Общие сведения 4 Конструкции сепараторов 7
 Скачать 140.83 Kb.
|
СодержаниеВведение 3 Общие сведения 4 Конструкции сепараторов 7 Конусный сепаратор с аэролифтной разгрузкой 7 Конусные сепараторы с породной камерой. 8 Эксплуатация конусных сепараторов 13 Подготовка сепаратора к работе 13 Контроль и регулировка процесса обогащения руд 15 Техника безопасности 17 Возможные неисправности конусных сепараторов и спосооы их устранения 18 Заключение 20 Список использованных источников 21 Введение. Современное состояние технологии и техники обогащения позволяет вовлекать в переработку все новые виды минерального сырья, содержание в котором металлов находится часто на грани рентабельности, и требует применения наиболее совершенных технологических процессов и схем, оборудования, методов контроля. Осваиваются новые виды полезных ископаемых и техногенного сырья, повышается извлечение из них ценных компонентов. В большинстве случаев непосредственное использование добытой горной массы или её переработка (металлургическая, химическая и др.) экономически нецелесообразны, а иногда и технически невозможны, так как годные к непосредственной переработке полезные ископаемые в природе встречаются редко, в большинстве случаев их подвергают специальной обработке - обогащению. Обогащение, руд в тяжелых суспензиях является одним из эффективных гравитационных методов разделения. Основными достоинствами этого процесса - являются высокая производительность, точность разделения по плотностям, малая чувствительность к колебаниям нагрузки и фракционного состава руды, широкий диапазон крупности обогащаемой руды: qt'300 до 0,3 мм. Внедрение в нашей стране процесса обогащения в тяжелых суспензиях обусловило появление, на обогатительной фабрике новой специальности—машиниста установки для обогащения руд в тяжелых суспензиях. В суспензионную установку кроме сепараторов входят грохоты, магнитные сепараторы, насосы Общие сведенияПроцесс обогащения в тяжелых средах основан на разделении минералов по плотности. Тяжелая среда имеет промежуточную плотность между плотностями легких и тяжелых минералов. В такой среде легкие минералы всплывают, а тяжелые тонут. В качестве тяжелых сред используют однородные органические жидкости, растворы солей и суспензии. В качестве тяжелой жидкости применяют жидкость Рорбаха плотностью 3650 кг/м3 и тетрабромэтан плотностью 3000 кг/м3. Растворы хлористого кальция и цинка применяют только в исследовательских работах. В промышленных условиях широкое применение нашли тяжелые суспензии, представляющие собой механические смеси тонкоизмельченных частиц утяжелителя (суспензоида) в воде [3]. Утяжелителями могут быть галенит магнетит пирит гематит, барит а также сплав железа с кремнием — ферросилиций. Ферросилиций, имеющий плотность 6400—7000 кг/м. используют для приготовления суспензии плотностью 2000—3200 кг/м3, из галенита плотностью 7500 кг/м3 готовят суспензию плотностью до 3400 кг/м3, а из магнетита плотностью 4500 кг/м3 — суспензию плотностью до 2000 кг/м3. Наибольшее применение нашел ферросилиций. Гранулированные частицы ферросилиция получают его нагреванием до 1500— 1650 °С и распылением в специальной камере с дождевальным устройством. Частицы имеют гладкую поверхность шарообразной формы диаметром 0,15 мм. Для приготовления суспензии максимальная крупность частиц ферросилиция не должна превышать 0.3 мм. основная масса частиц должна быть крупностью 0,1 мм. Основными свойствами тяжелых суспензий являются плотность, вязкость и устойчивость. Плотность суспензии определяется массой зерен утяжелителя в единице объема воды и плотностью применяемого утяжелителя. Чем большую плотность имеет утяжелитель, тем большую плотность суспензии можно получить. Практика обогащения показала, что рабочая плотность суспензии не превышает половины плотности утяжелителя, из которого она приготовлена. Под вязкостью суспензии понимают ее способность оказывать сопротивление движущимся в ней частицам твердого. Вязкость суспензии зависит от содержания утяжелителя. Чем больше содержание утяжелителя, тем меньше расстояние между частицами и тем большее сопротивление будет оказывать суспензия при движении в ней частиц. Малоподвижные суспензии для разделения полезных ископаемых непригодны. Вязкость суспензии контролируют с помощью капиллярного вискозиметра, представляющего собой цилиндрический сосуд диаметром 60 мм. Дно сосуда закрывается резиновой пробкой, в центре которой вставлена трубка высотой 60 мм и диаметром 5 мм. Относительная вязкость суспензии определяется сравнением времени вытекания одинаковых объемов воды и суспензии из сосуда [1]. Под устойчивостью суспензии понимается ее способность сохранять постоянство содержания утяжелителя в единице объема. Устойчивость суспензии обеспечивается различными способами, механическим перемешиванием, созданием восходящих потоков, добавлением глины и реагентов-пептизаторов. Обогащение полезных ископаемых в тяжелых средах находит все большее применение в промышленных условиях как предварительный метод обогащения, который позволяет удалить из исходной руды до 50 % пустой породы, увеличивая тем самым производительность обогатительных фабрик в целом и снижая затраты на обогащение на 15—20 %. В тяжелых средах можно обогащать материал крупностью 4—150 мм, а в тяжелосредных гидроциклонах нижний предел крупности снижается до 0.3—0.5 мм. Пределы крупности определяются вкрапленностью ценных минералов Руды с крупной вкрапленностью минералов обогащаются с большей технологической эффективностью, чем тонковкрапленные. Перед обогащением в тяжелых средах руду обесшламливают для удаления мелких классов и шламов. которые изменяют вязкость суспензии [2]. Конструкции сепараторовКонусный сепаратор с аэролифтной разгрузкойКонусный сепаратор с аэролифтной разгрузкой тяжелой фракции, имеет аэролифтный подъемник. Руда подается в ванну сепаратора сверху. Разгрузка легкой (всплывшей) фракции осуществляется самотеком в желоб. Тяжелая (потонувшая) фракция опускается вниз, попадает в загрузочную часть аэролифта и поднимается по трубе вверх к месту разгрузки, расположенному выше уровня суспензии. Суспензия подается в сепаратор или с исходной рудой, или отдельно по трубам внутрь ванны сепаратора. Эти сепараторы предназначены для обогащения руд и неметаллических полезных ископаемых крупностью от 100 до 2 мм [5].  Рисисунок 1 - Конусный сепаратор с наружным аэролифтом 1 - конус; 2 - мешалка рамочная; 3 -переходное колено от конуса к аэролифту; 4 — форсунки для подачи сжатого воздуха; 5 — скребки рамочной мешалки; 6 - аэролифтная труба; 7-желоб для разгрузки тяжелого продукта; 8 -отбойный зонт; 9 — привод мешалки. Нижняя часть заканчивается переходным коленом, соединяющим конус с аэролифтом, который служит для подъёма и разгрузки потонувшего продукта. Транспортирование потонувшего продукта осуществляется за счёт подачи сжатого воздуха под давлением. Диаметр трубы аэролифта должен быть не менее трёх диаметров максимального куска. Всплывший продукт вместе с суспензией сливается в жёлоб, а тяжёлый подаётся аэролифтом в разгрузочную камеру. Обогащение в тяжелых суспензиях крупно- и среднекусковых продуктов производят в конусных, колесных и барабанных сепараторах. а мелкозернистых — в центробежных (гидроциклонных) сепараторах. Сепараторы различаются глубиной и формой ванны и способом разгрузки продуктов. К сепараторам с глубокой ванной относятся конусные и колесные, с мелкой — барабанные. Легкую фракцию разгружают самотеком или с помощью механических устройств. Тяжелую фракцию разгружают с помощью аэролифта или механических приспособлений — спирали, ковшовых и колесных элеваторов [2]. Аэролифтные сепараторы выпускают с диаметром конуса 3000 и 6000 мм. Конусные сепараторы бывают двух модификаций: с внутренним и наружным аэролифтами. Конус с внутренним аэролифтом занимает меньшую высоту, чем с наружным, но менее экономичен и удобен в эксплуатации. Сепаратор с внешним аэролифтом (рисунок 1) представляет собой металлическую конструкцию, верхняя часть которой имеет цилиндрическую форму, а нижняя коническую, заканчивающуюся переходным коленом для соединения конуса с аэролифтом, с помощью которого осевшая тяжелая фракция поднимается и разгружается. В трубу аэролифта через форсунки подается сжатый воздух под давлением до 3,5-105 Па. Диаметр трубы аэролифта принимается равным не менее чем трем размерам наибольшего куска материала и составляет 150...250 Всплывшая легкая фракция вместе с суспензией сливается в желоб, а желая фракция аэролифтом подается в разгрузочную камеру. Производительность сепаратора изменяется от 40 до 300 т/ч [5]. Конусные сепараторы с породной камерой.Конусные сепараторы (СК) с породной камерой применяются для обогащения углей и антрацитов крупностью 100 (200) - 6 (13) мм в водно-песчаной суспензии. Куски породы оседают вниз и накапливаются в породной камере при открытой верхней задвижке и закрытой нижней. После заполнения породной камеры нижняя задвижка открывается и закрывается верхняя. Сепаратор может работать как трехпродуктовый, когда в средней части конуса монтируется разгрузочное устройство для выделения промпродукта. Имеет размещенную в центре ванны мешалку, вращение которой препятствует расслоению вводно-песчаной суспензии. Легкая (всплывшая) фракция круговым движением суспензии увлекается к разгрузочному желобу, расположенному тангенциально. Тяжелая (потонувшая) фракция попадает в разгрузочную камеру, снабженную шиберными задвижками. Во время наполнения тяжелого продукта в разгрузочной камере верхняя шиберная задвижка открыта, а нижняя – закрыта. После заполнения разгрузочной камеры тяжелым продуктом верхняя задвижка перекрывается и одновременно отрывается нижняя задвижка. После освобождения разгрузочной камеры от тяжелого продукта нижняя задвижка вновь закрывается и открывается верхняя. Эта операция повторяется периодически. Суспензия в сепаратор подается сверху и сбоку [6]. Внутри конуса в нижней части днища установлены радиально расположенные разделительные клинья, служащие для увеличения степени сужения потока, что в свою очередь способствует более четкому расслоению материала. По выходе из щелей между клиньями поток пульпы с помощью отсекателей разделяется на концентрат, промпродукт и хвосты, направляемые в соответствующие приемники. Диаметр основания конуса определяет длину пути движения материала и величину рабочей поверхности. Степень сужения потока определяется отношением диаметров верхнего и нижнего оснований конуса. Конусные сепараторы имеют диаметр от 220 до 5600 мм и предназначены для обогащения углей крупностью от 200 (100) до 13 (6) мм. Производительность их по исходному углю составляет 10 – 16 т/ч на 1м2 площади зеркала суспензии в сепараторе.  Рисунок 2 - Трехъярусный конусный сепаратор 1 - загрузочное устройство: 2 - механизм для регулирования положения отсекателей; 3 - стабилизирующая перегородка; 4 - кожух; 5 - отсекатели; 6 - подвод свежей, воды; 7 - трубы для подачи концентрата с конуса верхнего яруса на нижний; 8 – трубы для питания конуса среднего яруса; 9 - рабочий конус; 10-трубы для вывода хвостов; 11 - трубы для питания конуса нижнего яруса; 12 - коллектор нижнего яруса; 13 - клинья; 14 - отклоняющее кольцо; 15 - щели для распределения воды; 16 - камера для подачи воды в концентрат верхнего и среднего яруса; 17 - опоры; 18 - коллектор среднего яруса; 19 - трубы для сбора концентрата; 20 - трубы для промпродукта; 21 - трубы для хвостов Предварительно расклассифицированная руда подается в сепаратор на поверхность суспензии, в которой она разделяется на легкую и тяжелую фракции. Легкая фракция всплывает на поверхность, потоком суспензии транспортируется к разгрузочному порогу и разгружается в сливной желоб. Осевшая тяжелая фракция сжатым воздухом поднимается по аэролифту в разгрузочную воронку, откуда поступает на грохот для предварительного отделения части суспензии от тяжелой фракции. Для вывода загрязненной суспензии на регенерацию в сепараторе имеется специальное шиберное устройство. Диаметр цилиндрической части сепаратора 6 м [4]. Максимальная крупность руды, подаваемой на обогащение /II мм. Производительность сепаратора 150—500 т/ч. Таблица 1 Техническая характеристика конусных сепараторов
Производительность сепаратора СК-6А составляет от 150 до 500 т/ч. Высота сепаратора 12,4 м. Размер максимального куска руды, поступающей на разделение, зависит от диаметра трубы аэролифта, который должен быть минимум на 25 мм больше наибольшего размера куска. Аналогичным по принципу работы является конусный сепаратор СК-3,6. От сепаратора СК-6А он отличается диаметром основания конуса (3,6 вместо 6 м), рабочим объемом (15 вместо 84 м3), производительностью (50 вместо 150—500 т/ч), расходом воздуха в аэролифте (4,5 вместо 8 м3/мин) и другими параметрами. Производительность конусных сепараторов для обогащения в тяжелых суспензиях ориентировочно можно определить по формуле  где k — коэффициент (k = 220 при преобладании в питании легкой фракции, k = 350 при преобладании тяжелой фракции) D — диаметр конуса, м; d — размер наибольших кусков в питании, м; A — плотность суспензии, г/см3. Следует отметить, что удельная производительность сепараторов для обогащения в тяжелых суспензиях значительно выше, чем других гравитационных аппаратов (например, отсадочных машин). На 1 м3 площади зеркала суспензии по исходному питанию она равна обычно 10—20 т/ч. На крупной обогатительной фабрике часто устанавливается лишь один сепаратор [1]. При обогащении в конусных сепараторах суспензии требуется 2—2,5 м3 на 1 т руды. С легким продуктом из сепаратора уходит до 1,6 м3/т суспензии, с тяжелым продуктом — до 3,7 м3/т. Расход утяжелителя при обогащении руд составляет 0,2—0,5 кг/т. На отмывку утяжелителя от продуктов обогащения расходуется около 1 м3 воды на 1 т твердого. Преимуществом конусных сепараторов (как с внутренним, так и с наружным аэролифтом) является возможность подъёма тяжёлой фракции выше самого сепаратора (до 10 м), что позволяет в дальнейшем осуществлять самотёчное транспортирование тяжёлого продукта [6]. Эксплуатация конусных сепараторовПодготовка сепаратора к работеМашинист сепаратора обязан: наблюдать, контролировать и регулировать технологический процесс, контролировать исправность конструкции сепаратора, записывать технологические параметры процесса и изменение их по принятой технологии. При приеме смены машинисту сепаратора необходимо произвести осмотр и проверить исправность конструкции сепаратора в целом. Если сепаратор запускается впервые, то после осмотра суспензию подают во вращающийся сепаратор до его заполпенния. Перед пуском конусного сепаратора необходимо произвести барботирование осевшего утяжелителя через форсунки барботационного кольца и центральный, аэролифт в течение 15—20 мин сжатым воздухом при давлении З—4 кПсм2. Однако в обязанности машиниста сепаратора входит не только работа на сепараторе, но и обслуживание классификатора-уплотнителя, который регулирует плотность суспензии и грохотов для дренажа и отмывки продуктов обогащения. После подачи сырья в сепаратор основное внимание машиниста должно быть уделено контролю и регулированию технологического процесса. При эксплуатации конусных сепараторов следует следить за правильным распределением потоков суспензии в конусе, а также за работой аэролифта, с помощью которого регулируется вынос осевшей фракции [5]. При приеме смены необходимо проверить: исправность механизмов на обслуживаемом участке: состояние опорных и упорных роликов; исправность защитных кожухов, ограждений и заземлений электрооборудования; надежность крепления сепараторов и аппаратов для приготовления и регенерации суспензии; наличие руды и кондиционной суспензии; не забиты ли зумпфы и трубы, подводящие суспензию в сепараторы и отводящие ее из сепараторов; исправность привода мешалки и аэролифта в конусном сепараторе; чистоту оборудования и обслуживаемых площадок; наличие смазки, нагрев подшипников и приводов. Пуск в работу установки производится в следующем порядке. Сжатым воздухом под давлением 0,4—0.5 МПа перемешивают утяжелитель с водой в баках или зумпфах кондиционной суспензии в течение 20—30 мин. Пускают в работу цикл регенерации суспензии: классификатор—уплотнитель; размагничивающие аппараты: магнитные сепараторы; насосы, подающие воду на споласкивание продуктов обогащения. Включают насосы, подающие некондиционную суспензию в магнитные сепараторы. Производительность насоса регулируют задвижкой, чтобы обеспечить постоянный уровень пульпы в сепараторах. Свежую воду подают в количестве, необходимом для восполнения потерь воды с хвостами магнитных сепараторов. Включают в работу дренажные грохоты, суспензионный сепаратор, отключают сжатый воздух, перемешивающий суспензию, и включают насосы, подающие суспензию в сепаратор. Производительность насосов регулируют задвижкой, чтобы количество суспензии в сепараторе было достаточным для выноса легкой фракции и смыва тяжелой фракции из желоба. Пускают грохоты и подают руду в сепаратор. Остановка суспензионной установки производится в обратном порядке [2]. При эксплуатации сепараторов следует уделять основное внимание поддержанию заданных плотности и вязкости суспензии и постоянных расходов кондиционной и некондиционной суспензий. Контроль плотности суспензии осуществляется с помощью приборов непрерывного контроля или взвешиванием пробы суспензии объемом 1 л через каждые 15—20 мин в течение всей смены. Для увеличения плотности в суспензию подают утяжелитель. Для уменьшения плотности добавляют воду в сепаратор или чан кондиционной суспензии. Контроль вязкости суспензии производится автоматическими приборами или вискозиметром через 1—2 ч. Машинист суспензионных сепараторов обязан: знать устройство, принцип действия и способы регулировки обслуживаемых агрегатов; контролировать исправность конструкции аппаратов; й обеспечивать равномерность поступления питания в аппараты; й контролировать температуру нагрева подшипников и электродвигателей; контролировать состояние трубопроводов, подающих суспензию в сепаратор, лопастей, элеваторов, загрузочных и разгрузочных лотков, вести процесс обогащения в тяжелой жидкости в соответствии с картой технологического режима; контролировать качество отмывки утяжелителя от продуктов обогащения; следить за правильным распределением потоков суспензии в сепараторах; контролировать плотность и вязкость поступающей суспензии; добиваться максимального извлечения утяжелителя при регенерации суспензии; строго выдерживать заданную плотность при приготовлении суспензии [3]. Контроль и регулировка процесса обогащения рудПри контроле процесса обогащения необходимо следить за качеством суспензий. Суспензия должна быть устойчивой, заданной плотности и с оптимальной вязкостью. Контроль плотности суспензии при отсутствии приборов непрерывного контроля лучше всего вести весовым методом, путем взвешивания пробы объёмом 1л. Регулировка плотности суспензии в сепараторе производится двумя способами для уменьшения плотности добавляют воду в сепаратор или в чан кондиционной суспензии для увеличения плотности – добавляют дополнительное количество обезвоженного утяжелителя из 1 классификатора уплотнителя. Это осуществляется опусканием спирали и увеличением количества суспензии, направляемой на регенерацию. Контроль плотности суспензии проводится непрерывно в течение всей смены через 15—20 минут. Важным контролируемым параметром суспензии является ее вязкость. Максимально допустимая вязкость суспензии устанавливается в каждом конкретном случае обогащения [4]. В обязанности машиниста входят контроль и поддержание вязкости суспензии в заданных пределах. Контроль вязкости суспензии можно производить переносным вискозиметром или автоматическим прибором. При повышении вязкости выше допустимого предела машинист увеличивает количество суспензии на регенерацию. При этом увеличивается добавка очищенного утяжелителя из классификатора-уплотнителя в сепаратор. Таким образом, уменьшение вязкости тяжелой суспензии происходит путем замены части объема в суспензионном сепараторе очищенным утяжелителем. При обогащении руды различного состава и крупности выход всплывшей фракции в сепараторе меняется. С увеличением выхода всплывшей фракции количество суспензии, подаваемой в сепаратор, может оказаться недостаточным для ее выноса и сепаратор окажется заваленным рудой. Поэтому должен быть осуществлен постоянный контроль за сливным потоком суспензии [1]. При обогащении в тяжелой суспензии должен быть обеспечен также постоянный контроль за качеством отмывки утяжелителя на грохотах от продуктов обогащения, так как оно определяет потерн его на 1 г обогащаемого материала. Техника безопасностиПри обслуживании гравитационных аппаратов (отсадочных машин и суспензионных сепараторов) должны выполняться общие правила техники безопасности. Пускать оборудование в работу может только машинист или оператор, обслуживающий данный агрегат. Перед пуском оборудования в работу необходимо убедиться в его исправности, затем должен быть подан сигнал, предупреждающий о включении оборудования. Если пуск оборудования производится после ремонта, каждый механизм должен быть проверен на холостом ходу, и только после этого можно подавать нагрузку в аппарат. На большинстве обогатительных фабрик применяется дистанционный пуск оборудования оператором или диспетчером. Поэтому от обслуживающего персонала требуется особое внимание к предупредительным сигналам в момент пуска оборудования. При работе с органическими жидкостями и растворами солей, оказывающими вредное действие на организм человека, нужно соблюдать особые меры предосторожности [5]. Возможные неисправности конусных сепараторов и спосооы их устраненияРемонт и ревизия сепараторов проводятся не реже одного раза в 30—45 дней в зависимости от принятой периодичности ремонта на фабрике.
Тщательной ревизии подлежат бандаж, опорные ролики сепаратора, а также зубчатая передача, привод мешалки конуса и аэролифта. При износе опорных роликов и обода по толщине, превышающем 10%, а также при одностороннем износе их или образовании трещины на поверхности катания роликов они подлежат замене. Упорные ролики заменяются при износе обода, превышающем 30% первоначальной толщины, а также при перекосе ролика более 5 мм. После установки новых опорных и упорных роликов проверяется, биение образующей барабана, которое не должно превышать 15—20 мм. Торцовое биение бандажа допускается не выше 5 мм При эксплуатации сепаратора контролю подвергаются состояние смазки вращающихся деталей сепаратора, трубопроводы суспензии, лопасти элеватора, задвижки и лотки для загрузки аэролифта в конусных сепараторах и компрессоры [2]. ЗаключениеОбогащению подвергаются в настоящее время 100 % добываемых руд цветных и редких металлов, более 90 % руд черных металлов, весь коксующийся и большая часть энергетического угля, все горно-химическое сырье и значительная часть сырья для производства строительных материалов. Современные обогатительные фабрики представляют собой мощные высокомеханизированные и автоматизированные промышленные предприятия со сложными технологическими процессами и схемами, насыщенные разнообразными машинами и аппаратами. Производственная мощность отдельных предприятий достигает 70 - 90 млн. т руды в год. Технология обогащения полезных ископаемых располагает целым рядом промышленных методов разделения минералов по их физическим и физико-химическим свойствам. Направленное изменение этих свойств дает возможность искусственно повышать контрастность природных свойств минералов, что значительно расширяег круг полезных ископаемых, вовлекаемых в производство. Знание основ технологии первичной переработки и обогащения полезных ископаемых необходимо для всех специалистов горного профиля. Список использованных источниковАбрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Т. II: Технология обогащения полезных ископаемых. М: Изд-во МГГУ, 2006. -510 с. Белогай П.Д., Тищенко А.Г. Применение конусных сепараторов в практике обогащения руд и доизвлечения ценных минералов из отвальных хвостов обогатительных фабрик // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. – 2010. – Вип. 8(49). – С. 59-65. ВайсбергЛ.А. Просеивающие поверхности грохотов / Л.А.Вайсбсрг. А.Н.Каргавый, A. Н.Коровников; ВСЕГЕИ. СПб, 2005. 251 с. Верхотуров М.В. Гравитационные процессы обогащения: Учебник для вузов. М.: МАКС Пресс, 2006. - 352 с. Кусков В.Б. Гравитационные методы обогащения: Методические указания/ В.Б. Кусков, Я.В. Кускова, В.В. Львов. СПГГУ. 2011. 119 с. Пилов П.И., Вершинина Н.М., Краснопер В.П. Взаимосвязь показателей обогащения титаноциркониевых песков с содержанием тяжелых минералов // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. – 2009.– Вип. 38(79). – С. 3-9. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||