Спосіб збагачення залізовмісної сировини

Корисна модель відноситься до гірничої промисловості і може бути використана для збагачення сировини, представленої техногенними покладами заскладованих шламів металургійних підприємств. Відомий спосіб збагачення залізовмісної сировини, що включає визначення її фізичних і хімічних властивостей, гранулометричного складу по площі розміщення і потужності шару в контурах покладу, розпушування, їхній розмив, утворення пульпи, витяг з неї сторонніх і негабаритних елементів і наступну дешламацію. Продукт, отриманий у результаті дешламації, збагачують у гідроциклоні і одночасно з цим в отриманий продукт додають здрібнену руду у вигляді пульпи. У наступних технологічних циклах збагачена сировина піддається доздрібненню і після промивання подається на магнітну сепарацію для витягу корисного магніто-сприйнятливого залізовмісного компоненту. Хвости магнітної сепарації направляють до хвостосховища [Патент України на винахід №48914]. Недоліком відомого способу є те, що він може бути ефективно застосований тільки для збагачення хвостів збагачувального процесу залізорудної сировини. Вилучення корисного компоненту, представленого залізовмісними частками, ґрунтується на виконанні магнітної сепарації, в результаті якої відбуваються значні втрати слабкомагнітного продукту, що теж являє собою сировину для металургійних підприємств. Виконання магнітної сепарації сировини з низьким вмістом корисного компоненту вимагає громіздких багатостадійних технологічних схем, які збільшують собівартість готового продукту. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб збагачення залізовмісної сировини, що включає її розпушування, грохотіння, утворення з неї пульпи, збагачення з утворенням наприкінці технологічного циклу товарного залізорудного концентрату і хвостів збагачення [Патент України на винахід №43753 А]. Як і у вищеописаному аналогічному способі, відоме технічне рішення ефективно може бути використане тільки для збагачення залізовмісних хвостів збагачення, утворених у результаті роботи збагачувальних підприємств. Спосіб також ґрунтується на виконанні магнітної сепарації і вилучення магнітосприйнятливого продукту. У відомому способі при виконанні магнітної сепарації, що виконується безпосередньо після промивання хвостів, практично цілком губляться частки, які містять корисний компонент зі слабкою магнітною сприйнятливістю, в результаті чого продуктивність устаткування не забезпечує високих техніко-економічних показників збагачення сировини техногенних покладів. Задачею корисної моделі є вдосконалення способу збагачення залізовмісної сировини за рахунок виконання послідовних циклів гравітаційного збагачення і виділення часток, які містять корисний компонент, виходячи з різниці його густини стосовно густини нерудних часток і часток засмічуючи речовин. Виходячи зі специфіки збагачуваної сировини, гравітаційне збагачення передбачає використання відцентрових сил для відділення часток з корисним компонентом від маси, що засмічує, не тільки за рахунок різниці густини, але і за рахунок взаємодії незв'язаних часток вихідної сировини в турбулентних потоках. Наступні цикли гравітаційного збагачення за допомогою конусних чи гвинтового сепараторів дозволяє ефективно відокремити частки високої густини з корисним компонентом від порожньої породи. Використання способу дозволяє ефективно відпрацьовувати техногенні поклади, які представлені залізовмісними шламами, утвореними в результаті діяльності підприємств металургійного комплексу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб збагачення залізовмісної сировини, що включає її розпушування, грохотіння, утворення з неї пульпи, збагачення з утворенням наприкінці технологічного циклу товарного залізорудного концентрату і хвостів збагачення. Відповідно до корисної моделі, в якості залізовмісної сировини використовують шлами металургійних підприємств, які у вигляді пульпи направляють на першу стадію гравітаційного збагачення в гідроциклоні, в результаті якого формують два потоки, один з яких містить залізовмісний продукт, що направляють на другу стадію гравітаційного збагачення в конусному чи гвинтовому сепараторі, а другий - злив гідроциклону направляють у відвал, при цьому залізовмісний продукт другої стадії гравітаційного збагачення направляють на третю стадію гравітаційного збагачення в конусному чи гвинтовому сепараторі, в результаті якого одержують залізорудний концентрат і хвости збагачення, які, відповідно, направляють на склад та відвал. Корисна модель ілюструється технологічною схемою способу збагачення залізовмісної сировини. Спосіб збагачення залізовмісної сировини включає наступні основні технологічні цикли: дослідження у шламонакопичувачів 1 вихідної сировини шляхом визначення її фізичних і хімічних властивостей, мінерального і гранулометричного складу, витягання і грохотіння 2 шламів з наступним утворенням пульпи, подачу пульпи на першу стадію гравітаційного збагачення 3 в гідроциклоні, одержання в процесі дешламації в гідроциклоні двох потоків: один із яких - незбагачуваний продукт - хвости - направляється у відвал 4, а другий потік - залізовмісні піски дешламації - направляють на другу стадію гравітаційного збагачення 5 в конусному чи гвинтовому сепараторі. В результаті другої стадії гравітаційного збагачення 5 формуються на виході два потоки, один із яких залізовмісні піски - направляють на третю стадію гравітаційного збагачення 6, а хвости другої стадії гравітаційного, збагачення - у відвал 4 для складування. Третя стадія гравітаційного збагачення 6 здійснюється також за допомогою гвинтового чи конусного сепаратора. Результатом третьої стадії гравітаційного збагачення 6 є одержання товарного залізорудного концентрату 7 і хвостів збагачення. Концентрат відправляють на склад 8, а хвости збагачення направляють у відвал 4. Корисна модель реалізується в такий спосіб. Відповідно до заявленого способу, вихідною сировиною служать залізовмісні шлами підприємств металургійного комплексу. Особливістю шламів підприємств металургійного комплексу є те, що вони являють собою незв'язану суміш часток багатого за вмістом заліза рудного дріб'язку, часток заліза у вільному і окисленому стані, мінеральних часток порожньої породи, а також вуглецевих з'єднань - вугільного пилу, нафтопродуктів, продуктів згоряння палива, що утворені при агломераційних і металургійних процесах. Виконаний аналіз показав, що частки сировини, що містять і не містять корисний компонент, істотно відрізняються за густиною. Виходячи з цього, найбільш ефективним технологічним процесом збагачення є застосування гравітаційних методів, які дозволяють, у залежності від густинних параметрів вихідної сировини, здійснити її збагачення до одержання концентрату із заданим вмістом корисного компоненту. Видобуток шламів з шламонакопичувачів 1 здійснюють земснарядами або ковшовими завантажувальними засобами з попереднім розмивом чи без нього. Шлами являють собою масу незв'язаних між собою мінеральних часток, тому для вилучення сторонніх предметів достатнім є виконання грохотіння 2 на дрібноотворних ситах. У процесі грохотіння 2 одержують підрешітний продукт, який являє собою сировину, що підлягає збагаченню. Надрешітний продукт складується у відвалі 4. Частки шламу внаслідок фізико-хімічних процесів, що відбуваються при металургійних процесах і при складуванні металургійних відходів у шламосховищі, за рахунок слабких міжмолекулярних зв'язків неміцно з'єднані між собою і з частками забруднюючих порожніх порід. Виходячи з цього, існує первинна задача розділення часток шламу для відмивання рудних часток від часток порожньої породи та інших включень, що мають малу густину. Для вирішення цієї задачі найбільш ефективним є застосування гідроциклонів на першій стадії гравітаційного збагачення 3. Застосування гідро циклонів 3 дозволяє за рахунок комплексного впливу відцентрового прискорення і турбулентних потоків відокремити від рудних часток дрібні частки порожньої породи малої густини, частки вуглецевих з'єднань і нафтопродуктів. Злив гідро циклонів 3 направляють у відвал 4 для складування, а зернистий продукт направляють на другу стадію гравітаційного збагачення 5. Друга стадія гравітаційного збагачення 5 є основним технологічним циклом відділення за густиною часток з корисним компонентом від засмічуючи часток. При другій стадії гравітаційного збагачення 5 одержують проміжний продукт. Друга стадія гравітаційного збагачення 5 є основним технологічним циклом, у якому передбачається максимальний поділ на потік, що містить корисний компонент, і потік порожньої породи. В залежності від заданої продуктивності технологічного устаткування і необхідної якості проміжного продукту, при визначенні параметрів гравітаційного збагачення встановлюють оптимальне надходження пульпи до збагачувального апарату з урахуванням швидкості осадження часток високої густини і виносу часток низької густини до зливів. Швидкість потоку пульпи визначають, виходячи зі швидкості витання часток порожньої породи і залізовмісних часток. Виконані дослідження показали, що найбільш доцільним способом збагачення сировини, представленої шламами металургійного виробництва, є застосування гравітаційних збагачувальних апаратів - конусних або гвинтових сепараторів. Цей тип сепараторів за рахунок можливості оперативного регулювання швидкості вихідного потоку пульпи і її концентрації, умов осадження часток зі значною густиною і видалення часток з малою густиною, дозволяють практично повністю відділити засмічуючи частки і одержати проміжний продукт з високою концентрацією корисного компоненту. Вибір того чи іншого типу сепаратора визначається типом вихідної сировини, густиною пульпи і складових її компонентів, параметрами потоку, що дозволяють здійснити поділ на проміжний продукт і засмічуючу породу. Засмічуючи породу, одержану на другій стадії гравітаційного збагачення, направляють у відвал 4 для складування, а проміжний продукт - на третю стадію гравітаційного збагачення 6. Третя стадія гравітаційного збагачення є доводочною, завершує технологічний процес одержання товарного концентрату 7. Ця стадія збагачення також здійснюється з застосуванням гвинтових або конусних сепараторів. У процесі третьої стадії 6 практично цілком вилучаються домішки малої густини і - відокремлюється потік концентрату, що направляють на зневоднення і складування 8. Хвости третьої стадії гравітаційної сепарації 6 направляють у відвал 4. Дослідно-промислові випробування способу показали, що його реалізація дозволяє ефективно розробляти техногенні поклади, утворені в результаті діяльності металургійних комбінатів. Використання в технологічному процесі збагачення трьох стадій гравітаційної сепарації, особливістю якого є первісне збагачення сировини в турбулентних потоках гідроциклону з наступним основним і доводочним збагаченням у спрямованих потоках гвинтового або конусного сепаратора, за допомогою яких забезпечується одержання високоякісного товарного концентрату для агломераційної", металургійної промисловості.