Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Практическая работа - Системный анализ предприятия на примере золотодобывающей промышленности - файл 1.doc


Практическая работа - Системный анализ предприятия на примере золотодобывающей промышленности
скачать (280.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc281kb.06.12.2011 12:02скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Федеральное агентство по образованию РФ
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
По дисциплине «Теория системного анализа и принятия решений»


«Проблемы переработки отходов золотодобывающей промышленности»

Выполнил:

Студент

_________________

Руководитель:

Преподаватель кафедры

__________________


Томск 2010 г.

Содержание

1 Фиксация проблемы……………………………………………………………3

1.1 Определение потребности в исследовании проблемы…………………...……….3

1.2 Поиск и анализ уже существующих методов……………………………………...4

1.3 Критика существующих методов и формулировка проблемы…………………...5

2. Участники проблемной ситуации и анализ их интересов…………………..7

2.1 Список участников проблемной ситуации……………………………………...…7

3. Формирование проблемного массива………………………………………...8

3.1 Матрица проблемного массива……………………………………………………..8

3.2 Анализ противоречий и поиск компромиссов……………………………………..8

4. Формирование конфигуратора………………………………………………..9

4.1. Список источников информации, необходимых для решения проблемы проектирования…………………………………………………………………………..9

5. Целевыявление………………………………………………………………..10

5.1 Формирование массива критериев и показателей решения проблемы…………10

5.2 Формирование дерева целей……………………………………………………….11

6. Исследование технологии улучшения Гравитационно-Флотационного и Гидрометаллургического метода……………………………………………………...12

6.1 Технология переработки руды…………………………………………………….12

6.2 Виды техники, используемой в процессе подготовки руды……………………..13

6.3 Факторы, требующие рассмотрения, при разработке нового метода…………...14

7. Генерация идеи решения проблемы…………………………………………14

1 Фиксация проблемы

1.1 Определение потребности в исследовании проблемы


Золотодобывающая промышленность России с конца 20-го века находится на подъеме: растут объемы производства, создаются крупные производственные структуры путем слияния мелких предприятий, растут объемы инвестиций, в том числе за счет иностранных компаний и "золотых кредитов"; оживился внутренний и внешний рынок закупок золота государством и коммерческими банками; стабильно растет цена золота на Лондонской бирже металлов. В то же время прирост минерально-сырьевой базы (МСБ) золотодобывающего производства существенно отстает от темпов роста добычи. В стадии истощения, находится МСБ россыпного золота: за последние годы содержание золота в россыпных месторождениях сократилось в 3,5-4 раза, многие россыпи разрабатывают повторно, в разрабатываемых россыпях доля мелкого и тонкого золота, плохо извлекаемого традиционными гравитационными методами, неуклонно растет.

Как и во всех перерабатывающих отраслях в золотодобывающей промышленности существуют отходы – в результате переработки руд месторождений на обогатительных фабриках, конечными продуктами обогащения являются: отвальные хвосты, обезвреженные хвосты сорбции, концентрат разделительной флотации [16].

Первому виду отходов при золотодобыче хотелось бы уделить особое внимание. Отвальные хвосты – отходы процессов обогащения полезных ископаемых, состоящие преимущественно из пустой породы с небольшим количеством ценных минералов. Вроде бы из этого определения понятно, что доля ценных минералов невелика, но это не всегда так. Так в результате изучения вещественного состава лежалых отвальных хвостов некоторых золотоизвлекательных фабрик выявлено, что они могут стать важным источником получения благородных и сопутствующих им тяжелых металлов [11]. В качестве объекта для исследований были выбраны законсервированные хвостохранилища месторождений "Васильковское". В настоящем году на долю отвальных хвостов (в процентном содержании) приходится 40% кремния, 9,5% мышьяка, 8% алюминия, 5% калия, 4,5% того же мелкого и тонкого золота, 4% железа и серебра, 3% титана и др. с меньшим процентом содержания. С каждым годом эти цифры увеличиваются, так как время эксплуатации оборудования растёт с каждым днём [9].

Получившиеся отходы в лучшем случае сбрасывают в специализированные хвосто-хранилища, которые зачастую переполнены и изношены, в основном же местами сброса становятся близлежащие водоемы, карьеры, выработанные месторождения. Данная ситуация не только характерна для российских регионов, а также стран СНГ, где добыча и переработка руды ведется вдалеке от населенных пунктов, что на несколько порядков снижает уровень контроля за утилизацией отходов производства, а следовательно, и меньшее количество людей задумывается о их скорейшей переработке и захоронении по всем требованиям [1].

Нежелание руководителей золотодобывающей промышленности и перерабатывающих предприятий дообогащать продукты отвала кроется не столько в экономической убыточности, сколько в трудоемкости по организации работ. Так предлагаемые методы часто занимают слишком много времени и, естественно, требуют дополнительного оборудования и ресурсов. Т.е. одной из главных причин нерационального использования, и, как следствие этого, накопление хвостовых остатков, содержащих полезные минерально-сырьевые ресурсы, является отсутствие высокоэффективных, быстрых и экологически безопасных методов доочистки хвостовых остатков руды золотодобывающей и перерабатывающей промышленности.

Рост спроса на полезные ископаемые, вызвал повышенный интерес к проблеме повторной разработки минералосодержащих отвальных продуктов, рудных отвалов, шламохранилищ обогатительных фабрик их отвалов и отработанных ранее россыпей [9].

^ 1.2 Поиск и анализ уже существующих методов


Для вторичной переработки и обогащения хвостовых остатков используют несколько различных методов. Эти методы не имеют принципиальных отличий от основных методов переработки высокообогащённой руды за исключением некоторых технологических пунктов.

Обогащение ископаемых, совокупность процессов и методов первичной переработки твердого минерального сырья (руд, углей, горючих сланцев) с целью получения конечных товарных продуктов (асбест, графит, известняк и др.) или продуктов, пригодных для последующей технически возможной и экономически целесообразной химической, металлургической либо иной переработки. При обогащении полезных ископаемых структура, химический состав или агрегатное состояние минералов либо др. компонентов не изменяются, а происходит отделение (или взаимное разделение) всех полезных компонентов от пустой породы - горной массы, не представляющей практической ценности. В результате обогащения получают один или несколько концентратов, содержащих основную массу полезных составляющих, и отходы, называемые хвосты, включающие большую часть пустой породы. Обогащение производят на обогатительных фабриках или в специальных цехах [11]. Рассмотрим эти методы обогащения.

Метод кучного выщелачивания – внедрялся быстро, хоть и считается не особо эффективным. Порода измельчается и поступает на фундаментную подложку, не пропускающую реагенты, высыпаются её большие объёмы, содержащие полезные металлы. Над этими кучами устанавливаю систему орошения цианидами. Цианид, попадая на породу, проходит через все кучи и вымывает металлы. Далее обогащённый раствор улавливается и при помощи реагентов и электролиза извлекаются полезные минералы. Способ прост, не требуют больших затрат, дешёв в эксплуатации.

Недостатки – очень большой процент недоизвлечённых примесей, неблагоприятные условия работы и обогащения [12],[14].

Гравитационно-Флотационная и Гидрометаллургическая схема обогащения – метод позволяет практически полностью извлечь из руды полезные ископаемые.

Руда дробится, измельчается и доизмельчённая поступает в гравитационно-флотационные цеха, где из породы извлекаются наиболее легко отделяемые полезные вещества. Затем руда идёт в сложные высокотехнологичные гидрометаллургические цеха для доизвлечения полезных ископаемых.

Недостаток метода – сложный технологический процесс, дорогостоящее иностранное оборудование [1].

До 1946 г. обжиг концентратов на всех без исключения фаб­риках осуществлялся в подовых печах. Этот вид обжига не поте­рял своего значения и до настоящего времени. Только в одной Австралии работает несколько десятков установок, осуществля­ющих обжиг концентратов на поду. Печи отапливают углем, мазутом, газом или дро­вами. С этой целью на одном конце печи расположена одна или две топки. Перемешивание и продвижение материала во время обжига осуществляется специальными, установленными в один или два ряда гребками.

Недостатки – относительно невысокая производительность, трудность в создании идеальной для разных материалов среды вскрытия [10].

^ 1.3 Критика существующих методов и формулировка проблемы


Анализируя полученные методы можно сделать вывод, что для достижения более интенсивного освоения золоторудных месторождений повсеместно применяется гидрометаллургический и гравитационно-флотационный метод обогащения.

В настоящее время даже в этом методе существует ряд недостатков. На одном из них можно и нужно сконцентрировать внимание:

недостаточное дробление исходной, подаваемой руды. Задача этого этапа – полное или частичное раскрытие зерен золотосодержащих минералов, в основном частиц самородного золота, и приведение руды в состояние, обеспечивающее ус­пешное протекание последующих обогатительных и гидрометаллургических процессов [2]. Сегодняшний процесс имеет следующую технологию дробления:



Дробление руды организовано в одну нитку производительностью 1280 т/ч.

Со складов хвостовых отходов (складов дроблёной руды) руда подаётся в приёмный бункер магистрального конвейера, который транспортирует руду на необходимое расстояние до пункта пересыпа, откуда ленточным конвейером подаётся в корпус мелкого и среднего дробления.

Вторая и третья стадии дробления осуществляются в конусных дробилках с переходом до крупности 30 мм. Для удаления готового класса и повышения производительности дробильного комплекса перед второй и третьей стадией дробления устанавливают грохота, работающие по классу 30 мм. Дробилки работают в открытом цикле.

Дроблёная руда подаётся конвейером силосного типа для дальнейшей переработки [2],[7].

Из приведённых данных мы видим, что процесс дробления является первичным и значимым технологическим звеном в горно-обогатительных работах. Так, применение ультратонкого помол до 25 мкм способствует дополнительному вскрытию тонкодисперсных полезных элементов (например, извлечение золота от операций достигает 87-88,4 %, а при среднем содержании золота в рудах 2г/т это неплохой результат), но с другой стороны приводит к образованию соединений, выполняющих роль химических депрессоров, что является причиной потерь всё тех же полезных ископаемых и повышению расходов химических реагентов [8],[15].
Формулировка проблемы:
Необходимо создание технологии доизмельчения хвостовых остатков с целью извлечения из них всех редких, дорогостоящих, полезных материалов уже на гравитационно-флотационном этапе. Причём в разработке необходимо учесть условия эксплуатации (погодные, сейсмические и др.), имеющиеся ресурсы (водные, электроэнергетические и др.) и сохранить все остальные параметры.

^ 2. Участники проблемной ситуации и анализ их интересов

2.1 Список участников проблемной ситуации


В процессе исследования проблемной ситуации, разработки новых методов и введения их в эксплуатацию выявлены следующие участники проблемной ситуации:

1. Заказчик: горно-обогатительная отрасль РФ;

2. Разработчик: ООО Научно Исследовательский и Проектный Институт «ТОМС», Россия, г.Иркутск;

3. Потребитель: горно-обогатительные предприятия и комбинаты, а также другие недропользователи РФ;

4. Окружающая среда: флора, фауна, гидросфера, атмосфера, недра и верхний слой земной коры;

5. Культура: традиции исследований, проектирования, разработки данных методов;

6. Инвесторы: недропользователи и инвестиционные организации.

^ 3. Формирование проблемного массива

3.1 Матрица проблемного массива


Проблемный массив разработки метода можно представить в виде таблицы:
Таблица 3.1 – матрица проблемного массива

^ Участники проблемной ситуации

Проблемы участников

1. Заказчик

­-Организовать прибыльное внедрение технологии;

-Получить эффективный метод в кратчайший срок;

-Приобрести необходимые составляющие метода по минимальным ценам;

-Сделать метод максимально легким для освоения и дальнейшего пользования;

-Обеспечить качество метода и его безопасность.

2. Разработчики
-инженеры-электрики

-инженеры-технологи

-инженеры-конструктора

-архитекторы

-специалисты АСУ ТП

-специалисты металлурги

-специалисты ОВ

-инженеры-экологи

-Обеспечить теоретическое решение поставленной задачи;

-Обеспечить высокую скорость разрабатываемого метода;

-Обеспечить хорошую внедряемость метода;

-Обеспечить конструктивное решение метода с минимальными энергозатратами и высокой эффективностью;

-Разработать удобную для эксплуатации установку.

3. Потребитель


-Научиться использовать метод без переквалификации;

-Грамотно и эффективно использование оборудование;

-Понести минимальные затраты на приобретение, обслуживание и эксплуатацию;

4. Окружающая среда

-Экологическая чистота при создании и эксплуатации применяемого оборудования;

5. Культура

Прогресс; эргономичный дизайн; удобство применения.

6. Инвесторы

-Не потерять вложения;

-Получить прибыль по итогам разработки метода;

-Получить заказ в срок, заявленный в договоре.


^ 3.2 Анализ противоречий и поиск компромиссов


На основании матрицы проблемного массива по данной теме, выявляются противоречия между потребителем и разработчиком в освоении метода.

Для их решения необходим поиск компромиссов: работников нужно обеспечить достойной переквалификацией, дополнительной α к заработной плате, ознакомить с действующим законодательством о безопасности труда, материальной ответственности рабочих и служащих за ущерб, причинённый предприятию и др. Это потребует дополнительных затрат как временных, так и материальных [1].

^ 4. Формирование конфигуратора

4.1. Список источников информации, необходимых для решения проблемы проектирования


Для разработки нового метода обогащения хвостовых остатков сформирован следующий список необходимых информационных источников:


  1. ООО НИиПИ "ТОМС" Золотоизвлекательная фабрика, технологические решения, переработка руды. Россия, Иркутск, 2009 г. 88 стр.;

  2. Кармазин В. В., Закаева Н.И. Технологические возможности магнитно-флокуляционной сепарации тонких классов золота из руд россыпных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ / МГГУ. — Вып. 4. — М.: 1995.

  3. Гусев И. П., Гусева Е. И., Зайчик Л. И. Модель осаждения частиц из турбулентного газодисперсного потока в каналах с поглощающими стенками // Механика жидкости и газа. — 1992. — № 1.

  4. Лопатин А. Г. Применение короткоконусных гидроциклонов в качестве высокопроизводительных гравитационных аппаратов для обогащения золотосодержащих руд и песков // Цветная металлургия. — 1997. — № 21.

  5. Ткачук Д. М. Обобщенный случай функционирования противоточного каскада гидроциклонов // Химическая промышленность. — 1997. — № 5.

  6. Черных С. И. Колонная флотация. — М.: Недра, 1995.

  7. Промышленные испытания модульной передвижной обогатительной фабрики для комплексного извлечения золота из отвальных продуктов Полярнинского ГОКа / В. В. Кармазин, С. А. Кравцов, Р. И. Исаков и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ. — Вып. 1. — М., 1999.

  8. Галич В.М. Опытно-промышленные испытания по доизвлечению золота из лежалых хвостов обогащения золотосодержащих руд//Обогащение руд, 1998.-№3.

  9. Сизых В.И. Геолого-техническая оценка хвостов обогащения Давендинской обогатительной фабрики Амазарского ГОКа. – Чита: Роскомнедра, 1993.

  10. Галич В.М. Извлечение благородных и редких металлов из отвальных хвостов флотации// Обогащение руд, 1999. - № 1-2.

  11. Уздебаева Л.К., Колтунова Л.Н. и др. Лежалые хвосты обогащения - дополнительный источник получения металлов//Обогащение руд, 1999. - №3.

  12. Петров В.Ф и др. Экологическая оценка установок кучного выщелачивания золота//Горный журнал, 2001. - № 5.

  13. Кармазин В.В. Перспективы увеличения добычи золота при разработки техногенных месторождений//Горный журнал, 1999. - №7.

  14. Дементьев В.Е. и др. Основные аспекты технологии кучного выщелачивания золотосодержащего сырья//Горный журнал, 2001. - №5.

  15. Еремин Г.Г. и др. опытно-промышленный комплекс по извлечению золота из отходов амальгации//Горный журнал, 1999. - №5.

  16. http://www.zolotonews.ru/ – это информационно-аналитический портал, на котором предоставлен широкий спектр информации о состоянии и проблемах развития российского рынка драгметаллов; технике и технологии разведки золотых месторождений, добычи и переработки драгоценных металлов.


5. Целевыявление

5.1 Формирование массива критериев и показателей решения проблемы


Оценить качество метода можно с помощью следующих критериев:

–Функциональные: производительность N/t; процент извлечения полезных примесей из хвостовых остатков, ИПП (%); применение ультратонкого помола хвостов, УПХ (мкм); температурный режим эксплуатации объекта, t°C

–Экономические: ресурсы, затраченные на обогащение суточной нормы руды, ЗР (в денежном эквиваленте); прибыль, полученная с извлечённых полезных ископаемых за этот же срок, ППИ (в денежном эквиваленте).

–Антропогенные: класс опасности производства ОП, условия безопасности труда, К [7],[1],[13],[15].

^ 5.2 Формирование дерева целей


На основании анализа названной группы критериев сформулируем конкретные цели участников проблемной ситуации в виде дерева целей. Наглядное изображение представлено на рисунке 5.2.1

Рисунок 5.2.1 – Дерево целей метода для более глубокого освоения руды.

^ 6. Исследование технологии улучшения Гравитационно-Флотационного и Гидрометаллургического метода.


Чтобы решить проблему разработки нового метода обогащения хвостовых отвалов, необходимо провести анализ и рассмотреть вопросы, касающиеся: технологии, применяемой для обогащения хвостов; видов техники, используемой в процессе; а так же понять суть методов направленных на улучшение извлекаемости объектов обогащения.

^ 6.1 Технология переработки руды


Проектируемая технологическая схема переработки руд предусматривает следующие процессы:

  • трёхстадиальное дробление в щековой и конусных дробилках до крупности – 30 мм;

  • тонкое дробление в дробилках высокого давления (роллер-пресс) до крупности 80% - 5,2 мм;

  • одностадиальное шаровое измельчение до крупности 90% - 0,074 мм. в замкнутом цикле с гидроциклонами (двухстадиальная классификация);

  • флотационное обогащение руды в цикле измельчения (межцикловая флотация) на крупности 60%-0,074;

  • гравитационное обогащение песков поверочной классификации на центробежном концентраторах с периодической разгрузкой концентрата (KC-XD);

  • флотационное обогащение руды измельчённой до крупности 90% - 0,074 мм (основная, контрольная и две перечистных операции);

  • гравитационное обогащение хвостов флотации на центробежных сепараторах с постоянной разгрузкой концентрата в две стадии (KC-CVD);

  • измельчение объединённого флотационно-гравитационного концентрата до крупности 95% - 0,045 мм;

  • гравитационное обогащение измельчённого концентрата на центробежных сепараторах с постоянной разгрузкой концентрата в две стадии (KC-CVD);

  • разделительную флотацию на неперерабатываемом остатке центробежной сепарации;

  • сгущение и фильтрацию концентрата, содержащего полезные минералы;

  • сгущение неперерабатываемых остатков разделительной флотации;

  • ультратонкое измельчение сгущённых хвостов разделительной флотации до крупности 90% - 0,004 мм

  • окисление тонкоизмельчённого концентрата кислородом в реакторе Aachen;

  • предварительное и сорбционное цианирование окислённого концентрата;

  • десорбция золота с насыщенного угля и электролиз элюатов с последующей плавкой осадка и получаем сплава Доре;

  • обеззараживание необогащаемых хвостов гидрометаллургической переработки.

На более понятном языке приведена технология, которая включает в себя такие сложные циклы как:

– флотация – процесс разделения мелких твёрдых частиц (главным образом, минералов), основанный на различии их в смачиваемости водой или кислотами;

– окисление – высокосульфидные руды не поддаются влиянию реагентов, поэтому есть цех окисления, где проходя через реакторы окисления порода окисляется;

– цианирование – вымывание из породы частиц золота;

– сорбция – улавливание растворённого золота специальным углём;

– десорбция. – извлечение из насыщенного угля золота при помощи спец кислот;

– электролиз – осуществляется неоднократное прохождение руды через ванны электролиз, где происходит оседание золота на анод и катод.

– плавление – где просушенный катод переплавляют, получая 80-88% сплавы [2],[4,5,6],[10].
Наверняка эти процессы также поддаются улучшениям и если провести их исследование и уделить достаточное количество внимания, можно получить результат: так, например, предварительное подщелачивание увеличивает извлечение золота, а это, в свою очередь, требует предварительной обработки концентрата [7],[13].

^ 6.2 Виды техники, используемой в процессе подготовки руды


Дробление руды осуществляется в конусных дробилках Sandvik H8800C. Исполнение – грубая. Дробилки иностранного производства с переходом до крупности 30 мм. Перед второй и третьей стадией дробления установлены грохота фирмы Sandvik LF-3060D, работающие по классу точности 30 мм. На третьей стадии дробление производят с помощью конусной дробилки Sandvik H8800EF. Исполнение – мелкая. Со склада дроблёной руды в корпус мелкого дробления транспортировка осуществляется 4-мя вибрационными питателями Sandvik PFU 16/30. Мелкое дробление осуществляется шаровыми мельницами сливного типа Outotec 6,7x11,3 в замкнутом цикле с гидроциклонами WARMAN 650CVX и WARMAN 400CVX10. Поступившая с мелкого дробления руда, в цехах флотации измельчается до пульпы 3-мя вертикальными мельницами Deswik 2000L. На стадии ультратонкого помола получаем пульпу с 90% размерами частиц в 40-45 мкм. Как было сказано ранее, дробление по такой схеме недостаточно.

При работе этих агрегатов не возникает высокого шума и вибрации, поэтому предъявляются минимальные требования к фундаменту строений, где расположены машины. Также у аппаратов высокая производительность и довольно низкие эксплуатационные затраты. Общение оператор-устройство осуществляется с помощью сенсора. При разработке нового метода все эти параметры необходимо учесть и сохранить [4,5],[1],[2].

^ 6.3 Факторы, требующие рассмотрения, при разработке нового метода


Следует принять во внимания, что степень измельчения должна быть экономически целесообразной, а это зависит от совокупности ряда факторов:

1) степени извлечения металла из руды;

2) возрастания расхода реагентов при более интенсивном из­мельчении;

3) затрат на дополнительное измельчение при доведении руды до заданной крупности;

4) возрастания ошламования при более тонком измельчении и связанные с этим дополнительные расходы на операции обезвожи­вания (сгущение, фильтрация).

Также нужно учесть, что при работе используемых агрегатов не возникает высокого шума и вибрации, поэтому предъявляются минимальные требования к фундаменту строений, где расположены машины. Также у аппаратов высокая производительность и довольно низкие эксплуатационные затраты. Общение оператор-устройство осуществляется с помощью сенсора.

При разработке нового метода все эти параметры необходимо учесть и сохранить [1],[15],[7],[3].

^ 7. Генерация идеи решения проблемы


В результате исследования проблемы методом системного анализа были изучены механизмы очистки хвостовых отвалов с помощью гравитационно-флотационного и гидрометаллургического метода, виды техники и технологии, используемые в процессе.

На основе изучения вещественного состава лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик и проанализированных данных сформулирована проблема эффективного извлечения из них полезных минералов приведённым методом, принято решение создать новый метод переработки хвостовых отвалов, внедрив технологию улучшения в сам метод, как наиболее экономичный и экологически чистый.

Данный способ позволит более глубоко исследовать хвостовые отвалы, извлечь из них больший процент полезных минералов, тем самым решить поставленную задачу.

Описанный способ считаю наиболее перспективным по нескольким причинам:

- способ может разрешить проблему захоронения лежалых отвальных хвостов;

- реализация способа возможна с уже хорошо отработанным, прижившимся гравитационно-флотационным и гидрометаллургическим методом, что в разы усилит его популярность;

- реализация способа даст новый толчок в перспективном, но еще слабо освоенном направлении.


Скачать файл (280.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru