Verifikacija tehnoloških pokazatelja procesa prerade topioničke šljake flash smelting peći u pogonu „Flotacija Bor“

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


6.0. Diskusija rezultata 55

6.1. Karakterizacija uzorka 55

6.1. Snimanje tehnološkog procesa mlevenja i flotiranja šljake flash smelting peći 56


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]


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]


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]


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.


5

Slika 2.1. Blok šema topionice


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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


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


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]


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


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


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.


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.


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


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.


21

Slika 2.5. Tehnološka šema procesa flotacijske prerade topioničke šljake[12]


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.


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


24

Slika 4.1. Tehnološka šema sa označenim mestima uzorkovanja


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


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.


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


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.


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


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.


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 )


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.


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*


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.


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)


36

Tabela 5.4. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona (PR 2080)


+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)


37

Tabela 5.5. Granulometrijski sastav peska hidrociklona (PS 2080)


+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)


38

Tabela 5.6. Granulometrijski sastav izlaza iz mlina sa kuglama (IZ 2090)


+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)


39

Tabela 5.7. Granulometrijski sastav izlaza iz vertikalnog mlina (IZVM)


+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)


40

Tabela 5.8. Granulometrijski sastav peska hidrociklona poz. CY-4116-101 (PSVM)


+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)


41

Tabela 5.9. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona poz. CY-4116-101 (PR II)


+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)


42

Tabela 5.10. Granulometrijski sastav preliva hidrociklona (PR II) - ultrasonična sita S1 Retsch


-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


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


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.


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


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


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


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 [%].


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)


+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


50

Tabela 5.15. Granulometrijski sastav jalovine (J)


+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)


51

Tabela 5.16. Granulometrijski sastav koncentrata III (K III) - ultrasonična sita S1 Retsch


-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


-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


52


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. ).


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


54

5.16. Maseno iskorišćenje šljake

Slika 5.17. Sadržaj bakra u koncentratu


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.


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


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.


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.


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).


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.


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.


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.


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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

Verifikacija tehnoloških pokazatelja procesa prerade topioničke šljake flash smelting peći u pogonu „Flotacija Bor“

Documents