1. Общая часть

1.1. Местоположение фабрики

Гайская обогатительная фабрика расположена на Южном Урале, в восточной части Оренбургской области натерритории Гайского района. Ближайшим населенным пунктом является г. Гай.Областной центр г. Оренбург находится в 300 км западнее г. Гай. В 35-50 км на юго-восток от месторождения расположеныкрупные промышленные города Орск и Новотроицк. Все перечисленные населённыепункты связаны автомобильными асфальтированными дорогами с г. Медногорск и с п.Ириклинский, а также Башкортостаном. Площадка обогатительной фабрики связана сжелезнодорожной веткой нормальной колеи со станцией Гай, которая в свою очередьсвязана с железнодорожной линией нормальной колеи со станцией Круторожино Южно-Уральской железной дороги.

Рассматриваемая обогатительная фабрика входит в состав Гайского горно-обогатительного комбината для переработки медно-цинковых руд.

Местоположение фабрики, выбрано исходя из следующих причин:

а) наличие трудовых ресурсов;

б) близость источника электроэнергии;

в) близость источника водоснабжения;

г) близость источников снабжения сырьём;

д) наличие местных строительных материалов;

е) близость потребителей продукции.

1.2. Климатические условия

Климат района резко-континентальный с жарким летом и холодной зимой, сопровождающейся сильными снежными метелями,преобладают ветры западного и северного направления. Температура летом до плюс38 °C, зимой – минус 29?40°C. Среднегодовая температура плюс 5,3?2,2 °C. Среднегодовая скорость ветра 5,3?5,9 м/с, количествоатмосферных осадков колеблется в пределах 190?400 мм в год. Около 50 % из них выпадает в зимнее время. Снежный покров в районе устанавливается всередине ноября и исчезает в конце апреля. Максимальная мощность его достигает 1,5 м. Глубина промерзания грунта до 2 м.

1.3. Выбор строительной площадки

Строительство Гайского горно-обогатительного комбината было начато по проекту Свердловского института"Унипромедь" в 1959 году на основании исследовательских работ, проведенных институтом "Уралмеханобр". Промышленная площадка проектируемойобогатительной фабрики расположена на неровной уложенной техногенными навалами поверхности. За несущей слой следует принимать поверхность скалы, учитывая еёфизико-механические разрушения. Гидрогеологические условия площадки характеризуются наличием грунтовых вод, уровень в восточной части 0,5?1,0 м от поверхности, в западной части на глубине 2?12 м.

Основные условия выбора промышленной площадки:

1. Наличие места

а) для отвала пустой породы;

б) для склада медного, цинкового концентратов;

2. Обеспечение перспективного развития и расширения комбината;

3. Наличие водных ресурсов;

4. Относительное удовлетворение общим требованиям, предъявляемым к промышленной площадке;

5. Наличие близкого расположения к источникам водо- и энергоснабжения.

Местоположение рудников и обогатительной фабрики в отношении населённости района, близостижелезных дорог, источников водо- и энергоснабжения, наличие местных материалов и экономики района – выгодно по сравнению предлагаемых новых строек по цветнойметаллургии. Все эти предпосылки создают благоприятные условия для строительства и освоения фабрики.

1.4. Характеристика месторождения

Три четверти запасов медных руд Оренбургской области сосредоточены в крупнейшем на Урале Гайском месторождении.Горные породы этого месторождения имеют вулканическое происхождение. ВозрастГайского палеовулкана относят к палеозою, когда на Урале сформировалисьпротяженные подводные вулканические пояса. В результате воздействия высокотемпературных растворов и газов происходило обогащение вулканических пород медью.

Гайское месторождение расположено в слабо всхолмленной части Южного Урала, рассеченной широкими долинами иоврагами, местами врезанными в скальные породы. Средняя абсолютная отметка – 380 м.

Месторождение приурочено к водоразделу правобережных притоков рек Урала, Елшанки и Колпачки. Наиболее крупной рекойрайона является река Урал, протекающая в 12-15 км к востоку от месторождения.

Гайское медно-колчеданное месторождение отрабатывается комбинированным способом – открытым и подземным.

Подземным рудником добываются сплошные и вкрапленные медные и медно-цинковые руды. В настоящее время глубина шахтногоствола 1075 м. С 2000 года на переработку поступает руда шахты с горизонтов 750 м.

Рудной зоной на Гайского месторождении принято называть часть рудного поля, представленногогидротермально-измельчёнными, типа вторичных кварцитов, породамивспомогательных колчеданных руд и примыкающей к ним зонам вкрапленного оруденения.Общая протяженность рудной зоны 5 км по простиранию и 2 км по падению. Подавляющая часть руд сосредоточена в Северном участке, здесьпо глубине залегания и приуроченности к различным вулканическим породам выделяют три крупных объекта: верхний, средний и нижний уровень оруденения.Верхний уровень оруденения и северная линза 650 м, средний от 300-350 м до 1000-1200 м, нижний от 100 до 2000 м. Основной объект верхнего уровня оруденения,стержневая северная линза общей протяжённостью 600?700 м, средней уровень - 15?19 м. Рудные тела глубиной 1500 м простираются до 1 км, рудное тело нижнего уровня достигает 1,5 км по простиранию. Для установления строения происхождения условий залегания прорублено ряд скважин.

Гайское медно-цинковое месторождение является крупнейшим в Уральской медной практике.Основными компонентами руд являются медь, цинк, сера, золото, серебро.Отношение меди к цинку близко 3:1. Из рассеянных элементов в заметныхколичествах отмечаются селен, теллур и германий, из вредных примесей – мышьяк.Руды, в зависимости от количества слагающих их сульфидов, разделяются на сплошные,содержание свыше 35 % серы и 65 % сульфидов, и вкрапленные. Отношение руды всвою очередь по составу подразделяются на медные и медно-цинковые. Отношениемедных, медно-цинковых и серно-колчеданных руд составляет 10:5:1.

1.5. Вещественный состав руд

Рудное тело Гайского месторождения вулканического происхождения с большой сетью разломов и сдвигов. В рудахустановлено более сорока химических элементов. Главными полезными компонентамиявляются медь, цинк. Наиболее характерными второстепенными и редкими элементами– примесями руд являются: золото, серебро, свинец, барит, селен, теллур, галлий, германий, таллий, кадмий, индий, висмут и кобальт. Часть этих элементовизвлекается при комплексной переработке руд. Вредными элементами-примесями является мышьяк, фтор.

Медь является главным полезным элементом руд. Основные минералы меди – халькопирит, блеклая руда, борнит, ковеллин. Второстепенные – халькозин, хальконтит, феррохальконтит.

Цинк – второй по промышленной ценности элемент. Главным минералом цинка является сфалерит, незначительные егоколичества связаны с цинкосодержащими блёклыми рудами.

Сера – является самым распространенным элементом. Главными её носителями являются пирит, халькопирит, сфалерит,борнит, блеклая руда, барит.

Золото и серебро для Гайского месторождения характерны более высокие содержания золота и серебра по сравнениюс другими колчеданными месторождениями Южного Урала. Содержание серебра в рудах в 10-15 раз обычно выше, чем среднее содержание золота. В рудах установленысобственные минеральные формы золота и серебра: самородное золото и серебро, электрум, гессит, креннерит.

Руды Гайского месторождения характеризуются отчетливо выраженной неоднородностью минерального состава. К настоящему времени на месторождении установлено более 65 минералов, в том числе более 40 рудных.

Пирит является самым распространенным рудным минералом, слагает основную массу сплошных и прожилково-вкрапленных руд.Преобладающая форма выделений пирита – зёрна и зернистые агрегаты, режеизоморфные кристаллы – кубы, октаэдры. Кристаллы пирита обычно несколькокоррозированы и содержат большое количество включений халькопирита, сфалерита, борнита.

Халькопиритное содержание в различных промышленных сортах руд колеблется в широких пределах – от долей процента до50-60 %. Выделяется в виде крупных сплошных зерен, ксеноморфных выделений междузернами пирита, микроскопических мелких включений в пирите, сфалерите, блеклойруде. Халькопирит находится в тесных ассоциациях со всеми сульфидами и образуетс ними тонкие взаимопрорастания.

Сфалерит его содержание в различных промышленных сортах руд от долей до 60-70%. Сфалерит образует, сплошныезернистые агрегаты или находится в тонком прорастании с халькопиритом, блёклой рудой, борнитом.

Самородное золото имеет значительное распространение во всех типах руд. Самородное золото находится в тесных ассоциациях со всемисульфидами, кварцем и борнитом. Размеры золотин колеблются от нескольких микрон до миллиметров.

Самородное серебро является редкостью и встречено в виде точечных включений в блёклых рудах. Размеры их не превышают2-3 микрона. Редко встречаются выделение серебра, образующие структуру распада твердых растворов в электруме.

Кварц – наиболее распространенный минерал среди руд и вмещающих пород. Основные формы выделения минерала:зернистые агрегаты, отдельные вкрапления, жилы, реже – изоморфные кристаллы. Довольно редко встречаются опал и халцедон.

Кальцит широко распространён, особенно в брекчиевидных рудах, где совместно с кварцем он нередко входит в состав цементаили пропитывает сплошную руду.

Барит является широко распространенным минералом среди сплошных и прожилково-вкрапленных руд. Наибольшая его частьсосредоточена в медно-цинковых рудах, где он ассоциирует со сфалеритом. Формы выделения – тонкозернистые скопления, небольшие гнёзда.

Сложность вещественного состава перерабатываемых руд, их неравномерность по содержанию полезных компонентов, различие во флотационных свойствах предопределяли их посортную добычу и переработку. Значения разделительных признаков для минералов, входящих в состав медно-цинковой руды, приведены в таблице 1.1. Физические и физико-химические свойства минералов отмечены в таблицах 1.2.

Таблица 1.1 – Разделительные признаки минералов медно-цинковой руде

Минерал	Плотность ρ, кг/м3	Массовая доля компонентов, %	Удельная магнитная восприимчивость, χ, м3/кг·10-7	Диэлектрическая проницаемость, ε
Пирит	4900-5200	Fe-46,5	0,12	-
Халькопирит	4100-4200	Cu- 34,6	1-2	-
Сфалерит	3900-4100	Zn-67,1	-0,1+2,3	7,9
Кварц	2600-2700	Si-46,6	-0,02+0,1	4,4-6,0

Таблица 1.3 – Физические и физико-химические свойства минералов

Минерал	Твёрдость по Моосу	Хрупкость	Цвет	Блеск	Люминесценция у минералов в лучах		Флотируемость: КС – ксантогенат, ЖК – жирные кислоты, А – амины
					ультрафиолетовых	катодных
Кварц	7	Да	Серый	Матовый	-	Голубовато-белая	Умеренная ЖК, А
Пирит	6,5	Да	Светло-жёлтый	Метал- лический	-	-	Хорошая КС
Халько-пирит	3,5	Да	Латунно-жёлтый	Металлический	-	-	Хорошая КС
Кальцит	3	Да	Белый	Стеклянный	Оранжевая, красная,	Оранжевая	Хорошая ЖК, А
Галенит	2,5	Да	Синевато-серый	Металлический	-	-	Хорошая КС

1.6. Требования к качеству концентратов

Характеристика концентратов, выпускаемые на действующей обогатительной фабрики ОАО «Гайский ГОК».

Медный концентрат представляет собой абразивный тонко измельченный минерал сульфида от 0-0,1 мм. В сухом виде легко распыляется. При нагревании до температуры 240 °C происходит возгорание серы при наличии ее в минерале больше 40 %.

При концентрации в воздухе 0,1кг/м³ сухого концентрата и в присутствии открытого огня возможно воспламенениесульфидов с выделением SO₂. Насыпная плотность концентрата составляет 2,37 т/м³.

Цинковый концентрат представляет собой тонко измельченный минерал. Размер от 0 до 0,1 мм. Насыпная плотность цинкового концентрата 2,03 т/м³. Легкораспыляется в сухом виде. При длительном хранении при влажности 12-13 % идет активное окисление цинка.

Характеристика концентратов, выпускаемых обогатительной фабрикой приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Характеристика выпускаемых концентратов

Наименование технологическое	Научно-технические документы	Наименование по научно-техническим документам
Медный концентрат	ТУ48-7-13-89 (изм. 1-5)	Концентрат медный
Цинковый концентрат	ТУ 1721-007-00201402-2006	Концентрат цинковый

Основные требования, предъявляемые к качеству медного концентрата, приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Основные требования, предъявляемые к качеству медного концентрата

Марка медного концентрата	Массовая доля, %
	меди, не менее	примесей, не более				влаги не более
		цинка	свинца	мышьяка	молибдена
КМ 4	23	4,5	4,5	0,6	0,12	7
КМ 5	20	7,0	4,5	0,6	0,12	7
КМ 6	18	8,0	4,5	0,6	0,12	7
КМ 7	15	8,5	5,0	0,6	0,12	7
ППМ	12	11,0	8,0	0,6	0,12	7

Примечание:

- Допускается содержание молибдена в медном концентрате до 0,18 %;

- Содержание благородных, редких металлов и серы в медном концентрате и продукте определяют в каждой партии.

В медном концентрате и промпродукте не допускается наличие посторонних предметов.

Основные требования, предъявляемые к качеству цинкового концентрата, приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Основные требования, предъявляемые к качеству цинкового концентрата

Марка цинкового концентрата	Массовая доля, %
	цинка, не менее	примесей, не более				влаги не более
		железа	кремнезема	меди	мышьяка
КЦ 2	53	7,0	3,0	1,5	0,1	9
КЦ 3	50	9,0	4,0	2,0	0,3	9
КЦ 4	45	12,0	5,0	3,0	0,5	9
КЦ 5	40	13,0	6,0	3,0	0,5	9

Примечание:

- В цинковом концентрате всех марок определяется массовая доля кадмия, золота, серебра и по требованию потребителей массовая доля фтора;

- Допускается повышение массовой доли железа в цинковом концентрате КЦ-5 до 18 % при одновременном повышении в нем массовой доли цинка не менее 45 %.

Допускается в зависимости от природных и технологических типов руд, выделенных на месторождении и обуславливающихсортность руды, по согласованию изготовителя с потребителем устанавливатьдругие показатели по массовым долям нормируемых примесей при условиисоответствия концентрата по массовой доле основного вещества требованиям таблицы 1.5.

В цинковом концентрате не допускается наличие посторонних включений (куски породы, дерева, металла, и т.д.), а также спекшихся кусков концентрата.