehnološkog procesa usitnjavanja, klasiranja
i flotiranja šljake flash smelting peći u Flotaciji Bor u periodu od 09:00 do 11:00h. Snimanje
tehnoloških procesa mlevenja, klasiranja i flotiranja vršeno je u trajanju od 2 sata i to na svakih
15 minuta.
Nakon završenog snimanja, uzorci su filtrirani, a potom sušeni na povišenoj temperaturi od
100°C. Iz osušenih uzoraka su standarnim postupcima obrade i skraćivanja izuzeti uzorci za
dalja ispitivanja.
5.2.1. Snimanje i verifikacija tehnoloških pokazatelja u procesa mlevenja i
klasiranja
Snimanje tehnološkog procesa vršeno je uzimanjem uzoraka na svim proizvodima u
procesu mlevenja i klasiranja.
Tehnološki parametri i uslovi pod kojima je vršeno industrijsko ispitivanje tehnološkog
procesa mlevenja i klasiranja su sledeći:
- Časovna prerada:
- vlažne rude: Q=28 t/h
- suve rude: QS = 27.72 t/h
- W= 1.00%
5.2.1.1. Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja i klasiranja
Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja je jedan od parametra koji nam pokazuje
oslobođenost mineralne sirovine, dok je granulometrijski sastav preliva hidrociklona, koji
ujedno predstavlja i ulaz u flotaciju, od presudnog značaja na iskorišćenje korisnih komponenti
u procesu flotacijske koncentracije. Nedovoljno usitnjena sirovina, kao i preusitnjena mogu
prouzrokovati gubitak korisne komponente kroz jalovinu.
Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja šljake flash smelting peći prikazan je u
tabelama i na slikama 5.3. - 5.10.
Milica Đorđević Završni rad
35
Tabela 5.3. Granulometrijski sastav izlaza iz mlina sa šipkama (IZ 2040)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,850 0,71 100,00
-0,850+0,600 2,75 99,29
-0,600+0,425 4,88 96,54
-0,425+0,300 10,49 91,66
-0,300+0,212 12,48 81,17
-0,212+0,150 14,55 68,69
-0,150+0,106 11,14 54,14
-0,106+0,075 9,05 43,00
-0,075+0,040 10,99 33,95
-0,040+0 22,96 22,96
∑ 100
Slika 5.3. Granulometrijski sastav izlaza iz mlina sa šipkama (IZ 2040)
Milica Đorđević Završni rad
36
Tabela 5.4. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona (PR 2080)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,300 1,21 100,00
-0,300+0,212 1,17 98,79
-0,212+0,150 1,39 97,62
-0,150+0,106 2,27 96,23
-0,106+0,075 3,36 93,96
-0,075+0,040 23,42 90,6
-0,040+0 67,18 67,18
∑ 100
Slika 5.4. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona (PR 2080)
Milica Đorđević Završni rad
37
Tabela 5.5. Granulometrijski sastav peska hidrociklona (PS 2080)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,850 0,42 100,00
-0,850+0,600 1,03 99,58
-0,600+0,425 2,6 98,55
-0,425+0,300 5,42 95,95
-0,300+0,212 8,91 90,53
-0,212+0,150 10,58 81,62
-0,150+0,106 13,51 71,04
-0,106+0,075 19,13 57,53
-0,075+0,040 20,73 38,40
-0,040+0 17,67 17,67
∑ 100
Slika 5.5. Granulometrijski sastav peska hidrociklona (PS 2080)
Milica Đorđević Završni rad
38
Tabela 5.6. Granulometrijski sastav izlaza iz mlina sa kuglama (IZ 2090)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,850 0,09 100,00
-0,850+0,600 0,43 99,91
-0,600+0,425 0,99 99,48
-0,425+0,300 1,69 98,49
-0,300+0,212 2,44 96,80
-0,212+0,150 4,29 94,36
-0,150+0,106 8,56 90,07
-0,106+0,075 14,31 81,51
-0,075+0,040 24,53 67,20
-0,040+0 42,67 42,67
∑ 100
Slika 5.6. Granulometrijski sastav izlaza iz mlina sa kuglama (IZ 2090)
Milica Đorđević Završni rad
39
Tabela 5.7. Granulometrijski sastav izlaza iz vertikalnog mlina (IZVM)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,850 0,03 100,00
-0,850+0,600 0,12 99,97
-0,600+0,425 0,19 99,85
-0,425+0,300 0,49 99,66
-0,300+0,212 0,53 99,17
-0,212+0,150 0,77 98,64
-0,150+0,106 0,96 97,87
-0,106+0,075 3,51 96,91
-0,075+0,040 24,43 93,40
-0,040+0 68,97 68,97
∑ 100
Slika 5.7. Granulometrijski sastav izlaza iz vertikalnog mlina (IZVM)
Milica Đorđević Završni rad
40
Tabela 5.8. Granulometrijski sastav peska hidrociklona poz. CY-4116-101 (PSVM)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,850 0,03 100,00
-0,850+0,600 0,1 99,97
-0,600+0,425 0,27 99,87
-0,425+0,300 0,7 99,6
-0,300+0,212 1,42 98,9
-0,212+0,150 1,92 97,48
-0,150+0,106 2,32 95,56
-0,106+0,075 4,03 93,24
-0,075+0,040 32,43 89,21
-0,040+0 56,78 56,78
∑ 100
Slika 5.8. Granulometrijski sastav peska hidrociklona poz. CY-4116-101 (PSVM)
Milica Đorđević Završni rad
41
Tabela 5.9. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona poz. CY-4116-101 (PR II)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,300 0,13 100,00
-0,300+0,212 0,16 99,87
-0,212+0,150 0,27 99,71
-0,150+0,106 0,25 99,44
-0,106+0,075 0,67 99,19
-0,075+0,040 7,27 98,52
-0,040+0,030
0,6 91,25
-0,030+0,020 0,86 90,60
-0,020+0,010 0,68 89,74
-0,010+0,005 0,25 89,06
-0,005+0 88,81 88,81
∑ 100
Slika 5.9. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona poz. CY-4116-101 (PR II)
Milica Đorđević Završni rad
42
Tabela 5.10. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona (PR II) - ultrasonična sita S1 Retsch
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
-0,040+0,030
0,71 100,00
-0,030+0,020 0,94 99,29
-0,020+0,010 0,75 98,35
-0,010+0,005 0,27 97,6
-0,005+0 97,33 97,33
∑ 100
Slika 5.10. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona (PR II) - ultrasonična sita S1 Retsch
Milica Đorđević Završni rad
43
5.2.1.2. Stepeni usitnjavanja u pojedinim fazama mlevenja i ukupni stepen
usitnjavanja
Na osnovu rezultata granulometrijskih sastava ulaza u proces mlevenja i proizvoda
mlevenja, određeni su stepeni usitnjavanja na dva načina primenom relacija:
n = Dsr
dsr , Dsr(dsr)=
∑ mini=1
∑midi
ni=1
= m1+m2+…+mnm1d1
+m2d2
+…+ mndn
(4)
i n = D80
d80 (5)
gde je: n - stepen usitnjavanja,
Dsr, dsr [mm] - srednji prečnici sirovine pre i posle usitnjavanja,
mi [%] - učešće uske klase krupnoće,
di [mm] - srednji prečnik uske klase krupnoće,
D80,d80 [mm] - veličina otvora sita kroz koje prolazi 80% sirovine pre i posle
usitnjavanja.
- Stepeni usitnjavanja u mlinu sa šipkama:
nMŠ = Dsr1
dsr2
= 0,634
0,059 = 10,773
nMŠ = D801
d802
= 11,342
0,293 = 38,71
- Stepeni usitnjavanja u mlinu sa kuglama:
nMK = Dsr4
dsr5
= 0,060
0,035 = 1,686
nMK = D804
d805
= 0,205
0,104 = 1,971
- Stepen usitnjavanja u vertikalnom mlinu:
nVM = Dsr7
dsr6
= 0,029
0,025 = 1,127
nVM = D807
d806
= 0,068
0,059 = 1,153
- Ukupni stepen usitnjavanja u mlinovima:
nUK = Dsr1
dsr6
= 0,634
0,025 = 24,918
Milica Đorđević Završni rad
44
nUK = D801
d806
= 11,342
0,059 = 192,237
- Ukupni stepen usitnjavanja procesa mlevenja i klasiranja topionike šljake:
nUK = Dsr1
dsr8
= 0,634
0,003 = 211,33
nUK = D801
d808
= 11,342
0,006 = 1890,333
5.2.1.3. Raspodela sirovine i efikasnost klasifikacije hidrociklona
Na osnovu granulometrijskih analiza ulaza i proizvoda klasiranja, metodom Grumbrecht-a,
određena je cirkulativna šarža, najverovatnije učešće preliva hidrociklona prve i druge
klasifikacije, kao i efikasnost kalsiranja u hidrociklonima.
- Cirkulativna šarža se izračunava po formuli:
C = ∑ (mi - ui) ∙ (ui - pi
)ni=1
∑ (ui - pi)2n
i=1
(6)
gde je: - ui, mi i pi [%] – sadržaj i-te obračunske klase krupnoće –di+0 u ulazu, u prelivu i pesku
klasifikatora.
- Maseno učešće preliva hidrociklona se izračunava po formuli:
γM =
∑ (mi - pi) ∙ (ui - pi
)ni=1
∑ (mi - pi)2n
i=1
(7)
- Maseno učešće peska hudrociklona se izračunava po formuli:
γp = 100 – γM (8)
- Efiksanost klasiranja se izračunava po formuli:
E = (u − p)∙(m - u)
u∙(100 - u)∙(m - p) ∙ 104 (9)
- Iskorišćenje obračunske klase krupnoće u prelivu se izračunava po formuli:
I-0,040 = m ∙ (u - p)
u ∙ (m - p) ∙100% (10)
Rezultati su prikazani u tabelama 5.11. i 5.12.
Milica Đorđević Završni rad
45
T
abel
a 5
.11
. D
efin
isana u
češć
a p
reli
va h
idro
cikl
ona p
rve
klasi
fika
cije
Kla
sa k
rup
noće
d [
%]
Ku
mu
lati
vn
o u
češć
e
(m -
u)
(u -
p)
(m -
p)
(u -
p)·
(m -
p)
(m -
p)²
(m
- u
)·(u
- p
) (u
- p
)²
Ula
z, u
[%
] P
esak
, p
[%
] P
reli
v,
m [
%]
- g
gk
+ 0
,850
100,0
0
100,0
0
100,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
- 0
,850 +
0,6
00
99,6
9
99,5
8
100,0
0
0,3
1
0,1
1
0,4
2
0,0
4
0,1
8
0,0
3
0,0
1
- 0
,600 +
0,4
25
98,4
2
98,5
5
100,0
0
1,5
8
-0,1
3
1,4
5
-0,1
9
2,1
0
-0,2
1
0,0
2
- 0
,425
+ 0
,300
96,0
2
95,9
5
100,0
0
3,9
8
0,0
7
4,0
5
0,3
0
16,4
0
0,2
9
0,0
1
- 0
,300 +
0,2
12
91,1
5
90,5
3
98,7
9
7,6
4
0,6
2
8,2
6
5,1
6
68
,23
4,7
7
0,3
9
- 0
,212 +
0,1
50
85,0
9
81,6
2
97,6
2
12,5
3
3,4
7
16
55
,50
25
6,0
0
43
,47
12
,03
- 0
,150 +
0,1
06
77,0
9
71,0
4
96,2
3
19,1
4
6,0
5
25,1
9
15
2,4
8
63
4,5
4
11
5,8
4
36
,64
- 0
,106 +
0,0
75
67,6
0
57,5
3
93,9
6
26,3
6
10,0
7
36,4
3
36
6,9
0
13
27
,14
26
5,4
7
10
1,4
3
- 0
,075 +
0,0
40
55,1
9
38,4
90,6
35,4
1
16,7
9
52,2
8
76
,49
27
24
,84
59
4,5
5
28
1,9
4
- 0
,040 +
0
35,5
5
17,6
7
67,1
8
31,6
3
17,8
8
49,5
1
88
5,3
0
24
51
,24
56
5,5
6
31
9,7
4
Su
ma
: 2
34
1,9
8
74
80
,67
15
89
,77
75
2,2
0
Uče
šće
pre
liva, γ
M [
%]:
31,3
1
Uče
šće
pes
ka,
γp [
%]:
6
8,6
9
Milica Đorđević Završni rad
46
T
abel
a 5
.12. D
efin
isana u
češć
a p
reli
va h
idro
cikl
ona d
ruge
klasi
fika
cije
Kla
sa k
rup
noće
d [
%]
Ku
mu
lati
vn
o u
češć
e
(m -
u)
(u -
p)
(m -
p)
(u -
p)·
(m -
p)
(m -
p)²
(m
- u
)·(u
- p
) (u
- p
)²
Ula
z, u
[%
] P
esak
, p
[%
] P
reli
v,
m [
%]
- g
gk
+ 0
,850
100,0
0
100,0
0
100,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
- 0
,850 +
0,6
00
99,9
8
99,9
7
100,0
0
0,0
2
0,0
1
0,0
3
0,0
0
0,0
0
0,0
0
0,0
0
- 0
,600 +
0,4
25
99,9
0
99,8
7
100,0
0
0,1
0
0,0
3
0,1
3
0,0
0
0,0
2
0,0
0
0,0
0
- 0
,425 +
0,3
00
99,7
7
99,6
0
100,0
0
0,2
3
0,1
7
0,4
0
0,0
7
0,1
6
0,0
4
0,0
3
- 0
,300 +
0,2
12
99,0
5
98,9
0
99,8
7
0,8
2
0,1
5
0,9
7
0,1
4
0,9
4
0,1
2
0,0
2
- 0
,212 +
0,1
50
98,3
1
97,4
8
99,7
1
1,4
0
0,8
3
2,2
3
1,8
5
4,9
7
1,1
6
0,6
9
- 0
,150 +
0,1
06
97,3
4
95,5
6
99,4
4
2,1
0
1,7
8
3,8
8
6,9
0
15
,05
3,7
4
3,1
6
- 0
,106 +
0,0
75
95,9
5
93,2
4
99,1
9
3,2
4
2,7
1
5,9
5
16
,15
35
,40
8,7
8
7,3
7
- 0
,075 +
0,0
40
92,4
9
89,2
1
98,5
2
6,0
3
3,2
8
9,3
1
30
,56
86
,68
19
,79
10
,78
- 0
,040 +
0
68,3
9
56,7
8
91,2
5
22,8
6
11,6
1
34,4
7
40
0,1
9
11
88
,18
26
5,4
0
13
4,7
9
Su
ma:
45
5,8
7
13
31
,41
29
9,0
3
15
6,8
3
Uče
šće
pre
liva,
γM
[%
]:
34
,24
Uče
šće
pes
ka,
γp [
%]:
65,7
6
Milica Đorđević Završni rad
47
Na osnovu rezultata granulometrijske analize u procesu mlevenja i klasiranja, proizvoda
klasifikacije i masenog učešća γM, određena je efikasnost klasiranja hidrociklona i iskorišćenje
obračunske klase krupnoće u prelivu hidrociklona.
- Prva klasifikacija
Cikulativna šarža u mlinu sa kuglama: C = 211,35 %
Maseno učešće preliva hidrociklona: γM = 31,31 %
Maseno učešće peska hidrociklona: γp = 100 – 31,31 = 68,69 %
Efikasnost klasiranja u hidrociklonima: E = 49,86%
Iskorišćenje obračunske klase krupnoće u prelivu: I-0,040 = 68,25%
- Druga klasifikacija
Cikulativna šarža u vertikalnom mlinu: C = 190,67 %
Maseno učešće preliva hidrociklona: γM = 34,24 %
Maseno učešće peska hidrociklona: γp = 100 – 34,24 = 68,76 %
Efikasnost klasiranja u hidrociklonima: E = 35,67%
Iskorišćenje obračunske klase krupnoće u prelivu: I-0,040 = 44,94%
5.2.1.4. Šema kretanja mase u procesu mlevenja i klasiranja
Slika 5.11. Šema kretanja mase u procesu mlevenja i klasiranja
Milica Đorđević Završni rad
48
5.2.2. Snimanje i verifikacija tehnoloških pokazatelja u procesa flotiranja
Pri punom kapacitetu prerade i u dužem vremenskom intervalu kontinuiranog rada,
izvršeno je snimanje tehnološkog procesa flotiranja šljake flash smelting peći.
Snimanje je urađeno u standardnom tehnološkom i reagensnom režimu rada procesa, koji
podrazumeva: hemijski sastav proizvoda flotiranja i granulometrijski sastav proizvoda
flotiranja.
5.2.2.1. Hemijski sastav proizvoda flotiranja
Uzorci proizvoda koncentracije su analizirani radi određivanja sadržaja bakra. Dobijeni
rezultati hemijske analize prikazani su u tabeli 5.13.
Tabela 5.13. Rezultati hemijske analize proizvoda flotiranja
Proizvod koncentracije Cu [%]
Ulaz u proces flotiranja (PR II) 1,2
Koncentrat osnovnog flotiranja (KO) 7,14
,, Koncentrat I prečišćavanja (K1) 17,74
Koncentrat II prečišćavanja (K2) 17,80
Koncentrat III prečišćavanja (K3) 23,08
Otok I prečišćavanja (O1) 1,81
Otok II prečišćavanja (O2) 4,30
Otok III prečišćavanja (O3) 4,25
Jalovina (J) 0,50
5.2.2.2. Tehnološki pokazatelji procesa flotacijske koncentracije
Na osnovu dobijenih rezultata hemijskih analiza proizvoda flotiranja, određeni su tehnološki
pokazatelji procesa rada osnovnog flotiranja.
- Tehnološko iskorišćenje
Tehnološko iskorišćenje izračunava se po formuli:
It = k
u ∙
u - j
k - j ∙ 100 [%] (11)
gde je: - u – maseno učešće korisne komponente u ulaznoj sirovini [%],
- k - maseno učešće korisne komponente u koncentratu [%],
- j - maseno učešće korisne komponente u jalovini [%].
Milica Đorđević Završni rad
49
Po formuli (10), tehnološko iskorišćenje osnovnog flotiranja iznosi:
It = 62,73%
- Maseno iskorišćenje
Maseno iskorišćenje izračunava se po formuli:
Im = u - j
k - j ∙ 100 [%] (12)
Po formuli (11), maseno iskorišćenje osnovnog flotiranja iznosi:
Im = 10,54 %
5.2.2.3. Granulometrijski sastav proizvoda flotiranja
Granulometrijski sastav ulaza i proizvoda flotiranja topioničke šljake predstavljene su u
tabelama 5.14. - 5.17., kao i na slikama 5.12 - 5.13.
Tabela 5.14. Granulometrijski sastav koncentrata III (K III)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,300 0,33 100,00
-0,300+0,212 0,35 99,67
-0,212+0,150 0,40 99,32
-0,150+0,106 0,64 98,92
-0,106+0,075 0,94 98,28
-0,075+0,040 3,83 97,34
-0,040+0,030 0,20 93,51
-0,030+0,020 0,97 93,31
-0,020+0,010 0,04 92,34
-0,010+0,005 0,35 92,30
-0,005+0 91,96 91,96
∑ 100
Milica Đorđević Završni rad
50
Tabela 5.15. Granulometrijski sastav jalovine (J)
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
+0,300 0,21 100,00
-0,300+0,212 0,26 99,79
-0,212+0,150 0,36 99,53
-0,150+0,106 0,39 99,17
-0,106+0,075 1,28 98,78
-0,075+0,040 12,9 97,50
-0,040+0,030
0,28 84,60
-0,030+0,020 0,69 84,32
-0,020+0,010 0,14 83,63
-0,010+0,005 2,00 83,49
-0,005+0 81,50 81,50
∑ 100
Slika 5.12. Granulometrijski sastav ulaza (PR II), koncentrata III (K III) i jalovine (J)
Milica Đorđević Završni rad
51
Tabela 5.16. Granulometrijski sastav koncentrata III (K III) - ultrasonična sita S1 Retsch
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
-0,040+0,030
0,21 100,00
-0,030+0,020 1,04 99,79
-0,020+0,010 0,04 98,75
-0,010+0,005 0,37 98,71
-0,005+0 98,34 98,34
∑ 100
Tabela 5.17. Granulometrijski sastav jalovine (J) - ultrasonična sita S1 Retsch
Klasa krupnoće, d[mm] Učešće klase, W[%] Prosev, D[%]
-0,040+0,030
0,33 100,00
-0,030+0,020 0,82 99,67
-0,020+0,010 0,16 98,85
-0,010+0,005 2,36 98,69
-0,005+0 96,33 96,33
∑ 100
Slika 5.13. Granulometrijski sastav ulaza (PR II), koncentrata III (K III) i jalovine (J) -
ultrasonična sita S1 Retsch
Milica Đorđević Završni rad
52
5.3. Eksperimenti flotiranja
Ispitivanje flotabilnosti bakra iz šljake flash smelting peći, sa različitim proizvodima
mlevenja, vršeno je u labaratoriji primenom diskontinualne flotacije.
Eksperimenti su vršeni na uzorcima: preliv prve klasifikacije (PR 2080), izlaz iz mlina
sa kuglama (IZ 2090) i preliv druge klasifikacije.
Cilj ovih eksperimenata je ispitivanje uticaja različitih proizvoda mlevenja i klasiranja,
tj. različitih sadržaja klase (-0,040+0) mm na proces flotiranja.
Šema po kojoj su izvođeni eksperimenti data je na slici 5.14.
Slika 5.14. Šema izvođenja opita flotiranja
Na osnovu dobijenih rezultata hemijskih analiza proizvoda flotiranja, tehnološki
pokazatelji procesa rada prikazani su tabelarno (tabela 5.18.) i grafički (slike 5.15. - 5.17. ).
Milica Đorđević Završni rad
53
Tabela 5.18. Rezultati eksperimenata flotiranja datih uzoraka
Eksperiment Uzorak Proizvod Masa
m [%] Cu [%]
m x Cu
[%] It[%]
1. PR 2080
Koncentrat 16,48 4,78 78,77 61,54
Jalovina 83,52 0,59 49,23 38,46
Ulaz 100,00 1,28 128,00 100,00
2. IZ 2090
Koncentrat 10,38 7,24 75,15 58,71
Jalovina 89,62 0,59 52,85 41,29
Ulaz 100,00 1,28 128,00 100,00
3. PR II
Koncentrat 20,25 3,50 70,88 55,38
Jalovina 79,75 0,72 57,12 44,62
Ulaz 100,00 1,28 128,00 100,00
Slika 5.15. Tehnološko iskorišćenje šljake
Milica Đorđević Završni rad
54
5.16. Maseno iskorišćenje šljake
Slika 5.17. Sadržaj bakra u koncentratu
Milica Đorđević Završni rad
55
6.0. DISKUSIJA REZULTATA
6.1. Karakterizacija uzorka
- Gustina uzorka
Dobijene vrednosti gustina od 3615,15 kg/m3 je očekivana, s obzirom da ranija istraživanja
upućuju da je gustina šljake znatno veća od gustine rude bakra.
- Prirodna pH vrednost uzorka
Prirodna pH vrednost uzorka od 6,88 je očekivana uzimajući u obzir ranije vršena
ispitivanja šljake.
- Granulometrijski sastav uzorka
Analizom granulometrijskog sastava uzorka šljake može se videti da je učešće klasa
krupnoća u opsegu (-15 + 1,18) mm veoma veliko i iznosi 83,89 %, dok sa druge strane učešće
klase (-0,300 + 0) mm iznosi svega 6,72%.
- Bondov radni indeks
Na osnovu dobijene vrednosti za Bondov radni indeks koji iznosi 24,72 kWt/h može se
zaključiti da ova šljaka spada u kategoriju tvrdih sirovina. Takođe može se konstatovati da je
ova vrednost veća za oko 1,7 puta u odnosu na istu vrednost za rudu bakra (14,44 kWt/h), ali i
oko 2,3 puta manja u odnosu na vrednost Bondovog radnog indeksa za šljaku plamene peći.
(Prilog 1.)
- Hemijski sastav uzoraka
Na osnovu rezultata hemijskih analiza može se zaključiti da se radi o sirovini složenog
hemijskog sastava. Učešće oksidnog bakra (17,19%) ukazuje na sulfidno – oksidni tip sirovine.
Posmatrajući dobijene vrednosti sadržaja bakra od oko 1,28% (3,2 puta veći sadržaj bakra nego
isti u rudama koje se trenutno eksploatišu) kao i sadržaja plemenitih metala i gvožđa, možemo
zaključiti da je šljaka flash smelting peći vredna sirovina čija je revalorizacija ekonomski
isplativa.
Milica Đorđević Završni rad
56
6.2. Snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja šljake
flash smelting peći
a) Snimanje tehnološkog procesa mlevenja i klasiranja
- Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja i klasiranja
Sa ciljem što boljeg sagledavanja, a na osnovu dobijenih rezultata granulometrijskog
sastava proizvoda mlevenja i klasiranja urađena je uporedna analiza dobijenih rezultata i
rezultata predviđenih projektom učešća klase krupnoće (-0,040+0)mm u svim proizvodima
mlevenja i klasiranja.
Uporedni prikaz rezultata je prikazan u tabeli 6.1.
Tabela 6.1. Uporedni prikaz rezultata proizvoda mlevenja i klasiranja
Proizvod mlevenja i klasiranja Predviđene vrednosti [%] Dobijene vrednosti
[%]
gotov proizvod drobljenja 4,00 1,50
izlaz iz mlina sa šipkama (IZ
2040)
13,40 22,96
preliv hidrociklona (PR 2080) 59,60 67,18
pesak hidrociklona (PS 2080) 11,20 17,67
izlaz iz mlina sa kuglama (IZ
2090)
34,30 42,67
izlaz iz vertikalnog mlina (IZVM) 33,40 68,97
pesak hidrociklona (PSVM) 23,20 56,78
preliv hidrociklona (PR II) 80,00 91,20
Iz tabele 6.1. se može videti, da su dobijeni rezultati proizvoda mlevenja i klasiranja
učešća klase krupnoće (-0,040+0) bolji nego vrednosti predviđene projektom istih, izuzev
vrednosti gotovog proizvoda drobljenja.
Neslaganja ovih rezultata je moguće iz razloga što je koncepcijskim rešenjem
predviđeno mlevenja i klasiranje mešavine šljake flash smelting peći i konvertorske šljake, dok
je za ovo istraživanje uzet uzorak samo šljake flash smelting peći.
Međutim, sagledavajući rezultate analize granulometrijskog sastava, određenom metodom
mokrog prosejavanja na ultrasoničnim sitima S1 Retsch, uzorka PR II (ulaz u proces flotiranja),
dolazimo do zaključka da je došlo do preusitnjavanja sirovine, jer su dobijene vrednosti učešća
klase krupnoće (-0,040+0,005)mm u prelivu hidrociklona svega 2,67%, tj. učešće klase
Milica Đorđević Završni rad
57
krupnoće (-0,005+0)mm iznose 97,33%, što je znatno više od projektovanih vrednosti za proces
flotiranja. Ovo ukazuje na nepotrebnu i veliku potrošnju energije u procesu mlevenja.
- Stepen usitnjavanja
Dobijena vrednost stepena usitnjavanja u mlinu sa šipkama nMŠ = 10,773 (odnosno 38,71)
je zadovoljavajuća, dok je stepen usitnjavanja u mlinu sa kuglama nMK = 1,686 (odnosno 1,971)
i vertikalnom mlinu nVM = 1,127 (odnosno 1,153) niži od očekivanog. Ovo ukazuje da su mlin
sa kuglama i vertikalni mlin tzv. „uska grla“ procesa mlevenja i njihova neefikasnost zahteva
ozbiljniji pristup ovom problemu.
- Raspodela sirovine i efikasnost klasifikacije hidrociklona
Efiksanost klasifikacije u praksi iznosi E = 40÷60%. Efikasnost prve klasifikacije, koja
iznosi E = 49,86%, je dobra, dok je efikasnost druge klasifikacije, E = 35,67%, nešto lošija.
Cirkulativna šarža se u praksi kreće od 200÷500%. Kapacitet mlina raste sa povećanjem
cirkulativne šarže, uz istu potrošnju energije. Dobijeni rezultati cirkulativne šarže u mlinu sa
kuglama je C = 211,35%, što spada u optimalne vrednosti koje se mogu dobiti, dok je
cirkulativna šarža u vertikalnom mlinu nešto lošija i iznosi C = 190,67%.
b) Snimanje i verifikacija tehnoloških pokazatelja u procesa flotiranja
- Hemijski sastav proizvoda flotiranja
Analizom hemijskog sastava proizvoda flotiranja možemo zaključiti da se u procesu
flotiranja šljake flash smelting peći dobijaju veoma dobri rezultati, s obzirom na to da sadržaj
bakra u definitivnom koncentratu iznosi 23,08%.
Međutim sagledavajući dobijene vrednosti sadržaja bakra za koncentrat prvog
prečišćavanja, otok prvog prečišćavanja i otok drugog preščišćavanja možemo doći do
zaključka da su ove vrednosti krajnje nelogične. Do ove greške je najverovatnije došlo prilikom
uzorkovanja samih proizvoda.
Milica Đorđević Završni rad
58
- Tehnološki pokazatelji procesa flotacijske koncentracije
Na osnovu dobijenih rezultata tehnoloških pokazatelja procesa rada flotacijske
koncentracije možemo zaključiti da je ostvareno tehnološko iskorišćenje bakra u osnovnom
flotiranju od 62,73% malo, dok je ostvareno maseno iskorišćenje od 10,54% očekivano.
- Granulometrijski sastav proizvoda flotiranja
Granulometrijski sastav ulazne šljake u procesu flotiranja, kao i proizvoda flotiranja
(definitivnog koncentrata i jalovine) je sa aspekta flotiranja optimalan.
Međutim, sagledavajući rezultate analize granulometrijskog sastava, određenim metodom
mokrog prosejavanja na ultrasoničnim sitima S1 Retsch, istih ovih uzoraka, dolazimo do
zaključka da je došlo do preusitnjavanja sirovine, jer dobijene vrednosti učešća klase krupnoće
(-0,040+0,005)mm u koncentratu iznosi svega 1,66%, a u jalovini 3,67% tj. učešće klase
krupnoće (-0,005+0)mm u koncentratu iznos 98,34%, a u jalovini 96,33%. Ovo preusitnjavanje
podstiče smanjenu efikasnost procesa flotiranja na najfinijim klasama krupnoće.
6.3. Eksperimenti flotiranja
Analizirajući ostvarena tehnološka iskorišćenja koncentrata sva tri uzorka (PR 2080, IZ
2090 i PR II), zapaža se da je najbolje tehnološko iskorišćenje zabeleženo prilikom flotiranja
uzorka PR 2080 (preliva prvog klasifikatora) i iznosi It = 61,54%, a najgore kod flotiranja
uzorka PR II (preliva drugog klasifikatora) It = 55,38%.
Sadržaj bakra je najveći u koncentratu IZ 2090 (izlaz iz mlina sa kuglama) i iznosi
Cu=7,24%, a najgori u uzorku PR II (Cu = 3,50).
Najbolje maseno iskorišćenje se zapaža kod uzorka PR II (Im = 20,25%), a najgore kod
uzorka IZ 2090 (Im = 10,38).
Generalno posmatrano najbolji rezultati flotiranja se postižu flotiranjem preliva prvog
klasifikatora (PR 2080), dok najlošije rezultate postiže flotiranje preliva drugog klasifikatora
(PR II).
Milica Đorđević Završni rad
59
7.0. ZAKLJUČAK
Početkom rada nove topionice primenom flash smelting procesa, u pogonu „Flotacija
Bor“ pokrenut je proces revalorizacije bakra iz šljake flash smelting peći, kao nus-proizvoda
ovog procesa.
Šljaka flash smelting peći je veoma kompleksna sirovina i znatno se razlikuje od rude
bakra, pa samim tim zahteva detaljno istraživanje.
Cilj istraživanja u prvom delu ovog završnog rada bio je karakterizacija i snimanje
procesa prerade šljake flash smelting peći u pogonu „Flotacija Bor“, dok je cilj
eksperimentalnog dela verifikacija tehnoloških pokazatelja procesa flotacije.
Karakterizacijom uzorka šljake flash smelting peći možemo zaključiti da se radi o
sirovini sulfidno-oksidnog tipa, složenog hemijskog sastava, sa znatnim sadržajem bakra od
1,28%.
Zbog znatno veće gustine od gustine rude (ρ=3615,15 kg/m3), kao i povećane otpornosti
prema usitnjavanju (Wi=24,72kwh/t), možemo zaključiti da je za usitnjavanje ove sirovine
potrebna velika potrošnja energije.
Analizom dobijenih rezultata granulometrijskog sastava gotovog proizvoda mlevenja
(97,33% učešće klase krupnoće (-0,005+0)mm) možemo zaključiti da je došlo do
preusitnjenosti sirovine.
Neefikasnost procesa mlevenja i klasiranja potvrđuju i dobijene vrednosti stepena
usitnjavanja (nMK=1,971 odnosno nVM=1,153), cirkulativne šarže (CMK=211,35% odnosno
CVM=190,67%), kao i efikasnost klasifikacije (49,86% odnosno 35,67%).
Ostvareno tehnološko iskorišćenje bakra u osnovnom flotiranju je nezadovoljavajuće i
iznosi 62,73%, dok je sadržaj bakra u definitivnom koncentratu, koji iznosi 23,08%, veoma
dobar.
Laboratorijska istraživanja flotacijske koncentracije proizvoda mlevenja i klasiranja
pokazuju da se najbolji rezultati postižu flotiranjem preliva prvog klasifikatora – PR 2080
(It=61,54%), dok najlošije rezultate postiže flotiranje preliva drugog klasifikatora – PR II
(It=55,38%). Razlog nižeg iskorišćenja bakra prilikom flotiranja gotovog proizvoda mlevenja
i klasiranja – PR II,može biti preusitnjenost sirovine.
Milica Đorđević Završni rad
60
Na osnovu svih rezultata može se zaključiti da je topionička šljaka flash smelting peći
specifična sirovina čija prerada zahteva obimnija istaživanja, kao i optimizaciju šeme i
tehnoloških parametara u procesu mlevenja, klasiranja i flotiranja.
Milica Đorđević Završni rad
61
8.0. LITERATURA
1. The role of mining in national economies (2nd edition)“. Mining’s contribution to
sustainable development, 2014.
2. „Trends in the mining and metals industry“. Mining’s contribution to sustainable
development, 2012.
3. F. Arslan, K. Giray, G. Önal, V. Gürkan. „Development of a Flowsheet for Recovering
Copper and Tin from Copper Refining Slags”. The European Journal of Mineral
Processing and Environmental Protection, 2002.
4. Huiting Shen, E. Forssberg „An overview of recovery of metals from slags”. Waste
Management, 2002.
5. Nadine M. Piatak, Michael B. Parsons, Robert R. Seal II. „Characteristics and
environmental aspects of slag: A review“ Applied Geochemistry, 2014.
6. SNC Lavalin. „EIA Study-New Smelter and Sulphuric Acid Plant Project“, 2010.
7. S Rao. „Resource Recovery and Recycling from Metallurgical Wastes “, 2006.
8. Mark E. Schlesinger, Matthew J. King, Kathryn C. Sole, William G. Davenport
„Extractive Metallurgy of Copper“, 2011.
9. N. Karimi, R. Vaghar, M. R. T. Mohammadi, S. A. Hashemi. „Recovery of Copper from
the Slag of Khatoonabad Flash Smelting Furnace by Flotation Method, 2012.
10. Seshadri Seetharaman. „Treatise on Process Metallurgy, Volume 3: Industrial
Processes, 1st Edition“, 2013.
11. Zoran Štirbanović. “Modeliranje procesa mlevenja i flotiranja topioničke šljake u
funkciji stepena oslobođenosti“-magistarski rad, 2009.
12. Koncepcijsko rešenje – Flotacijska prerada topioničke šljake (interna dokumentacija).
13. Dragana Živković. „Industrijska ispitivanja flotacijske koncentracije bakra iz topioničke
šljake“, 2003.
14. dr Nedeljko Magdalinović. „Usitnjavanje i klasiranje mineralnih sirovina - praktikum“,
1985.
Milica Đorđević Završni rad
62
9.0. PRILOG
RTB BOR –GRUPA
RBB BOR D.O.O.
Pogon: Flotacija Bor
Bor,28.04.2015.
Izveštaj o izvršenom snimanju tehnološkog procesa mlevenja i klasiranja po
izvršenoj rekonstrukciji procesa u pogonu Flotacija Bor
Dana 27.04.2015. godine izvršeno je snimanje tehnološkog procesa mlevenja i klasiranje šljake
plamene peći u Flotacija Bor u periodu od 940 do 1010h. Snimanje mlevenja i klasiranja izvršeno je sa
ciljem utvrđivanja tehnoloških rezultata u procesu nakon izvšene rekostrukcije postrojenja. U radu
je bila baterija primarnih hidrociklona CY-4108-101, radio je jedan ciklon (ciklon br2) , pritisak na
ulazu u bateriju HC iznosio je 0,5 bar. Baterija sekundarnih hidrociklona CY-4116-101 sa 2 ciklona u
radu i pritiskom 1.0 bar.
Časovna prerada:
vlažne rude: Q=30 t/h
suve rude: QS =29.94t/h
W= 0,20%
Potrošnja električne energije po toni prerađene rude (KWh/t)
Mlin sa šipkama, E=13.33 KWh/t
Mlin sa kuglama, E=40.00 KWh/t
Uzorkovanje je vršeno na osam mesta u procesu mlevenja i klasiranja i to:
šljaka sa trake poz.2020 ;
izlaz mlina sa šipkama poz.2040;
izlaz mlina sa kuglama poz.2090;
pesak hidrociklona poz. CY-4108-101
preliv hidrociklona poz. CY-4108-101(na košu pumpe PU-4115-101)
izlaz iz vertikalnog mlina ML-4117-101(na košu pumpe PU-4115-101)
pesak hidrociklona poz. CY-4116-101
Milica Đorđević Završni rad
63
preliv hidrociklona poz. CY-4116-101(na košu pumpe PU-4202-101)
Granulometrijska karakteristike šljake i proizvoda mlevenja,date su u tabelama br.1 i br.2.
Cirkulativna šarža i maseno učešće proizvoda klasiranja za prvi stadijum mlevenja dati su u
tabeli br.3.
Tehnološki pokazatelji rada prvog stadijuma mlevenja dati su u tabeli br.4.
Granulometrijski sastav prizvoda drugog stadijuma mlevenja dati su u tabeli br.5.
Cirkulativna šarža i maseno učešće proizvoda klasiranja za drugi stadijum mlevenja dati su u
tabeli br.6.
Tabela 1. Granulometrijski sastav ulazne sirovine
Klasa krupnoće W(%) I2040 I2090 PsI PrI
Qvr I= 30.00 t/h
(mm, mesh) Qsr I= 29.94 t/h
+20 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 V= 0.20 %
-20+16 21.9 0.0 0.0 0.0 0.0
-16+12 26.9 0.0 0.0 0.0 0.0
-12+10 21.7 0.0 0.0 0.0 0.0
-10+6,68 13.8 0.0 0.0 0.0 0.0
-6,68+4.75 5.8 0.0 0.0 0.0 0.0
-4.75+3,35 3.6 0.0 0.0 0.0 0.0
-3,35+2,36 2.1 0.0 0.0 0.0 0.0
-2,36+1,70 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0
-1,70+1,18 0.9 0.6 0.0 0.7 0.0
-1,18+0,850 0.4 2.4 0.0 0.7 0.0
-0,850+0,710 0.2 5.8 0.0 2.4 0.0
-0,710+0,425 0.5 14.5 1.6 10.6 0.0
-0,425+0,300 0.2 14.4 2.5 8.1 0.0
-0,300+0,250 0.1 7.2 2.0 4.9 0.4
-0,250+0,150 0.2 13.6 10.6 15.3 1.4
-0,150+0,106 0.1 7.2 14.9 17.4 2.9
-0,106-0,075 0.1 5.1 19.3 16.8 10.5
-0,075+0,038 0.1 5.6 18.8 11.8 26.3
-0,038+0 0.2 23.6 30.3 11.3 58.5
Suma 100.0 100.0 100.0 100.0
Milica Đorđević Završni rad
64
GR
AN
UL
OM
ET
RIJ
SK
I S
AS
TA
V P
RO
IZV
OD
A M
LE
VE
NJA
Tab
ela
br.
2
Kla
sa k
rup
no
će
0I2
040
RD
I2090
RD
PsI
RD
PrI
RD
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.0
0.0
100.0
0.6
0.6
100.0
0.0
0.0
100.0
0.7
0.7
100.0
0.0
0.0
100.0
2.4
3.0
99.4
0.0
0.0
100.0
0.7
1.4
99.3
0.0
0.0
100.0
5.8
8.8
97.0
0.0
0.0
100.0
2.4
3.8
98.6
0.0
0.0
100.0
14
.523.3
91.2
1.6
1.6
100.0
10
.614.4
96.2
0.0
0.0
100.0
14
.437.7
76.7
2.5
4.1
98.4
8.1
22.5
85.6
0.0
0.0
100.0
7.2
44.9
62.3
2.0
6.1
95.9
4.9
27.4
77.5
0.4
0.4
100.0
13
.658.5
55.1
10
.616.7
93.9
15
.342.7
72.6
1.4
1.8
99.6
7.2
65.7
41.5
14
.931.6
83.3
17
.460.1
57.3
2.9
4.7
98.2
5.1
70.8
34.3
19
.350.9
68.4
16
.876.9
39.9
10
.515.2
95.3
5.6
76.4
29.2
18
.869.7
49.1
11
.888.7
23.1
26
.341.5
84.8
23
.6100.0
23.6
30
.3100.0
30.3
11
.3100.0
11.3
58
.5100.0
58.5
100.0
100.0
100
100.0
m
m
-20
+1
6
-0,0
75
+0
,03
8
-0,0
38
+0
Su
ma
-0,3
00
+0
,25
0
-0,2
50
+0
,15
0
-0,1
50
+0
,10
6
-0,1
06
-0,0
75
-0,7
10
+0
,42
5
-0,4
25
+0
,30
0
-4.7
5+
3,3
5
-3,3
5+
2,3
6
-2,3
6+
1,7
0
-1,7
0+
1,1
8
-10
+6
,68
-6,6
8+
4.7
5
-1,1
8+
0,8
50
-0,8
50
+0
,71
0
-16
+1
2,0
-12
+1
0
+2
0
Milica Đorđević Završni rad
65
0.1 1 10
0
20
40
60
80
100
šljaka
Iz 2040
klasa krupnoce
Dšl
jaka
(%);
DIz
20
40
(%)
Grafik 1. Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja mlina poz.2040
0.1 1
20
40
60
80
100
Ps2080
Iz2090
klas krupnoce
DP
s208
0(%
);D
Iz20
90(%
)
Grafik 2. Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja mlina poz 2090
Milica Đorđević Završni rad
66
I20
40
I20
90
(I4
0+
I90
)
29
.94
57
87
3.3
50.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
2.3
60.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
1.7
0.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
1.1
80.6
00.0
00.2
1100.0
00
.70
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
0.8
52.4
00.0
00.8
399.7
90
.70
99.3
00.0
0100.0
00.2
10.4
90.7
00.3
50.4
90.1
00.2
4
0.7
15.8
00.0
02.0
098.9
62
.40
98.6
00.0
0100.0
01.0
40.3
61.4
00.5
11.9
60.3
80.1
3
0.4
25
14.5
01.6
06.0
596.9
61
0.0
096.2
00.0
0100.0
03.0
40.7
63.8
02.9
014.4
42.3
20.5
8
0.3
14.4
02.5
06.6
190.9
18
.10
86.2
00.0
0100.0
09.0
94.7
113.8
064.9
8190.4
442.8
122.1
7
0.2
57.2
02.0
03.8
084.3
04
.90
78.1
00.4
0100.0
015.7
06.2
021.9
0135.8
0479.6
197.3
538.4
5
0.1
513.6
010.6
011.6
480.5
11
5.3
073.2
01.4
099.6
019.0
97.3
126.4
0192.8
7696.9
6139.5
053.3
7
0.1
06
7.2
014.9
012.2
468.8
71
7.4
057.9
02.9
098.2
029.3
310.9
740.3
0442.0
91624.0
9321.7
5120.3
4
0.0
75
5.1
019.3
014.4
056.6
31
6.8
040.5
010.5
095.3
038.6
716.1
354.8
0883.8
23003.0
4623.7
1260.1
2
0.0
38
5.6
018.8
014.2
442.2
31
1.8
023.7
026.3
084.8
042.5
718.5
361.1
01132.2
03733.2
1788.8
3343.3
7
-0.0
38
23.6
030.3
027.9
927.9
91
1.9
011.9
058.5
058.5
030.5
116.0
946.6
0749.6
62171.5
6490.8
6258.7
9
Su
ma
3605.1
611915.8
02507.5
91097.5
7
Ym
=30.2
6%
E=
52.2
6%
Yp
=69.7
4%
C=
189.6
7%
C=
228.4
7%
CIR
KU
LA
TIV
NA
ŠA
RŽ
A I
MA
SE
NA
UČ
EŠ
ĆA
PE
SK
A I
PR
EL
IVA
O
DR
EĐ
EN
A M
ET
OD
OM
GR
UM
BR
EC
HT
A
(ZA
B S
EK
CIJ
U)
mm
Pr
Pr
↑P
r -
UU
- P
sP
r -
Ps
U↑
Ps
Ps
↑P
roiz
vo
d(P
r -
Ps)
2P
roiz
vo
d(U
- P
s)2
Milica Đorđević Završni rad
67
V1= 11.363 m³/h
Q1= t/h Qu I= 30.000 t/h
V2= 29.968 m³/h
Q5= 29.940 t/h
V3= 21.054 m³/h
Q2= t/h Q4=
Q3= 84.94 t/h
ŠEMA KRETANJA MASA U PROCESU MLEVENJA I KLASIRANJA
(B sekcija mlevenja)
29.940
54.995 54.995 t/h
11.363 m³/h H2O 21.741 m³/h H2O
29.282 m³/h H2O
ŠLJAKA I2040 I2090 (I2040+I2090 ) PsI PrI
Q(%) 100.00 100.00 189.67 289.67 189.67 100.00
Q(t/h) 29.940 29.940 56.788 86.728 56.788 29.940
Cu(%) 0.540 0.540 0.540 0.540 0.540 0.540
ρč(t/m³) 3.700 3.700 3.700 3.700 3.700 3.700
ρp(t/m ³) -- 2.123 1.711 1.591 2.134 1.310
p(%) 100.000 72.488 56.945 50.924 72.821 32.429
R(m ³/t) -- 0.380 0.756 0.964 0.373 2.084
Vc(m ³/h) 8.092 8.092 15.348 23.440 15.348 8.092
Vv(m ³/h) -- 11.363 42.936 83.581 21.195 62.386
Vp(m ³/h) -- 19.455 58.284 107.021 36.543 70.478
0,038%) 0.230 23.600 30.300 27.987 11.900 58.500
d80 (mm) 16.450 0.475 0.1397 0.255 0.326 0.067
TEHNOLOŠKI POKAZATELJI B MLINSKE SEKCIJE
Milica Đorđević Završni rad
68
Tabel
a 5
. G
ranulo
met
rijs
ki s
ast
av
pro
izvo
da m
leve
nja
ver
tika
lnog m
lina
Kla
sa k
rup
no
će
PrI
R
D
P
sII
R
D
Iz
VM
R
D
P
rII
R
D
mm
(%
) (%
)
(%)
(%)
(%
) (%
)
(%)
(%)
-1,1
8+
0,8
50
0
.0
0.0
1
00
.0
0.0
0
.0
10
0.0
0
.0
0.0
1
00
.0
0.0
0
.0
10
0.0
-0,8
50
+0
,710
0
.0
0.0
1
00
.0
0.0
0
.0
10
0.0
0
.0
0.0
1
00
.0
0.0
0
.0
10
0.0
-0,7
10
+0
,425
0
.0
0.0
1
00
.0
0.9
0
.9
10
0.0
0
.9
0.9
1
00
.0
0.0
0
.0
10
0.0
-0,4
25
+0
,300
0.0
0
.0
10
0.0
1
.2
2.1
9
9.1
1
.0
1.9
9
9.1
0
.0
0.0
1
00
.0
-0,3
00
+0
,250
0
.4
0.4
1
00
.0
1.0
3
.1
97
.9
0.8
2
.7
98
.1
0.0
0
.0
10
0.0
-0,2
50
+0
,150
1
.4
1.8
9
9.6
4
.5
7.6
9
6.9
2
.9
5.6
9
7.3
0
.5
0.5
1
00
.0
-0,1
50
+0
,106
2
.9
4.7
9
8.2
5
.6
13
.2
92
.4
3.6
9
.2
94
.4
0.6
1
.1
99
.5
-0,1
06
-0,0
75
10.5
1
5.2
9
5.3
1
6.2
2
9.4
8
6.8
1
4.3
2
3.5
9
0.8
1
.0
2.1
9
8.9
-0,0
75
+0
,038
2
6.3
4
1.5
8
4.8
4
7.2
7
6.6
7
0.6
4
5.7
6
9.2
7
6.5
1
8.0
2
0.1
9
7.9
-0,0
38
+0
58.5
1
00
.0
58
.5
23.4
1
00
.0
23
.4
30.8
1
00
.0
30
.8
79.9
1
00
.0
79
.9
Su
ma
10
0.0
1
00
.0
10
0
10
0.0
Milica Đorđević Završni rad
69
0.01 0.1 1
20
40
60
80
100
IzVTM
PrII
klasa krupnoce
DIz
VT
M(%
);D
PrI
I(%
)
Grafik 3 Granulometrijski sastav proizvoda mlevenja mlina poz. ML-4117-101
Milica Đorđević Završni rad
70
PrI
IVM
Pr+
IVM
29
.98
6.6
11
6.5
3.3
50.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
2.3
60.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
1.7
0.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
1.1
80.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
0.8
50.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
0.7
10.0
00.0
00.0
0100.0
00
.00
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
0.4
25
0.0
00.9
00.6
7100.0
00
.90
100.0
00.0
0100.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
00.0
0
0.3
0.0
01.0
00.7
499.3
31
.20
99.1
00.0
0100.0
00.6
70.2
30.9
00.2
10.8
10.1
50.0
5
0.2
50.4
00.8
00.7
098.5
91
.00
97.9
00.0
0100.0
01.4
10.6
92.1
01.4
54.4
10.9
70.4
7
0.1
51.4
02.9
02.5
197.8
94
.50
96.9
00.5
0100.0
02.1
10.9
93.1
03.0
79.6
12.0
90.9
8
0.1
06
2.9
03.6
03.4
295.3
85
.60
92.4
00.6
099.5
04.1
22.9
87.1
021.1
350.4
112.2
78.8
6
0.0
75
10.5
014.3
013.3
291.9
61
6.2
086.8
01.0
098.9
06.9
45.1
612.1
062.3
9146.4
135.8
026.5
9
0.0
38
26.3
045.7
040.7
278.6
34
7.2
070.6
018.0
097.9
019.2
78.0
327.3
0219.2
9745.2
9154.7
764.5
2
-0.0
38
58.5
030.8
037.9
237.9
22
3.4
023.4
079.9
079.9
041.9
814.5
256.5
0820.2
33192.2
5609.4
8210.7
5
Su
ma
1127.7
74149.1
9815.5
4312.2
3
Ym
=27.1
8%
E=
45.8
2%
Yp
=72.8
2%
C=
289.1
9%
C=
261.2
0%
U -
Ps
Pr
- P
sP
roiz
vo
dm
mU↑
Ps
Ps
↑P
r
CIR
KU
LA
TIV
NA
ŠA
RŽ
A I
MA
SE
NA
UČ
EŠ
ĆA
PE
SK
A I
PR
EL
IVA
O
DR
EĐ
EN
A M
ET
OD
OM
GR
UM
BR
EC
HT
A
(ZA
VE
RT
IKA
LN
I M
LIN
)
(Pr
- P
s)2
Pro
izvo
d(U
- P
s)2
Pr
↑P
r -
U
Milica Đorđević Završni rad
71
OBRAČUN ZA ODREĐIVANJE INDUSTRIJSKOG BONDOVOG INDEKSA
Radni indeks, koji karakteriše drobljivost, odnosno meljivost sirovine, je konstanta, i računa se iz
formule za specifičnu potrošnju električne energije:
W= (k1 *k2 * *k8 ) *Wi*(10/P-10/F), (kWh/t),gde je
(k1 , k2, ..., k8) – popravni koeficijenti na ime uslova mlevenja
W-specifična potrošnja energije, (KWh/t)
Wi-Bondov radni indeks, (KWh/t)
F i P- veličina otvora sita kroz koji prolazi 80% sirovine pre i posle usitnjavanja(µm)
Tako je dobijena sledeća vrednost Bondovog indeksa:
U mlinu sa šipkama: 2040 - Wi= 11.10 KWh po toni prerađene suve rude,
gde je specifična potrošnja energije,W= 13.33 KWh/t,
a F i P, skinute sa grafika F= 16450µm i P=475 µm
U mlinu sa kuglama: 2090 - Wi= 56.66 KWh po toni prerađene suve rude,
gde je specifična potrošnja energije,W=40.00 KWh/t,
a F i P, skinute sa grafika F=475 µm i P=67 µm
U Boru, 28.04.2015 Tehnička priprema Flotacije Bor
PrI IzVM PrI+IzVM PsII PrII
Q(%) 100.00 289.19 389.19 289.19 100.00
Q(t/h) 29.940 86.583 116.523 86.583 29.940
Cu(%) 0.540 0.540 0.540 0.540 0.540
ρč(t/m³) 3.700 3.700 3.700 3.700 3.700
ρp(t/m ³) 1.310 1.987 1.813 2.123 1.142
p(%) 32.429 68.070 39.479 72.488 17.040
R(m ³/t) 2.084 0.469 1.533 0.380 4.869
Vc(m ³/h) 8.092 23.401 31.493 23.401 8.092
Vv(m ³/h) 62.386 40.614 178.629 32.861 145.768
Vp(m ³/h) 70.478 64.015 210.122 56.262 153.860
0,038%) 58.500 30.800 37.917 23.400 79.900
d80 (mm) 0.067 0.082 0.078 0.092 0.039
TEHNOLOŠKI POKAZATELJI RADA VERTIKALNOG MLINA
top related