Обогатительная фабрика

ОБОГАТИТЕЛЬНАЯ ФАБРИКА (а. соncentrating mill, dressing mill, preparation plant; Н. Aufbereitungsanlage; ф. lavoir, laverie, usine de preparation, fabrique d'enrichissement; и. fabrica de preparacion, planta de preparacion, planta de соncentracion, fabrica de enriquecimiento) — горное предприятие для первичной переработки твёрдых полезных ископаемых с целью получения технически ценных продуктов, пригодных для промышленного использования. На обогатительных фабриках перерабатываются (обогащаются) руды цветных металлов (медные, медно-никелевые, свинцово-цинковые, вольфрам-молибденовые, оловянные и др.), руды чёрных металлов (железные, марганцевые, хромовые), неметаллические полезные ископаемые (фосфорные, калийные, графитовые и прочие руды и материалы) и угли. Первая обогатительная фабрика для извлечения золота была построена в России в 1760.

В зависимости от применяемых процессов переработки обогатительные фабрики делят на дробильно-сортировочные, промывочные, гравитационные, флотационные, магнитного обогащения и с комбинированной технологией. В связи с современными требованиями к комплексности переработки полезных ископаемых всё большее распространение получают обогатительные фабрики с комбинированной технологией, включающие обжиг или гидрометаллургию.

На обогатительных фабриках используются различные процессы: подготовительные (дробление, грохочение, измельчение, классификация, обжиг), основные (гравитационное обогащение, магнитная сепарация, флотация) и вспомогательные (обезвоживание, сгущение, сушка и осветление вод).

Возросшие требования к полноте и комплексности использования полезных ископаемых, охране природы вызывают необходимость применять в технологической схеме обогатительных фабрик дополнительные процессы по переработке твёрдых отходов и жидких стоков обогатительных фабрик с целью доизвлечения полезных компонентов, создания водооборота.

Особое место на обогатительных фабриках занимают процессы производственного обслуживания (внутрифабричный транспорт сырья и продуктов обогащения, водо- и энергоснабжения, технологический контроль продуктов обогащения), а также автоматизированного управления на основе комплексной автоматизации. На обогатительных фабриках выделяют отдельные цеха (хозяйства), например хвостовой и реагентный, основное назначение которых — обеспечение производственных функций транспортировки, складирования отходов, выделение жидкой фазы из них и получение осветлённой воды для последующего использования её на обогатительной фабрике (хвостовое хозяйство) или подготовки реагентов, кондиционирования пульпы (реагентное хозяйство).

Горная масса на обогатительной фабрике проходит процессы дробления, грохочения, измельчения и классификации, основного обогащения полезных ископаемых с выделением концентратов и отходов, обезвоживания и сгущения. Готовый продукт (концентрат) накапливают в бункерах или складах, откуда он поступает на последующую переработку или отпускается потребителю, а отходы в виде водно-песчаной суспензии направляются в отвалы.

Обогатительные фабрики снабжаются аспирационной системой, а также двухступенчатой очисткой воздуха от пыли. Наиболее интенсивными очагами пылевыделения на обогатительных фабриках является дробильное, сортировочное и транспортное оборудование. Для борьбы с пылью и шумом на обогатительных фабриках применяют герметизацию оборудования, аспирацию, а также пылеподавление и пылеулавливание в источниках образования пыли, например герметизацию технологического оборудования жёсткими и мягкими укрытиями (кожухами), транспортное оборудование (конвейеров, дисковых питателей, сушильных барабанов и др.) — ёмкими укрытиями кабинного типа.

В местах интенсивного пылевыделения используют гидро- и парообеспыливание увлажнением материала и подавлением пылевого облака с помощью распыляемой воды или парового тумана. В производственных помещениях обогатительных фабрик в основном применяют аспирационную вентиляцию — удаление воздуха запылённостью более 3 г/ м³ от пылевыделяющего оборудования. На обогатительных фабриках, как правило, аспирируют герметизированное технологическое и транспортное оборудование.

Технологическая схема, количество и габариты оборудования обогатительных фабрик зависят от её производительности (в чёрной металлургии от 7 до 8, в цветной металлургии от 10 до 15, в угольной промышленности до 7 млн.т/год), веществ, состава, физических свойств, обогатимости горной массы и требований к получаемым продуктам обогащения. Основные показатели обогатительных фабрик — содержание в концентрате полезного компонента и извлечение полезного компонента из руды.

Для обогатительных фабрик характерна значительная энергоёмкость. Потребление электроэнергии зависит от технологической схемы, перерабатываемого сырья и др. Например, для обогатительной фабрики по переработке углей (коксующихся и энергетических) энергоёмкость составляет от 7 до 11 кВт•ч/т угля, в цветной металлургии при обогащении медных руд от 15 до 70 кВт•ч/т, в чёрной металлургии для железных руд 60-70 кВт•ч/т, при обогащении нерудных полезных ископаемых, например, асбеста, 4 кВт•ч/т. Значительно отличаются по энергоёмкости обогатительные фабрики с мокрым и пневматическим процессами обогащения. Например, при обогащении каолина мокрым способом энергоёмкость составляет 10-15 кВт•ч/т, а сухим — свыше 100 кВт•ч/т.

В зависимости от территории положения обогатительной фабрики по отношению к сырьевой базе различают: индивидуальные обогатительные фабрики, размещённые рядом с шахтой или рудником; групповые обогатительные фабрики, расположенные вблизи одной из наиболее мощных шахт для обогащения полезных ископаемых группы шахт; центральные обогатительные фабрики — для обогащения полезных ископаемых шахт, территориально не связанных с обогатительными фабриками; обогатительные фабрики (как правило, на правах цеха), размещаемые у потребителя, например, при коксохимических заводах. Различают обогатительные фабрики вертикального, горизонтального и ступенчатого расположения. Для вертикального расположения характерна самотёчная система внутрифабричного транспортирования материала (в практике встречается редко из-за циркулирующих нагрузок); для горизонтального — разветвлённо-механизированная система транспорта (применяется редко, т.к. требует большой промышленной площадки); для ступенчатого — самотёчно-механизированная система транспорта. По расположению зданий и сооружений на промышленной площадке различают рассредоточенное расположение и объединение зданий в отдельные блоки (секции). Для первого вида характерно большое число отдельных зданий, связанных эстакадами и галереями (дозировочные бункеры, корпус, сушильная установка, погрузочные бункеры). Объединение зданий в отдельные блоки позволяет уменьшать территорию промплощадки и протяжённость инженерных коммуникаций и др.

В 80-е гг. в США и Японии начинают использовать модульный принцип проектирования и строительства обогатительных фабрик на основе стандартных блоков (дробления, измельчения, флотации и т.д.); в Великобритании, ФРГ, Франции предпочтение отдаётся односекционной компоновке с однопоточной установкой высокопроизводительного оборудования; в CCCP, США, ЧССР обогатительные фабрики, как правило, многосекционные, причём в CCCP и США со ступенчатой компоновкой.

Современные обогатительные фабрики — высокомеханизированное и автоматизированное предприятие. К основным задачам автоматизации обогатительных фабрик относят сигнализацию и контроль, блокировку и защиту, регулирование и управление технологическими процессами и обогатительными фабриками в целом. Наиболее полно автоматизация обогатительных фабрик реализуется в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП) и предприятием (АСУП).

Перспективы развития обогатительных фабрик связаны с применением новых технологических процессов, высокопроизводительного оборудования, совершенствования технологических схем, обеспечивающих полную, комплексную и малоотходную или безотходную переработку горной массы.