Спосіб сухого збагачення мінеральної сировини за технологією “omelo”

Реферат: Спосіб сухого збагачення мінеральної сировини включає видобування руди, дроблення, подрібнення, класифікацію, гравітаційну сепарацію та магнітну сепарацію. Гравітаційну сепарацію підготовленого продукту проводять в пневмоструменевому сепараторі під дією аеродинамічно монотонного зростаючого потоку, каскадом пласких струменів повітря з утворенням трьох фракцій. Знепилений концентрат збирають. Знепилений промпродукт направляють на вхід магнітного сепаратора. Пилоподібні хвости уловлюють за допомогою аспіраційних апаратів. UA 75891 U (54) СПОСІБ СУХОГО ЗБАГАЧЕННЯ МІНЕРАЛЬНОЇ СИРОВИНИ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ "OMELO" UA 75891 U UA 75891 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується способу збагачення мінеральної сировини, наприклад: залізних, марганцевих, олов'яних, нікелевих та інших промислових руд. Спосіб може бути використаний у кольоровій і чорній металургії. Відомі способи збагачення магнітної та слабомагнітної мінеральної сировини, що включають промивання, просівання, зневоднення, гравітаційні, магнітні, флотаційні і хімічні способи збагачення. Наприклад, відомий спосіб сухого збагачення руд (Величко Б.В., Гаврилов В.А., Гасик М.І., Грищенко С М., Коваль А.В., Овчарук А.Н. Металургия марганца Украины, "Техника", 1996. - С. 127-135). Спосіб гравітаційного збагачення полягає в наступному: руду із вмістом 16-25 % Мn направляють на двостадійне дроблення, промивання і розділення по магнітно-гравітаційній схемі. Отримана збагачена руда іде на подальшу переробку. Недоліком згаданого способу збагачення слабомагнітної мінеральної сировини є складна 3 технологія одержання товарного продукту, велика витрата води, від 6 до 12 м /т руди, застосування хімічних реагентів і необхідність будівництва хвостосховищ. Відомий також спосіб сухого збагачення металевих руд (UA37464U, опуб. 25.11.2008, С22В1/00), що включає сушіння, багаторазове дроблення руди та розподіл на фракції за розмірами, в якому вихідну руду після дроблення розподіляють на фракції у псевдозрідженому шарі шляхом досушування до повного виділення вологи та інтенсивного сухого перемішування нагрітим повітряним реагентом у камері розподілу. Недоліком цього способу є високі енерговитрати на висушування продукту в псевдозрідженому шарі та недостатнє відокремлення пиловидної фракції. Також відомий спосіб сухого збагачення слабомагнітної мінеральної сировини [RU2156661, опуб. 27.09.2000, В03С 1/00]. Спосіб включає стадійне дроблення вихідного матеріалу, тонке дроблення матеріалу відцентрово-ударним методом, розділення матеріалу після тонкого дроблення в повітряному класифікаторі при висхідному потоці повітря, повернення великої фракції матеріалу на тонке додрібнення, високоградієнтну суху магнітну сепарацію готового по крупності матеріалу з виділенням концентрату і хвостів. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб збагачення залізорудної сировини (UA87016, опуб. 10.06.2009, В03С 1/00), що включає видобування вихідного продукту, дроблення, подрібнення, класифікацію і сепарацію, де сепарацію проводить за допомогою гравітаційної сепарації та магнітної сепарації. Недоліком запропонованих останніми двох способів збагачення є високі енергетичні витрати та недостатнє очищення концентрату від пилу, що погіршує його перероблюваність, обумовлює значні втрати продукту при транспортуванні через пилення та забруднення оточуючого середовища пиловидною фракцією, що погіршує екологічну ситуації на територіях збагачувальних підприємств, на шляхах транспортування та металургійних підприємствах Тому задача корисної моделі полягає в підвищенні ефективності збагачення мінеральної сировини з одержанням знепиленого концентрату (однорідної за розмірами суміші, грануляту), а також зниження питомих енерговитрат та екологічного навантаження при переробці мінеральної сировини. Поставлена задача вирішується за рахунок способу сухого збагачення мінеральної сировини, що включає видобування руди, дроблення, подрібнення, класифікацію, гравітаційну сепарацію та магнітну сепарацію, в якому гравітаційну сепарацію підготовленого продукту розміром від 1 до 5 мм проводять в пневмоструменевому сепараторі під дією аеродинамічно монотонного зростаючого потоку, що діє під гострим кутом до вертикалі, каскадом пласких струменів повітря з утворенням трьох фракцій: знепилений концентрат і промпродукт та пилоподібні хвости, де знепилений концентрат збирають, знепилений промпродукт направляють на вхід магнітного сепаратора, а пилоподібні хвости уловлюють за допомогою аспіраційних апаратів. У одному з варіантів втілення способу гравітаційну сепарацію підготовленого продукту проводять каскадом пласких ламінарних струменів повітря. У іншому варіанті втілення корисної моделі спосіб включає стадію висушування подрібненого промпродукту. У ще одному втіленні способу сухого збагачення мінеральної сировини знепилений промпродукт направляють на вхід магнітного сепаратора на дозбагачення, після чого збирають знепилений концентрат та хвости збагачення відкидають. У переважному втіленні способу, витрата повітря в пневмоструменевому сепараторі 3 3 складає від 2000 до 5000 м /год., переважно від 3000 до 4000 м /год. Розроблений спосіб сухого збагачення мінеральної сировини отримав назву "OMELO". 1 UA 75891 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований спосіб дозволяє переробляти, з метою підвищення вмісту цінного компонента в руді, як повноцінні руди, так і дрібний попутний продукт дробильно-сортувальних комплексів, який збіднюється в процесі дроблення і просівання порожньою породою. Основною відмітною ознакою запропонованого способу сухого збагачення мінеральної сировини є сепарація підготовленого продукту розміром від 1 до 5 мм в пневмоструменевому сепараторі під дією аеродинамічно монотонного зростаючого потоку, що діє під гострим кутом до вертикалі, каскадом пласких ламелярних струменів повітря, що забезпечують високоякісне розділення підготовленого продукту на фракції, видалення пилових хвостів, видалення адгезійного шару пилу з підготовленого продукту та отримання знепиленого концентрату, що є зручним для транспортування та переробки, та не спричиняє шкідливого впливу на оточуюче середовище. Одержаний концентрат не містить пилу. Корисна модель ілюструється графічними матеріалами, що не повинні трактуватись як обмеження рамок корисної моделі. Графічні матеріали На Фіг. 1 зображена схема сухого збагачення мінеральної сировини за технологією "OMELO". На Фіг. 2 зображений пневмоструменевий сепаратор для сухого збагачення мінеральної сировини. Спосіб базується на застосуванні пневмоструменевих апаратів і сухих магнітних сепараторів із сильним магнітним полем. Схема сухого збагачення мінеральної сировини за технологією "OMELO", що розкрита на прикладі металевих руд, представлена на Фіг. 1. Запропонований спосіб сухого збагачення полягає в наступному: Вихідний матеріал, у вигляді металевої руди або дріб'язку металевої руди, подається в приймальнний бункер 1, потім матеріал надходить на захисний грохот 2 надрешіткова фракція направляється на подрібнювання в дробарку 3, підрешіткова фракція направляється на просівання по класу 1…5 мм у грохот 4, на грохоті 4 відбувається розділення на дві фракції, надрешіткова фракція направляється в дробарку 5, підрешіткова фракція, що задовольняє за крупністю технології пневмоструменевого збагачення "OMELO", направляється в пневмоструменевий сепаратор 6. Грохот 4 розділяє матеріал по границі 1…5 мм залежно від мінерального складу і типу руди. У пневмоструменевому сепараторі 6 (Фіг. 2) відбувається розділення потоку матеріалу у вигляді суміші, що складається із часточок корисного мінералу і часточок порожньої породи. Внаслідок різниці питомої ваги і аеродинамічних властивостей мінералу і порожньої породи і завдяки силі гравітації і аеродинамічним силам відбувається розділення сипучої суміші аеродинамічно монотонно зростаючим потоком, що діє під гострим кутом до вертикалі, каскадом пласких ламелярних струменів повітря. Ламелярні струмені забезпечують якісне калібрування матеріалу по питомій вазі і аеродинамічних властивостях та відокремлення пиловидної фракції. Причому калібрування матеріалу та відокремлення пиловидної фракції відбувається одночасно. Із пневмоструменевого сепаратора 6 виводиться три типи продукту. Зернисті: знепилений концентрат та промпродукт і пилоподібні хвости. Пилоподібні хвости вловлюються за допомогою аспіраціиних апаратів. Одержаний знепилений концентрат має вигляд зернистої суміші (однорідного грануляту). У результаті того, що із сипучої суміші мінеральної сировини вилучена пилоподібна фракція, створюються сприятливі умови для додаткового збагачення промпродукту в магнітному полі. Одержаний зернистий промпродукт направляється на магнітну сепарацію в магнітному сепараторі 7, після якого отримуємо зерноподібні хвости, що відкидають, і знепилений магнітний концентрат, що збирають. Запропонований спосіб дозволяє переробляти як низьколіквідну сировину, так і повноцінну руду. Він збільшує ефективність збагачення і якість концентрату, що не містить пиловидної фракції. Впровадження даного способу знизить екологічне навантаження на навколишнє середовище при збагаченні мінеральної сировини та транспортуванні її до місць переробки. Одержана пиловидна фракція може знайти своє застосування як дешева і доступна сировина для виготовлення будівельних матеріалів безпосередньо на місці збагачення мінеральної сировини, наприклад, для виготовлення цегли та ін. Таке використання пиловидної фракції з одного боку усуває необхідність будівництва хвостосховищ і відповідно зменшує екологічне 2 UA 75891 U 5 10 15 20 навантаження на оточуюче середовище, з іншого боку підвищує ефективність переробки мінеральної сировини. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований спосіб був застосований до окисненої залізної руди. Основним рудним мінералом матеріалу вивчених проб є гематит, представлений, головним чином, зернистим різновидом - мартитом, який утворює округлі або полігональні індивіди розміром від 0,05 до 0,1 мм, що групуються в рудні прошарки. Таким чином, основними завданнями збагачення матеріалу були: - максимальне видалення з нього кварцу, силікатів, а також дисперсного гетиту і дисперсного гематиту, що перебувають із силікатами в тісному зрощенні; - максимальне концентрування рудних мінералів: мартиту, залізної слюдки і гетиту; - повне видалення пиловидної фракції. Далі приведені результати випробувань способу сухого збагачення мінеральної сировини за технологією "OMELO". Дослід 1 В дослідженні використовувалась гематитова руда із вмістом Fe=56-57 %. Після проведення збагачення були отримано три продукти: - товарний концентрат із вмістом Fe=61,4 %, його вихід склав 63,8 %; - промпродукт із вмістом Fe=53,9 %, його вихід склав 14,1 %; - хвости (пилоподібні) Fe=46,15 %, вихід склав 22,1 % Таблиця 1 Продукти Вихідний Камерний 1 Камерний 2 Камерний 3 Камерний 4 (пил) Камерний 1+2 25 Вміст Feзаг., % 56,55 63,67 59,14 53,9 46,15 61,4 Вихід, % 100,0 22,5 41,3 14,1 22,1 63,8. Дослід 2 В дослідженні використовувалась гематитова руда із вмістом Fe=51-52 %. Після проведення збагачення були отримано наступні продукти: Таблиця 2 Продукти Вихідний Камерний 1 Камерний 2 Камерний 3 Камерний 4 (пил) 30 Вміст Feзаг., % 51,57 58,65 45,00 43,57 41,74 Вихід, % 100,0 52,1 34,9 3,8. 9,2. Далі отриманий продукт камерний 1 був спрямований для дозбагачення на суху магнітну сепарацію на барабанному магнітному сепараторі, оскільки його якість була незадовільно. Результати магнітної сепарації продукту камерний 1. Таблиця 3 Продукти Вихідний Продукт 1 Продукт 2 Продукт 3 Продукт 4 Продукт 5 Вміст Feзаг., % 58,65 46,11 45,3 58,4 60,92 44,51 У результаті дослідження були отримано чотири продукти: 3 Вихід, % 100,0 3,8 3,8 34,1 54,2 5,1. UA 75891 U 5 10 15 20 25 30 - товарний концентрат із вмістом Fe=60,92 %, його вихід склав 28,2 %; - промпродукт із вмістом Fe=58,4 %, його вихід склав 17,76 %; - хвости (пилоподібні) Fe=41,74 %, вихід склав 9,2 %; - хвости (зернисті) Fe=44,9 %, вихід склав 45,31 %. Порівняльні технологічні дослідження зразків окисненої залізної руди, проведені використовуючи заявлений спосіб сухого збагачення мінеральної сировини за технологією "OMELO", показали його високу ефективність та високу якість отриманого концентрату (збагаченого продукту). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб сухого збагачення мінеральної сировини, що включає видобування руди, дроблення, подрібнення, класифікацію, гравітаційну сепарацію та магнітну сепарацію, який відрізняється тим, що гравітаційну сепарацію підготовленого продукту розміром від 1 до 5 мм проводять в пневмоструменевому сепараторі під дією аеродинамічно монотонного зростаючого потоку, що діє під гострим кутом до вертикалі, каскадом пласких струменів повітря з утворенням трьох фракцій: знепилений концентрат і промпродукт та пилоподібні хвости, де знепилений концентрат збирають, знепилений промпродукт направляють на вхід магнітного сепаратора, а пилоподібні хвости уловлюють за допомогою аспіраційних апаратів. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що гравітаційну сепарацію підготовленого продукту проводять каскадом пласких ламінарних струменів повітря. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає стадію висушування подрібненого промпродукту. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, де знепилений промпродукт направляють на вхід магнітного сепаратора на дозбагачення, після цього збирають знепилений концентрат та хвости збагачення відкидають. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що витрата повітря в пневмоструменевому 3 сепараторі складає від 2000 до 5000 м /год. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що витрата повітря в пневмоструменевому 3 сепараторі складає від 3000 до 4000 м /год. 4 UA 75891 U 5 UA 75891 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6