©2007 Е.Ф.Цыпин (УГГУ, Уральский Центр Радиометрического Обогащения)

Рентгенорадиометрическая сепарация относится к новым экологически чистым и низкозатратным процессам обогащения. Этот метод начал использоваться в промышленных условиях в последние 10 лет и показал высокую технологическую и экономическую эффективность на различных видах минерального и техногенного сырья.

Рентгенорадиометрическую сепарацию от прочих обогатительных процессов отличают:

      - Прямое определение массовой доли элементов (начиная с Ca);
      - Возможность разделения по "наличию" элемента, благодаря высокой чувствительности метода;
      - Возможность разделения по сложным аналитическим параметрам, включающим комбинации содержаний нескольких элементов (в том числе суммы, соотношения);
      - Возможность трехпродуктового разделения;
      - Разделение в кусковом виде;
      - Разделение сырья без использования технологической воды;
      - Экологическая безопасность.

Рентгенорадиометрическая сепарация применима при соблюдении следующих условий:

  1. Наличие контрастности сырья по содержанию компонентов в крупности сепарации;
  2. Приемлемый гранулометрический состав;
  3. Наличие технологии обогащения несортируемых классов.

    Её применение позволяет решать следующие технологические задачи:

      - Удаление породной массы в крупнокусковом виде (предварительная концентрация);
      - Выделение крупнокусковых концентратов из руд для плавки (хромовые, марганцевые, железные руды);
      - Разделение на технологические типы и сорта, перерабатываемые в дальнейшем по различным технологическим схемам и режимам;
      - Удаление вредных для последующих технологий компонентов, пород и минералов;
      - Сортировка отходов металлургических производств (шлаков, огнеупоров) с получением отдельных концентратов их разновидностей.

Использование рентгенорадиометрической сепарации возможно в следующих принципиальных технологических схемах:

      - С предварительной концентрацией крупных классов и совместным глубоким обогащением концентрата предварительного обогащения и несортируемого класса (Рисунок 1);
      - С разделением крупных классов сырья на технологические типы или сорта, подвергаемые глубокому обогащению по различным технологиям (Рисунок 2);
      - С выделением из крупных классов селективных концентратов (Рисунок 3);
      - С удалением из крупных классов вредных примесей для повышения сортности концентратов (Рисунок 4).

Число машинных (отличающихся крупностью) классов, повергаемых рентгенорадиометрической сепарации может быть различным.

В случаях вовлечения в переработку нетрадиционных видов сырья и необходимости использования сухих технологий для обогащения несортируемых классов могут быть применены сухая магнитная и электрическая сепарации, избирательное дробление - грохочение, избирательное измельчение - классификация, воздушная сепарация, сепарация по трению и упругости и другие процессы.

Применение рентгенорадиометрической сепарации даёт следующие технологические преимущества:

      - Усреднение состава руд, благоприятно сказывающееся на показателях глубокого обогащения;
      - Увеличение выпуска готовой продукции при неизменной производительности передела глубокого обогащения и увеличении содержания компонентов в руде после предварительного обогащения;
      - Увеличение извлечения в последующей технологии и улучшение качества концентратов глубокого обогащения;
      - Увеличение суммарного извлечения полезных компонентов;
      - Улучшение качества, сортности, потребительских свойств готовых концентратов;
      - Возможность рационального построения технологии глубокого обогащения при предварительном разделении руды на технологические типы;
      - Возможность получения селективных кусковых концентратов;
      - Увеличение комплексности использования сырья.

Типовая принципиальная схема использования РРС для предварительной концентрации сырья
Рисунок 1.

Типовая принципиальная схема использования РРС для разделения сырья в предварительной стадии на технологические типы с их последующим разделением по различным технологиям
Рисунок 2.

Типовая принципиальная схема использования РРС для получения крупнокусковых селективных концентратов
Рисунок 3.

Типовая принципиальная схема использования РРС для удаления из крупных классов вредных примесей с целью повышения сортности концентратов
Рисунок 4.

Экономические последствия использования рентгенорадиометрической сепарации могут быть весьма разнообразными:

      - Возможное увеличение производительности фабрики по сырой руде (в операциях рудоподготовки) с сохранением объёмов и повышением качества руды, подаваемой в цеха измельчения и традиционного обогащения (за счет сброса крупнокусковых хвостов рентгенорадиометрической сепарацией), увеличение объемов производимых фабрикой концентратов и рост стоимости реализуемой продукции;
      - Повышение качества конечных концентратов за счёт подачи на глубокое обогащение концентратов стадии предварительной рентгенорадиометрической сепарации, приводящее к увеличению стоимости готовой продукции;
      - Увеличение объёмов выпускаемой готовой продукции за счёт повышения извлечений полезных компонентов при раздельном глубоком обогащении типов и сортов руд;
      - Снижение общих эксплуатационных расходов за счет уменьшения расходов электроэнергии, материалов, реагентов в последующих переделах рудоподготовки и обогащения благодаря сбросу части хвостов в стадии предварительного рентгенорадиометрического обогащения;
      - Уменьшение затрат на мелкое дробление и измельчение из-за более длительного срока службы оборудования при меньших нагрузках, уменьшение числа дробилок мелкого дробления, мельниц и технологического оборудования благодаря выделению крупнокусковых хвостов, в составе которых чаще всего преобладает наиболее твердая и абразивная фаза руды;
      - Снижение расходов на транспортирование руды от мест добычи до обогатительной фабрики;
      - Возможность реализации новой товарной продукции - щебня от переработки руд, шлаков и т.д. или увеличение его производства, повышение его ликвидности;
      - Расширение сырьевой базы месторождений за счёт снижения бортовых содержаний полезных компонентов и вовлечения в переработку весьма бедных и забалансовых руд;
      - Повышение стоимости готовой продукции за счёт улучшения сортности и потребительских свойств готовых концентратов при удалении рентгенорадиометрической сепарацией вредных примесей;
      - Уменьшение затрат на хранение отходов, поскольку складирование и хранение кусковых хвостов дешевле хранения измельченных хвостов глубокого обогащения.

Широки перспективы применения рентгенорадиометрической сепарации:

      - Переработка малых месторождений на основе использования рудосортировочных комплексов;
      - Переработка месторождений, удаленных от мест глубокого обогащения;
      - Переработка принципиально новых, ранее не обогащавшихся видов сырья;
      - Предварительное обогащение бедных и забалансовых руд и неметаллических полезных ископаемых;
      - Предварительное обогащение руд при производительных малоселективных системах отработки;
      - Обогащение рудного сырья с целью получения кусковых концентратов для плавки;
      - Обогащение нерудного сырья с целью получения высококачественных концентратов;
      - Разделение руд на технологические типы и сорта, перерабатываемые в дальнейшем по различным технологическим схемам и режимам;
      - Перемещение технологий обогащения под землю с использованием хвостов для закладки выработанных пространств;
      - Сортировка отходов металлургических производств (шлаков, огнеупоров).

При продвижении принципиально новых технологий и оборудования на горных, обогатительных и металлургических предприятиях возникает ряд трудностей при оценке контрастности и обогатимости сырья рентгенорадиометрическим методом, оценке обогатимости несортируемых классов, оценке эффективности применения данных технологий, оптимизации схем подготовки сырья к РРС, организации достоверного опробования продуктов сепарации, адаптации сепараторов к изменению вещественного состава руд, проектировании рудосортировочных комплексов, подготовке специалистов и рабочего персонала и т. п.

Предприятиям самостоятельно решить подобные проблемы не под силу.

Весь комплекс проблем по образовательному, методическому, проектному обеспечению внедрения новой и востребованной технологии на горных и металлургических предприятиях Урала и России призван решать Уральский центр радиометрического обогащения.

Совместно с предприятиями Уральский центр радиометрического обогащения осуществляет сотрудничество по следующим направлениям:

      - Изучение контрастности и обогатимости сырья, оценка потенциальной технологической эффективности его обогащения с использованием рентгенорадиометрической сепарации;
      - Проведение тестовых испытаний на сепараторах;
      - Оптимизация алгоритмов и режимов радиометрической сепарации;
      - Разработка новых технологий и оборудования;
      - Технико-экономическое обоснование новых технологий;
      - Разработка проектов цехов, предприятий и установок по переработке руд, нерудного и техногенного сырья;
      - Поставка сепараторов и сепарационных комплексов, их адаптация к условиям предприятий и сырья;
      - Научно-методическое сопровождение разработок при внедрении;
      - Сервисное обслуживание;
      - Обучение, подготовка и переподготовка специалистов.