Список Головин К. А. Обоснование параметров и создание оборудо вания для гидроструйной цементации неустойчивых пород в гор ном производстве. Дис докт техн наук. Тула, 2007 г
 Скачать 420.86 Kb.
|
47 Библиографический список 1. Головин К.А. Обоснование параметров и создание оборудо- вания для гидроструйной цементации неустойчивых пород в гор- ном производстве . -Дис. докт. техн. наук.- Тула, 2007 г., 250 с. 2. Головин, К.А Разработка оборудования для укрепления дорожного полотна методом гидроструйной цементации / К.А. Головин. – Тула: Известия Тульского государственного университета. Науки о земле, 2015. 3. http://www. jet-grouting.ru/ 4. Белякова Е.В., Головин К.А., Ковалев Р.А., Копылов А.Б. Гидроструйная цементация в дорожном строительстве. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. № 4. С. 120-126 5. Ковалев Р.А., Головин К.А., Копылов А.Б., Аккурат- нов Е.А. Способ укрепления слабых грунтов основания дорож- ного полотна. Патент на изобр. RUS 2627347 15.06.2016 6. Golovin K., Kovalev R., Kopylov A. The issues of cryojet technology application for rock cutting. В сборнике: E3S Web of Conferences Electronic edition. 2018. 7. https://sovet-ingenera.com/kanaliz/truby/prokladka-trub- metodom-prokola.html 8. http://www.mining-enc.ru/b/burovye-dolota 9. http://www.tehnoprok.com/production/oborudovanie- gnb/rasshiriteli-gnb 10. https://maxi-exkavator.ru/articles/encyclopedia/id=218 11. https://files.stroyinf.ru/Data1/11/11823/ УДК 661.832.321.2 ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ УЗЛА СИЛЬВИНОВОЙ ФЛОТАЦИИ ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ ОАО «БЕЛАРУСЬКАЛИЙ» Волошина Р.И. Филиал БНТУ «Солигорский государственный горно-химический колледж» В статье рассматриваются современные флотационные маши- ны, требования к ним, обоснование реконструкции схемы флота- ции в условиях обогатительной фабрики ОАО «Беларуськалий» 48 Аппаратурное оформление схемы флотации во многом опре- деляется конструкцией применяемых для процесса флотацион- ных машин. Объектом исследования данной работы является узел сильвиновой флотации с применением флотомашин совре- менных конструкций в условиях обогатительной фабрики ОАО «Беларуськалий». Цель данной работы – исследовать возможности узла флота- ции для повышения технико-экономических показателей работы фабрики. Для реализации цели поставлены следующие задачи: дать сравнительную характеристику современным флотацион- ным машинам, рассмотреть требования к ним; исследовать воз- можности схемы сильвиновой флотации, определить пути повы- шения качества концентрата и снижение потерь хлористого ка- лия; проанализировать полученные результаты и сделать выводы. Практика промышленного применения флотационных ма- шин для обогащения различных полезных ископаемых, иссле- дование процессов, происходящих во флотационных машинах при пенной флотации и изучение гидроаэродинамики машин позволяют сформулировать следующие требования к современ- ным конструкциям флотационных машин: равномерная аэрация пульпы при высокой степени диспергирования воздуха и опти- мальном соотношении тонкодисперсных и более крупных (не- сущих) пузырьков; нахождение во взвешенном состоянии и в условиях тесного контакта с пузырьками воздуха твердых ча- стиц в пульпе, энергичное перемешивание в нижней зоне каме- ры и спокойное состояние в верхней зоне; оптимальное соот- ношение между количеством флотационной пены и скоростью ее удаления; непрерывность флотации; возможность регулиров- ки высоты уровня пульпы и пены, величины внутрикамерной циркуляции и аэрации пульпы. Кроме этих требований, к фло- тационной машине предъявляются общетехнические требова- ния. Работу флотационных машин характеризуют технологиче- ские и технико-экономические показатели: извлечение и содер- жание полезных компонентов в концентратах и хвостах, про- должительность флотации, производительность, удобство ре- монта, занимаемая площадь и т.д.. Высокоглинистые сильвинитовые руды Старобинского ме- сторождения перерабатываются флотационным методом после 5-ти стадийного гидромеханического и флотационного обес- шламливания. Рассмотрим конструкцию флотационных машин, 49 применяемых для флотации крупного зерна −1,25(1,0) + 0,18 мм: ФМ-6,3 КСМ, ФМ-6,3 КСА и ЭФМ-41. Флотационная машина ФМ-6,3 КСМ представляет собой ванну, разделенную перегородками на ряд прямоугольных ка- мер. Основные сборочные узлы флотомашины: карман загру- зочный; камеры; блок импеллера. Между камерами перегород- ки. Днище камеры футеровано плитками каменного литья. В днище имеется отверстие для выпуска пульпы. В каждой камере на уровне центра всасывающей или циркуляционной трубы установлены решетки «кипящего слоя» - металлосварные кон- струкции, выполненные из уголков. Площадь живого сечения решетки – 15-20%. Решетка составлена из четырех карт. Блок импеллера устанавливается на корпусе камеры и состоит из вращающейся и неподвижной частей. Неподвижная часть со- стоит из корпуса шпинделя, внутри которого установлены два стакана – верхний и нижний для подшипников качения. Корпус шпинделя соединяется с трубой статора, к которой болтами крепится гуммированный статор. Для регулирования зазора между нижней плоскостью статора и импеллером предусмотре- ны прокладки. В нижней части трубы статора имеются четыре отверстия для циркуляции пульпы. В промежуточных камерах машины в отверстие вставляется труба, соединяющая блок им- пеллера с циркуляционным карманом. На статоре также имеют- ся циркуляционные отверстия. Вращающаяся часть блока им- пеллера состоит из вала, на верхнем конце которого закреплен шкив, а на нижнем – гуммированный импеллер. Вращение им- пеллеру передается через клиноременную передачу от индиви- дуального двигателя. Пружинные амортизаторы гасят толчки, возникающие при работе импеллера. К недостаткам применяемых машин ФМ-6,3 КСМ относят: отсутствие достаточной и регулируемой аэрации; большой рас- ход электроэнергии; отсутствие надежного регулирования съема пены; несовершенство успокоительных устройств. Однако, не- смотря на это, флотационные машины с кипящим слоем нашли широкое применение на калийных фабриках, что объясняется более высокой удельной производительностью, способностью флотировать более крупные частицы и увеличенным сроком службы импеллеров. Используемый способ минерализации пу- зырьков воздуха в кипящем слое приводит к повышению техно- логических и эксплуатационных показателей. 50 Рис. 1 – Камера флотационной машина ФМ-6,3 КСМ: 1 – корпус секции; 2 – блок импеллера КСМ; 3 – дренажный клапан; 4 – рециркуляционный канал; 5 – пеногон; 6 – решетка «кипящего слоя; 7 – щель для циркуляции пульпы; 8 – циркуляционная труба; 9 – футеровка Флотационная машина ФМ-6,3 КСА применяется для прове- дения основной и контрольной флотации крупной фракции сильвина. Камера флотационной машины состоит из корпуса 1 с пенным порогом 2, аэрационного блока 3, размещенного в кор- пусе 1 между его продольной осью, и противоположной пенно- му порогу стенкой корпуса 1. Аэрационный блок включает цилиндроконическую трубу с вырезанными щелями с установленными на конце снаружи ло- пастями 7 и воздушным импеллером 8, приводимым во враще- ние электродвигателем 9. Снаружи лопастей 7 коаксиально ему установлено направляющее приспособление, выполненное из коаксиальных цилиндров 10 и 11, образующих цилиндрический карман 12, в котором установлены направляющие пластины 13 и лопасти 7 выполнены наклонными с образующим цилиндром 10 и 11 в противоположные стороны. При включении привода 9 электродвигателя создается снис- ходящий осевой поток пульпы и перепад давлений в зонах всасывания и нагнетания аэрационного блока 3, из-за чего уро- вень пульпы в циркуляционной трубе 4 становится ниже уровня пенного порога 2 в корпусе. Поток растекается вдоль дна корпу- 51 са 1, перемешивая проходящий через камеру поток исходной пульпы, и разделяется на две составляющие. Рис. 2 – Камера флотационной машина ФМ-6,3 КСА Поток через циркуляционный клапан 12 возвращается в зону всаса лопастного импеллера 7. Поток вертикально двигается вверх и через щели 5 в виде разгонных струй направляется тан- генциально на слой жидкой фазы в зоне всаса импеллера 7. Аэрация осуществляется частично за счет струй истекающих через верхние щели 5. На своем пути они разгоняются под дей- ствием сил тяжести и ударяются о слой жидкости на всасе ло- пастного импеллера. Во время удара возникает бурление верх- них слоев пульпы и захват воздуха из атмосферы. Основная часть воздуха засасывается через образующийся в циркуляци- онной трубе 4 воронку вращения. Захваченный воздух двигается потоком, поступающим на импеллер 1, диспергируется и посту- пает на вакуумный импеллер через полый вал 6 с потоком пульпы в приточную зону корпуса. Флотомашины данной конструкции отличаются от ФМ-КСМ лучшими аэродинамическими параметрами, что повышает се- лективность процесса и даёт возможность получить черновой концентрат более высокого качества (на 2-3 %) и, следователь- 52 но, снижает потери хлорида калия с хвостами; снижается расход флотационных реагентов. Флотационная машина типа ЭФМ относится к классу пнев- матических флотационных машин и сконструирована на основе технологии пневматической флотации IMHOFLOT. Фирма - Maelgwyn Mineral Services. Камера флотомашины представляет собой сварную кон- струкцию, во внутренней цилиндрической ёмкости которой осуществляется процесс флотации, а во внешней ёмкости, в форме усечённого цилиндра, осуществляется сборка пенного продукта. К нижней части корпуса крепится днище 2, а к верх- ней части, через опоры 5 и раму 4, крепится конус регулирую- щий 12 и аэратор 6. Днище представляет собой коническую конструкцию, к нижней части которой крепится выпуск 3. Внутри днища распо- ложен конус распределительный 11 и распределитель 10 аэри- рованной суспензии. В колонне 6 крепится аэратор 7, предна- значенный для аэрирования исходной суспензии, гидроцилин- дров привода регулирующего конуса и штоков 15 для фиксации его в верхнем положении. Колонна предназначена для транс- портировки аэрированной пульпы от аэратора через трубопро- вод 9 в распределитель 10, который предназначен для равно- мерного распределения аэрированной суспензии между эжекто- рами. Конус регулирующий 12 предназначен для задания опти- мальной площади области образования пены. Он установлен внутри камеры и при помощи гидроцилиндров может переме- щаться вдоль трубопровода 9 в вертикальном направлении. Эжекторы 14 предназначены для равномерного распределения пульповоздушной смеси по всему объему камеры флотации, а также для дополнительного подсоса несфлотированного мине- рального материала с нижней части флотационной камеры. Флотомашина устанавливается в технологическую линию, которая должна включать в себя следующие системы: систему подачи исходного материала для обеспечения равномерной по- дачи материала во флотомашину; систему поддержания задан- ного разрежения в аэраторе; узел разгрузки камерного продукта для обеспечения регулирования высоты пенного слоя; систему подачи воды в эжектор и камеру, которая обеспечивает перио- дическую промывку эжектора и камеры; гидропривод переме- щения регулирующего конуса, обеспечивающего перемещение конуса в вертикальном направлении и подъем его в крайнее 53 верхнее положение при обслуживании эжекторов внутри каме- ры; систему управления для обеспечения регулирования работы флотомашины посредством контрольно-измерительной аппара- туры, исполнительных механизмов и устройств. Питание во флотомашину поступает через бак–деаэратор. Рис. 3 – Флотационная машина ЭФМ-41 К основным достоинствам флотомашины данного типа отно- сятся: высокая удельная производительность; достаточная уни- версальность при решении задач обогащения материалов раз- личной флотационной крупности; относительно незначительные занимаемые производственные площади; использование эжекторных аэраторов, обеспечивающих оптимальное дисперги- 54 рование самозасасываемого воздуха; возможность регулирования степени аэрации; минимальная турбулизация потоков в камере. Рис. 5 – Схема узла флотации до реконструкции Рис. 6 – Схема узла флотации после реконструкции 55 Таблица – Сравнительные технологические показатели Показатели До рекон- струк- ции После рекон- струкции Содержание КCL в черновом кон- центрате, % 72,54 78,43 Потери КCL с хвостами ,% 4,36 3,49 Снижение потерь КCL с хвостами, % 0,87 Содержание КCL в концентрате по- сле флотации, % 89,5 91,5 Повышение качества флотационного передела, % 2,0 Расход выщелачивающего раствора т/100т 6,99 6,04 Снижение расхода для выщелачива- ния,т 0,95 Потери КCL в узле выщелачивания, % 3,7 3,23 Снижение потерь хлористого калия в узле выщелачивания,% 0,47 Количество камер для перечистки концентрата на секцию 8 1 Суммарная мощность, флотомашин, кВт 240 200 (для насоса) Годовая потребляемая мощность, млн. кВт 1,836 1,53 Годовая потребляемая мощность, млн. кВт 14,69 12,24 Общая экономия электроэнергии, млн. кВт 2,448 За счёт снижения потерь хлористого калия в узле выщелачивания за год можно выпустить концентрата, тонн 14842,1 56 Применение флотомашины данной конструкции при пере- чистке чернового концентрата даёт возможность получить кон- центрат с массовой долей KCL до 91,5 %. Технические и технологические параметры работы флото- машин позволили провести реконструкцию аппаратурного оформления узла флотации: 1. Основная и контрольная флотации проводятся с примене- нием восьмикамерной флотомашины ФМ-6,3 КСА; 2. Анализ технических и технологических показателей рабо- ты флотомашин в условиях обогатительной фабрики позволил провести реконструкцию узла флотации: замена флотомашин, применяемых для основной и контрольной флотации типа ФМ- 6,3 КСМ на флотомашины ФМ-6,3 КСА (флотомашины меха- нического типа каскадной струйной аэрации с объёмом камеры 6,3 м 3 ), что позволило повысить селективность процесса флота- ции и, как следствие, повысить качество чернового концентрата с 72,54 до 78.43); уменьшились потери КCL с твёрдой фазой хвостов (до реконструкции извлечение КCL 4,36 % и после ре- конструкции 3,49); применение пневмоэжекторных флотома- шин ЭФМ-41 для перечистки позволило провести одну пере- чистку вместо трёх при применении флотомашин ФМ-6,3 КСМ; повысилось качество концентрата флотации с 89,5 до 91,5; сни- зился расход выщелачивающего раствора, применяемого для повышения качества концентрата с 6,99 тонн/тонну руды до 6,04 тонн/тонну руды и, следовательно, уменьшились потери КCL в узле выщелачивания до реконструкции 3,7 и после ре- конструкции 3,23 %; снизился расход электроэнергии. Библиографический список 1. Абрамов, А.А. Флотационные методы обогащения. Учеб- ник для вузов. – М.: Московский государственный горный уни- верситет, Горная книга, Мир горной книги. – 2008. – 710 с. 2. Мещеряков, Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные ап- параты и машины. – М.: Недра, 1990. 3. Промышленный технологический регламент № 1-11 про- изводства флотационного калия хлористого мелкого и гранули- рованного на СОФ Первого рудоуправления ОАО «Беларуськалий». |