CC BY
19
---------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Петухов В.Н., Гмызин В.А., Сысоева Т.Н. «Интенсификация процессов флотации углей за счет использования смеси отходов нефтехимии в качестве реагентов вспенивателей». - Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века. - Сб. науч. тр. Т.3.
Магнитогорск: МГМА, 1996.- С. 132-139.
2. Гмызпн В.А., Сысоева Т.Н. Новые реагенты при
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------------------------------------------
Петухов В.Н, Гмызин В.А., Акимова Н.В. — Магнитогорский государственный технический университет
энергозатратами, а рациональная схема - «обогатительный комплекс к пескам» осуществляется только драгами и периодически переставными промприбо-рами. Перестановка промприбо-ра также требует больших трат средств и времен. Внешние отстойники и созданная на их основе вся замкнутая система водоподготовки при разработке россыпей накладывает существенные ограничения не только на транспортную схему токов, но и является основным источником загрязнения естественных водотоков в зоне ведения горных работ.
Нзвлечение тонких классов как ценного компонента, так и илисто-глинистой фракции энергосберегающими гравитационными методами требует резких изменений гидродинамических параметров в разделительных аппаратах. Появление в последнее время новых конструкций на базе тонкослойных (канальных) разделителей, снижающих влияние турбулентности потока жидкой среды на снос мелкой и тонкой фракций с улавливающих покрытий, резко усиливает роль гравитационной составляющей при выделении твердой фазы из массопотока.
Анализ конструкций и эксплуатационных показателей
© В.Г. Черкасов, 2002
УАК 622.771
В.Г. Черкасов
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ АЛЯ ТОН КОАИСПЕРСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
В условиях возрастающих требований к экологической надежности технологических процессов, сочетающих в себе высокопроизводительные горно-
обогатительные оборудования с оборудованием, обеспечивающим природоохранную функцию, невозможно без привлечения новых высокоэффективных аппаратов по комплексному разделению тонкодисперсных потоков и создания мобильных комплексов с локальным контуром водопод-готовки. Слабыми звеньями в технологии по совершенствованию технических средств при промывке высокоглинистых металлоносных песков являются отсутствие надежного аппаратурного оформления процесса улавливания тонких классов ценного компонента и примитивность системы водоподготовки на базе внешних (грунтовых) от-
стойников. Эти задачи взаимосвязаны одной проблемой выделения в осадок твердой фазы гидровзвеси. Накопленный опыт использования реагентов для осветления воды сочетает использование передовой физикохимической технологии агрегатирования частиц и относительно дорогих полимерных добавок с примитивным способом реали-ции эффекта ускоренного осаждения взвеси в грунтовых отстойниках - экологически ненадежных элементов системы во-доподготовки обогатительных комплексов.
В существующей технологии промывки песков весь обогатительный комплекс «привязан» к системе водоподготовки, которая ограничивает его мобильность, образуя технологическую схему «пески к обогатительному комплексу», связанную с огромными
флотации угля.// Горн. Инф.-анал. бюл./ Моск. гос. горн. ун-т.-1999.- П7.-С.139-142
3. Петухов В.Н, Гмызин В.А. Перспективы производства и использования полупродуктов нефтехимии Башкортостана при флотации. II конгресс обогатителей стран СНГ. Тезисы докладов. - М: Альтекс, 1999.- С. 90-91.
Рис. 1. Трансформация схем модуля по направлению потоков: а) противо-точная в режиме осветления; б) прямоточная в режиме сгущения; в) про-тивоточная в режиме классификации
Рис. 2. Варианты соединения разделителей в батареи: а) последовательная схема сгущения; б) последовательная схема осветления; в) параллельная схема; г) комбинированная схема; X - питание; У - выход сгущенного продукта; Ъ - слив.
Рис. 3. Технологическая схема мас-сопотоков промывочного агрегата: 1, 2 - тонкослойные разделители; 3 -тонкослойные секции; 4 - загрузочное устройство; 5 - реагентная станция; 6 - транспортер; 7 - шнек; 8, 9, 10, 11 - насосы; 12 - бункер; 13, 14 -грохоты; 15,18 - зумпф; 16 - вибратор; 17 - улавливающие карманы; 19 -монитор; 20 - шасси; 21 - дизель-генератор.
отечественных и зарубежных аналогов показывает:
• по принципу действия тонкослойные аппараты отвечают тем требованиям, которыми должны обладать устройства, работающие в экстремальных условий приисков, а именно: отсутствие энергоемких и подвижных узлов, высокая износостойкость деталей (по сравнению с центрифугами, гидроциклонами, спиральными классификаторами), низкая себестоимость в эксплуатации;
• по технологическим параметрам, включающим объемы переработки, гранулометрический состав твердой фазы, концентрацию твердого в потоках на входе и выходах, требования к технологической воде, тонкослойный принцип разделения вполне приемлем в системах локального водообеспечения при разработке россыпных месторождений;
• по эксплуатационной характеристике тонкослойные аппараты имеют высокую надежность в работе, относительно просты в изготовлении, обслуживании и регулировке, обладают высокой чувствительностью к интенсифицирующим добавкам и менее чувствительны к перепадам нагрузки.
Однако при расширяющихся
функциональных возможностях и областях использования, при острой проблеме создания высокоэффективных разделительных агрегатов в настоящее время тонкослойные аппараты при разработке россыпных месторождений широкого применения не находят. Отсутствие конструкторской и технологической проработки, научных рекомендаций, глубоких экспериментальных исследований создают ограничения по их широкому внедрению в горнообогатительные системы, работающие в экстремальных условиях приисков.
Проведенные промышленные испытания разработанных тонкослойных аппаратов модульного типа [1, 2] с общим объемом 1,5 м3, площадью пластин 24 м и пропускной способности по пульпе до 100 м3/час в технологическом процессе промывке высокоглинистых песков при золото-редкометальной добычи показали высокую разделитель-
ную способность, а конструкторское решение на уровне изобретения (1692028), направленное на уменьшение общей массы и технологичность конструкции, дали перспективу по разработке передвижного промывочного комплекса с локальным контуром водоподго-товки. При концентрации 100110 г/дм твердой фазы класса -0,1 мм на входе в модуль на выходе в сливе концентрация уменьшалась на порядок, а дозирование массопотока водорастворимыми полимерными добавками (3-4 г/м3) уменьшало концентрацию до 2-3 г/дм2 с возвратом в оборот до 95% технологической воды, при этом удельная металлоемкость конструкции по массе относительно пропускной способности достигало 5 кг/м3/час. Эти результаты позволяют провести конструкторско-технологическую проработку перспективных технических решений по
Рис. 4. Компоновочная схема промывочного агрегата на самоходном шасси: а) вид сбоку; б) поперечный разрез
созданию мобильных промывочных комплексов.
Заложенный в конструкции принцип компоновки позволяет унифицировать ряд типоразмеров разделителей в виде модулей, объединяя их в батареи по последовательной и (или) параллельной схемам соединения и работой в режимах классификации, сгущения, осветления, разделения, рис. 1, 2.
При промывке металлоносных песков на россыпных месторождениях с удельным расходом воды 5 м3/т (Ж:Т~15) и производительности по твердому 50 м3/час с возвратом в оборот до 95% технологической воды требуется до 8 единиц испытанных модулей с общим расходом флокулянта до 3 кг/час. Общая масса системы батарей составит при этом 3800 кг, что вполне транспортабельно при ведении горных работ. Отрицательный баланс воды (5...6%) компенсируется из внешнего водоема через гибкий трубопровод относительно малого диаметра, тянущегося по ходу ведения промывочных работ. Че сбрасывать рез этот трубопровод можно«лишнюю» воду при положительном балансе.
Компоновочное решение системы батарей тонкослойных разделителей, станции приготовления и дозирования реагента, силовой установки в общий подвижный комплекс образует мобильный агрегат с локальным контуром подготовки технологической воды. Учитывая, что энергозатраты в режимах передвижения и подачи воды сопоставимы, то с целью упрощения конструкции и уменьшения ее массы основной насос и ходовая часть могут быть замкнуты на один двигатель.
Совмещение на самоходном шасси оборудования всей технологической цепи промывке песков с аппаратурным оформлением цикла разделения твердой фазы в тонкослойных аппаратах открывает перспективу по разработке промывочных комбайнов.
Соединяя модули в последовательно технологическую цепь (разделение, осветление, сгущение) и объединяя их в один подвижный агрегат, решается одновременно экологический блок вопросов по защите прилегающих водотоков от загрязнения, технологический - по улавливанию тонких классов ценного компонента, энергетический - по созданию рациональной схемы подачи песков.
Вариант аппаратурного оформления технологической схемы мобильного промывочного агрегата (комбайна) с локальным контуром водоподготовки представлен на рис. 3, а компоновочный вариант взаимного расположения оборудования - на рис. 4.
Установка технологического оборудования (тонкослойных разделителей илисто-глинис-той фракции 1 и ценного компонента
2, классифицирующего 13, 14 и дезинтегрирующего 19 оборудования, насосов) вместе с загрузочным устройством 4 на самоходное шасси 20 придает промывочному агрегату мобильность и сокращает энергетические затраты на транспортировку исходных песков к месту промывки при широком фронте ведения горных работ или геологоразведке, которые имеют место при переставном характере
эксплуатации промывочного комплекса, сокращая при этом время простоев основного обогатительного оборудования. Образующийся бункер между боковыми стенками тонкослойных разделителей
1, 2 с установленными в нем поворотным грохотом крупной фракции 13, шнеком 7 и грохотом мелкой фракции 14 позволяет отсекать и выводить в хвосты основную массу пустой породы, что, в свою очередь создает благоприятные условия для улавливания мелких и тонких классов ценного компонента из гидровзвеси, подаваемой насосом 8 в разделитель 2.
Включение в промывочный агрегат реагентной станции 5 для дозирования массопотока интенсифицирующими растворами позволяет осаждать илистоглинистые частицы в разделители 1 и выводить их в хвосты шнеком 7 и транспортером 6, что в свою очередь дает возможность образовать локальный контур системы водоподготовки, исключая грунтовые отстойники или сокращая их объемы, повышая тем самым экологическую надежность процесса промывки.
Объединение комплекса транспортного, технологического, водоподготовительного оборудования на самоходное шасси исключает
подготовительно-заключительные этапы в работе промывочного агрегата, что составляет 10...20% основного времени работы. При этом сокращаются энергозатраты на транспортировку исходных песков к месту промывки, коорди-нально меняя технологическую схему ведения горных работ, а исключение из процесса на первой стадии обогащения основной массы пустой породы повышает эффективность извлечения ценного компонента. Кроме того, мобильность агрегата с ограниченным объемом оборотной воды повышает экологическую безопасность прилегающих естественных водотоков и создает благоприятные условия для ведения подобных работ в безводной местности, а также в геологоразведке.
Такой подход к решению комплекса вопросов в области разработки россыпных месторождений требует детальных исследований конструкторско-технологических, экологических, экономических сторон, однако уже на стадии эскизной проработки видны реальные достоинства самоходных промывочных агрегатов, востребованность которых, диктуемая сложившимися противоречиями в этой области, высока.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мязин В.П., Черкасов В.Г. Основные направления конструкторско-технологических разработок по повышению эффективности извлечения золота. // «Добыча золота. Проблемы и перспективы». Том 2. Доклады семинара. Хабаровск, 1997.
2. Мязин В.П., Черкасов В.Г, Карамзин В.В. Со-
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------
вершенствование технологии переработки золотосодержащих песков с использованием системы замкнутого водоснабжения промприборов. // Горный журнал. 1996. № 9, 10.
Черкасов В.Г.- Читинский государственный технический университет.
РУКОПИСИ, ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
1. Мешков Ф.А. Методы численного моделирования движения шаровой загрузки в вибрационной мельнице - 11 с. (№ 20/4-58).
2. Петроченков Р.Г. Использование второго закона Кеплера, центробежных и гравитационных ускорений и сил при анализе характеристик движения Земли по эллиптической орбите - 37 с. (№20/4-59).
3. Заровненко О.В. Технология использования горной техники, приобретенной по лизингу, для регулирования режима горных работ на песчано гравийных карьерах - 7 с. (№20/4- 60).
