Пособие по комплексной переработке. Руд цветных металлов
 Скачать 1.9 Mb.
|
Обезвоживание.Обезвоживание это процесс отделения влаги от минералов и продуктов их обогащения. Необходимость процесса вызвана тем, что после обогащения в водной среде в продуктах остаётся часть влаги, являющаяся балластом. Для дальнейшего передела продуктов влагу следует удалить, доведя до нормативных показателей. В углеобогащении влажность концентрата должна быть в пределах 8 – 10 %. Общие сведения о влаге.По характеру связи с минералом различают следующие виды влаги. Внутренняя – химически связанная с минералом; Гигроскопическая, образующая на поверхности мономолекулярную плёнку, которая удерживается адсорбционными силами; Капиллярная, заполняющая поры в частицах. Удерживается в порах силами капиллярного давления; Свободная влага, содержащаяся в промежутках между частицами. Из перечисленных видов влаги только свободная удаляется механическим способом. Остальные виды влаги удаляются с помощью термической сушки [1]. Методы обезвоживания.На обогатительных фабриках применяют следующие методы обезвоживания. Дренирование (естественная фильтрация) – стекание свободной влаги через слой материала под собственным весом; Центрифугирование – обезвоживание в центробежном поле; Фильтрование через пористую перегородку под действием вакуума; Сгущение - гравитационное осаждение шлама под действием силы тяжести частиц; Термическая сушка; Естественная сушка на складах (площадках). Дренирование.Дренированию подвергаются материалы гравитационной крупности. Как правило, это продукты гравитационного обогащения: концентрат, промпродукт, порода. Дренирование осуществляется: В бункерах; На обезвоживающих грохотах; В обезвоживающих элеваторах В бункерах эффективно обезвоживается крупный концентрат (13 – 100 мм). Влажность после обезвоживания составляет 4-5 %. Время обезвоживания – 6 – 8 часов. Время обезвоживания мелкого концентрата (0.5 – 13 мм) – 16 –24 часа. В настоящее время обезвоживание в бункерах применяется крайне редко. На грохотах обезвоживаются продукты обогащения. Время обезвоживания на грохотах значительно меньше по сравнению с бункерами. Это объясняется постоянным разрыхлением материала, лежащего на сите грохота. При этом расширяются промежутки между частицами, что способствует эффективному отделению влаги. Для обезвоживания применяются грохоты с направленным колебанием рабочей поверхности типа ГИСЛ. Влажность крупного концентрата после обезвоживания на грохотах составляет 4 –5 %, мелкого – 15 – 17 %. В элеваторах обезвоживаются тяжёлые продукты отсадочных машин (порода, промпродукт). Рабочим органом обезвоживающего элеватора является бесконечная цепь с перфорированными ковшами. Цепь устанавливается в наклонном кожухе, который соединяется с пирамидальной частью отсадочной машины и составляет с ней систему сообщающихся сосудов (рис. 52). Длина надводной части элеватора, где происходит непосредственно обезвоживание, определяется исходя из времени обезвоживания продукта в элеваторе (t = 25 с.) и скорости движения цепи (V = 0.25 м/с.). Исходя из этого, для обезвоживания требуется длина надводной части, равная S= Vt = 0.25 0.5 = 6.25 м. Угол наклона элеватора 60 – 75о. В промышленных элеваторах ширина ковша колеблется в пределах 400 – 1000 мм, ёмкость - от 20 до 125 литров.  1- пирамидальная часть отсадочной машины; 2 – кожух элеватора; 3 – цепь с перфорированными ковшами; 4 – перфорированный ковш; 5 – звено цепи; Н – высота надводной части элеватора. Рисунок 52 – Обезвоживающий элеватор. Центрифугирование. Центрифугирование это операция обезвоживания в центробежном поле. Этот процесс используется как вторичная стадия обезвоживания мелкого концентрата после обезвоживающих грохотов с целью снижения влажности до 6 – 8 %. Идея центрифугирования состоит в следующем. Внутрь вращающегося перфорированного ротора подаётся влажный материал (W = 15 –17 %). Под действием центробежных сил влажный уголь прижимается к стенкам ротора. Влага уходит через перфорацию. Обезвоженный осадок, в зависимости от конструкции центрифуги, под действием собственного веса, либо с помощью шнека, либо под действием вибраций разгружается в приёмный бункер. Отфильтрованная влага вместе с тонкими частицами угля (фугат) направляется на переработку шламовых вод [2]. Все центрифуги по назначению делятся на две группы: Фильтрующие, предназначенные для обезвоживания материалов крупностью 0.5 – 13 мм; Осадительные, предназначенные для обезвоживания шламов крупностью 0 – 3 мм. Фильтрующие центрифуги, в зависимости от способа разгрузки осадка, подразделяются на следующие типы: с центробежной разгрузкой осадка; с вибрационной разгрузкой осадка; со шнековой разгрузкой осадка Центрифуга с центробежной разгрузкой осадка приведена на рисунке 53.  Рисунок 53 – Фильтрующая центрифуга с центробежной разгрузкой осадка. Осадительные центрифуги. О 1 2 садительные центрифуги применяются для обезвоживания шламов. Обезвоживание осуществляется в сплошном роторе, установленном горизонтально (рис. 54).  Рисунок 54 – Осадительная центрифуга: 1 – скорость вращения шнекового ротора; 2 - скорость вращения сплошного ротора. Конечная влажность зернистого шлама (0.5 –3 мм) после обезвоживания составляет 16–25 %, мелкого шлама (0 – 0.5 мм) – 25 –33 %. Исходная пульпа через окна шнекового ротора попадает на внутреннюю поверхность вращающегося сплошного ротора. Под действием центробежных сил происходит разделение пульпы на твёрдую и жидкую фазы. Твёрдая фаза (осадок) шнеком разгружается через окно 3. Фугат удаляется через окно 4. Для эффективной разгрузки осадка скорость вращения шнека 1 на 5 –10 % ниже скорости вращения сплошного ротора 2. Фактор разделения. Фактор разделения Фр – это безразмерный показатель, характеризующий центрифугу как разделительный аппарат. Он определяется из соотношения:  (20)где С и G центробежная сила и сила тяжести, действующие на частицу.  ; (21)так как  , (22)то  ; (23) (24)Фильтрование через пористую перегородку. Этот процесс применяется для обезвоживания флотационного концентрата и обеспечивает его влажность 22 – 24 %. Процесс реализуется в вакуум – фильтрах (рис 55). Вакуум – фильтр состоит из ванны специального профиля. В верхней части, вдоль всей ванны устанавливается вал. На валу имеется 12 – 16 продольных каналов. На вал устанавливается 8 – 14 дисков, состоящих из 12 – 16 секторов. Каждый сектор связан с соответствующим каналом вала. По торцам вала устанавливаются головки, связанные с вакуумной линией и линией сжатого воздуха.  Рисунок 55 – Вакуум – фильтр (вид сверху). В процессе работы ванна фильтра заполняется пульпой (флотоконцентратом). Вал с дисками медленно вращается (0,5 – 2 об/мин). При погружении дисков в пульпу на сектора, покрытые фильтровальной тканью, воздействует вакуум. Происходит прилипание материала к секторам дисков и фильтрация влаги. При выходе секторов из пульпы вакуумная система продолжает работать. Происходит просушка материала. При подходе сектора с обезвоженным материалом к разгрузке включается клапан мгновенной отдувки и обезвоженный материал сжатым воздухом отдувается от сеток секторов. В процессе работы диски вакуум – фильтров проходят три зоны (рис. 56):  I – зона фильтрации; II – зона просушки; III – зона отдувки (поперечный разрез). Рисунок 56 – Рабочие зоны вакуум – фильтра. 1 зону фильтрации, в которой идёт интенсивное удаление влаги; 2 зону просушки, в которой удаляются остатки влаги; зону отдувки, в которой удаляется обезвоженный материал (кек) с помощью сжатого воздуха; В связи с тем, что поверхность фильтруемого материала (класс 0 – 0.5 мм) очень большая механическим способом не удаётся получить влажность материала ниже 22 %. Для интенсификации процесса обезвоживания, который обусловлен наличием пор между частицами и текучестью жидкости, применяют следующие мероприятия. Добавляют крупнозернистый шлам в питание вакуум – фильтра; Подогревают пульпу паром; Добавляют в пульпу флокулянт, обеспечивающий образование флокул (укрупнение частиц) Термическая сушка. Термическая сушка является второй стадией обезвоживания флотоконцентрата после вакуум – фильтров с целью снижения влажности до 6 – 8 % .Для термической сушки могут быть использованы различные агрегаты. Барабанные сушилки; Трубы – сушилки; Сушка в кипящем слое Барабанная сушилка. Барабанные сушилки предназначены для сушки флотоконцентрата, крупнозернистого шлама (0.5 – 3 мм), частично мелкого концентрата отсадки (0.5 –13 мм). Схема установки барабанной сушилки приведена на рисунке 57.  1 – бункер топлива; 2 – питатель;3 – топка; 4 – подвижная колосниковая решетка; 5 – бункер влажного продукта; 6 - питатель; 7 – сушильный барабан; 8 – зубчатый венец привода барабана; 9 – опорные катки барабана; 10 – батарейный циклон; 11 – дымосос; 12 – скруббер. Рисунок 57 – Схема барабанной сушилки. Принцип действия. Сушка влажного материала осуществляется при его контакте с горячим газом, который образуется в топке. С помощью дымососа горячий газ (700-800 оС) просасывается через сушильный барабан, где контактируется с влажным материалом. Происходит испарение влаги. Сушёный материал удаляется через разгрузочную камеру. Отработанный газ вместе с частицами пыли попадает в систему пылеулавливания – батарейные циклоны и выбрасывается в атмосферу, пройдя мокрую очистку в скруббере. Показатель напряжение сушилки по испаренной влаге характеризует удельную производительность сушильного барабана (37 – 115 кг/м3 ч). Для лучшего контакта горячего газа с влажным материалом на внутренней поверхности барабана устанавливаются лопасти, разрыхляющие материал. Промышленные модели сушильных барабанов: СБ 2.8 – 14 – ЛС; СБ 3.5– 18 – ЛС; СБ 3.5 – 22 – ЛС; СБ 3.5 – 27 – ЛС. Контрольные вопросы. 1. Объясните назначение процессов обогащения. 2.Назовите виды полезных ископаемых, которые необходимо обогащать. 3. Назовите виды операций обогащения и их назначение. 4. Укажите свойства минералов, на различии в которых основано их разделение. 5.Назначение подготовительных процессов. Их виды. 6. Особенность щековых дробилок. Принцип работы. 7. Конусные дробилки. Их типы, особенности. 8. Валковые дробилки. Область применения. 9. Схемы дробления. Их разновидности. 10.Что обозначает понятие «раскрыть минерал». 11. Шаровые мельницы. Конструктивные особенности. 12.Что обозначает понятие «слив мельницы» , «пески». 13.Стержневые мельницы. Отличие от шаровых. 14.Мельницы самоизмельчения. Конструктивные особенности. 15. Назначение операции грохочения. 16. Подготовительное грохочение. 17. Самостоятельное грохочение. 18. Сущность процесса флотации, область применения. 19. Критерий смачиваемости. 20. Назначение флотационных реагентов. Приложение Характеристика основных промышленных минералов руд цветных металлов
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Уткин Н.И. Производство цветных металлов. – М.: Интермет Инжиринг, 2002. – 442 с.: ил. 2. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. – М.: Металлургия, 1988. – 320 с. 3. Абрамов А.А., Леонов С.Б. Обогащение руд цветных металлов. – М.: Недра, 1991. – 407 с.: ил. 4. Бедрань Н.Г., Скоробогатова Л.М. Переработка и качество полезных ископаемых. – М.: Недра, 1986.-266с. 5. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых. – М.: Недра, 1986.- 296 с. 6. Снурников А.П. Комплексное использование минеральных ресурсов в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1986. – 384 с. 7. Абрамов, А.А. Обогащение руд цветных и редких металлов в странах Азии, Африки и Латинской Америки / А. А. Абрамов, С. И. Горловский, В. В. Рыбаков. – М.: Недра, 1991. 8. Полькин, С. И. Обогащение руд цветных металлов / С. И. Полькин, Э. В. Адамов. – М.: Недра, 1983. 9. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики / под ред. О. С. Богданова. – М.: Недра, 1984. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||