Обогащение руд процессом тяжелосредной сепарации

Тяжелосредная сепарация, иначе называемая обогащением в тяжелой среде, наи­более простой и применяемый процесс гравитационного обогащения. Это метод, основан­ный на разделении минеральных компонентов руды (песков) по их удельному весу в устойчивой тяжелой среде, заданная плотность которой больше плотно­сти самого легкого минерала и меньше плотности самого тяжелого минерала.

 Диапазон крупности руды, обогащаемой тяжелосредной сепарацией, достаточно велик. Верхний предел крупности соответствует раскрытию компонентов руды (35–3 мм), нижний – зависит от эффективности классификации и извлечения среды(1–0,5 мм).

Одним из существенных компонентов процесса тяжелосредного обогащения – тяжелая среда, которая должна быть нетоксичной, иметь низкую вязкость и легко смешиваться с водой. Тяжелая среда для промышленной сепарации представляет собой механическую смесь тонкодисперсных частиц в воде и готовится из таких материалов, как галенит, магнетит и ферросилиций. Для поддержания частиц во взвешенном состоянии применяется механическое перемешивание с созданием циркулирующего потока. Имеется тенденция к использованию материалов, которые могут быть регенерированы магнитным способом. В настоящее время в качестве утяжелителя используется мелкогранулированный ферросилиций с удельным весом 6,7-6,8 г/см³. Мелкогранулированный ферросилиций это сплав железа и кремния состоит, главным образом, из округлых частиц в нем мало крупных (+75 мкм) гранул и высокий процент тонкодисперсного порошка (почти 75 %). Его высокая плотность и низкая вязкость обеспечивают хорошую эффективность сепарации при малых потерях среды. По содержанию железа (85 %) он относится к материалам, обладающим сильномагнитной восприимчиво­стью, что очень важно при организации процесса регенерации суспензии.

Аппараты, применяемые для обогащения руд (песков) в тяжелой среде подразделяются на два основных вида: статические и динамические. Статические аппараты подразделяют на конусные, барабанные, корытные и комбинированные, а динамические аппараты представлены гидроциклонами.  В настоящее время статические аппараты работают  лишь на старых предприятиях и при реконструкции, как правило, заменяются на гидроциклоны.

Тяжелосредная сепарация, как процесс гравитационного обогащения является системой. Эффективная и экономичная работа этой системы обусловлена очередностью взаимосвязанных процессов: подготовка питания, подача питания и среды, разделение тяжелых и легких частиц в аппаратах, выделение готового продукта и регенерация среды.   Отличительной особенностью процесса тяжелосредной сепарации по сравнению с другими методами гравитационного обогащения является то, что он характеризуется наи­большей  точностью разделения по плотности, а это позволяет получить высокое извлечение ценного компонента при минимальном выходе концентрата.

Существуют две главных области применения тяжелосредной сепарации: она может быть использована для получения товарного продукта (например, отделения угля от сланца) и в других случаях она применяется для получения отвальных хвостов при переработки руд сульфидных и окисленных металлов и алмазосодержащих руд и песков, дальнейшая переработка которых нецелесообразна.

Первые работы по изучению обогатимости алмазосодержащих руд и песков Якутии были начаты в  институте Иргиредмет  в 1957 году. Лабораторные исследования этого процесса проведены на специально созданных непрерывно действующих установках. На стадии лабораторных исследований были определены основные параметры тяжелосредного обогащения: плотность суспензии, ее реологические свойства, удельная производительность лабораторного оборудования. Для обогащения рудного материала  крупнее 4 мм в условиях статического расслоения рудного материала по плотности использовались барабанные и конусные сепараторы, для материала менее 4мм – гидроциклон.

Положительные результаты лабораторных исследований послужили основанием для проведения полупромышленных испытаний процесса ТСС и выдачи данных для проектирования обогатительной фабрики №3 треста Якуталмаз.

Опыт эксплуатации тяжелосредных установок на фабрике №3 в период с 1966–1972 годы показал, что в технологическом отношении процесс тяжелосредного обогащения намного эффективнее отсадки и может быть автоматизирован. Однако низкое качество установленного оборудования,  в первую очередь насосов, грохотов для дренажа и отмывки утяжелителя, быстрый износ гидроциклонов и насадок, частые простои фабрики привели к необходимости монтажа 2-3х кратного резерва оборудования, что усложнило схему обогащения и привело к большим затратам по его обслуживанию и ремонту.

При совершенствовании технологической схемы обогащения руды на фабрике № 3 в 2000 году произведен монтаж и ввод в эксплуатацию тяжелосредной установки  производительностью 50 т/ч. Управление процессом  и регулировка режимов работы основного технологического оборудования было компъютизировано и осуществлялось оператором диспетчерского пункта.

В настоящее время практически на всех обогатительных фабриках АК «АЛРОСА» тяжелосредная сепарация применяется для обогащения исходной руды и песков и для перечистки концентратов отсадочных машин и винтовых сепараторов. Гранулированный ферросилиций для тяжелосредных установок закупается в ЮАР.

 Разработчиком и изготовителем  модульных обогатительных установок являются зарубежные фирмы, в частности южноафриканские «Bateman», «De Beers» и другие. Тяжёлосредные установки изготавливаются, как в модульном, так и по аппаратном исполнении с привязкой к конкретным местным условиям. В этом и другом случае установки укомплектовываются износостойким оборудованием и имеют надёжную компьютеризованную систему автоматического поддержания заданных режимов обогащения и работы оборудования. Модульные установки отличаются компактностью, с хорошо согласованным по производительности оборудованием, рациональной его компоновкой.

Контроль технологического процесса осуществляется путем поддержания в заданных пределах производительности установки по исходному питанию, плотности суспензии, контролю за расходом воды и уровнем суспензии в баках-сборниках.

В исследовательских целях используются трассеры, имеющие различную плотность и крупность. Разный цвет и крупность трассеров дают возможность надежно определить извлечение той или иной по плотности и крупности фракции песков (руды), по этим данным построить кривую разделения, определить плотность разделения и величину вероятного отклонения (Е_pm).  Анализ и обобщение результатов работ показывает, что применение процесса тяжелосредной сепарации позволяет вывести из технологической схемы хвостовые продукты с отвальным содержанием ценного компонента.

-0+0

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница