Ряд общепризнанных преимуществ «сухих» технологий переработки минерального сырья по сравнению с «мокрыми», необходимость освоения малых месторождений и месторождений с невысоким качеством сырья, включая техногенные месторождения, вызывают стремление к разработке «сухих» прогрессивных технологий или отдельных этапов переработки в процессах обогащения минерального сырья.
В ряде технологий процессы воздушной классификации могут, как минимум, реализовать более качественную подготовку сырья к последующим процессам обогащения, в том числе и к «мокрым».
Принцип действия воздушных классификаторов основан на разделении частиц исходного материала по крупности в поле действия доминирующих массовой силы (гравитационной и/или инерционной) и силы аэродинамического сопротивления частиц воздушному потоку. Так как массовая сила, действующая на частицы, за-висит от размера и плотности частиц, а сила аэродинамического сопротивления — от размера и формы частиц, в ряде задач воздушные классификаторы могут быть использованы для разделения материалов по плотности и/или форме частиц.
В основном предварительное обогащение и подготовку сырья в технологических линиях с использованием воздушных классификаторов возможно осуществлять при переработке минерального сырья, содержащего товарные и отвальные компоненты:
с разной прочностью при сравнительно близких плотностях материалов,
с частицами разной формы,
с разной плотностью частиц,
за счет обеспыливания сырья,
за счет дополнительной подсушки и подогрева сырья в термоаэроклассификаторах.
Первый вариант — обогащение сырья с компонентами различной твердости в настоящее время может наиболее широко использоваться в различных производствах. Это, например, производство мягких тонкодисперсных наполнителей и вяжущих, таких как мел, тальк, каолин, гипс, известь и т.п. В силу селективного характера измельчения на любом типе мельниц мягкий материал переходит преимущественно в мелкие фракции, а более твердые компоненты, например кварцсодержащие породы, преимущественно группируются в крупных фракциях. В этом случае целесообразно использовать трех продуктовое разделение измельченного продукта, при котором, в зависимости от технологии, один из грубых продуктов разделения, содержащий повышенное содержание твердых пород, выводят из измельчительного контура, другой — возвращают на доизмельчение, а тонкий продукт разделения является обогащенным продуктом требуемой крупности. В качестве характерного примера можно указать производство тонкомолотого мела (ОАО «Мелстром», Россия), в котором даже при одностадийной воздушной классификации содержание песка в тонком продукте разделения (0-20 мкм) снижается, по сравнению с грубым продуктом разделения (0-140 мкм), с ~ 0.05% до ~ 0.01%, т.е. до 5 раз.
При дезинтеграции мягких материалов, содержащих твердые, плохо измельчаемые включения, часто целесообразно выводить их из контура измельчения даже с точки зрения эффективной работы измельчительного комплекса. Примером реализации такого подхода явилась модернизация технологической линии в ЗАО «Новгород Северском ЗСМ» (Украина). В существующем комплексе, состоящем из тангенциальной молотковой мельницы со встроенным центробежным классификатором, грубый продукт разделения, который поступал на доизмельчение, стали подавать на дополнительно установленный воздушно-центробежный классификатор КЦД-5, тонкий продукт разделения после которого объединялся с первичным тонким продуктом, а крупка выводилась из контура измельчения.
Такая модернизация позволила увеличить производительность комплекса по готовому (тонкому) продукту до 2 раз при снижении содержания кварцсодержащих частиц с 1.2-1.7% до 0.015-0.03%.
Подобный подход в опробовании обогащения каолиновой руды, взятой после сушильного барабана на входе в мельницу, был реализован на макетном образце воздушного 3-х продуктового каскадно-гравитационного классификатора. Результаты разделения одного из режимов приведены в таблице.
|
Параметр |
Продукты разделения |
|||||
|
Грубый продукт |
Средний продукт |
Тонкий продукт |
||||
|
Массовый выход, % |
18.1 |
49.3 |
32.6 |
|||
|
Содержание песка, % |
90 |
85 |
- |
|||
|
Фракционный состав (промытых песков1) (тонкого продукта2) |
Δd, мм +2.5 -2.5+1.0 -1.0+0.63 -0.63+0.16 -0.16 |
ΔD, % 14.1 56.5 28.3 1.1 0 |
Δd, мм +2.5 -2.5+1.0 -1.0+0.63 -0.63+0.16 -0.16 |
ΔD, % 0 3.2 23.3 73.1 0.4 |
Δd, мм -0.2+0.05 -0.05 |
ΔD, % 40 60 |
1 – промытый остаток продукта сушили и классифицировали на ситах.
2 – тонкий продукт разделения промывали через сито 50мкм. При анализе под микроскопом весь тонкий продукт разделения содержал только следы кварцсодержащих частиц.
В начале 2007 г. воздушно-гравитационный классификатор для разделения и обогащения тальковой руды производительностью 5т/ч поставлен на Мысковскую тальковую фабрику.
В настоящий момент изготавливается 3-х продуктовый воздушно-комбинированный классификатор производительностью по загрузке 30 т/ч для обогащения и разделения извести с крупностью готового продукта менее 0.2 мм.
В общем случае определение возможности пневматического обогащения минерального сырья, содержащего компоненты с частицами разной формы и/или плотности, требует дополнительной информации о фракционных составах измельченных или естественных компонентов и существующей технологии переработки, если речь идет о модернизации действующих производств. Вместе с тем получены положительные результаты по опробованиям процессов обогащения слюдосодержащих пород, вермикулитовых руд, металлургических шлаков и других материалов, проведенных на макетных образцах воздушных классификаторов.
Для ряда кварцевых песков обогащение происходит при их обеспыливании по границе 0.1÷0.2мм, т.к. в этих фракциях может присутствовать повышенное содержание оксидов железа. Для решения этой задачи в ООО «Агропромэнерго» был поставлен центробежный статический классификатор производительностью 20 т/ч.
На воздушно-центробежных классификаторах возможно также снижать содержание аппаратного железа в грубом продукте разделения. Так, при разделении кварцевого песка крупностью 0-100 мкм на центробежном динамическом классификаторе в ЗАО «Гора Хрустальная» тонкий продукт разделения 0-20 мкм содержит 0,5% железа, а грубый — 0,25%.
В 2006 г. ЗАО «Георесурс» (Украина) запустило линию по производству обогащенного полевошпатного сырья, в состав которой входит термоаэроклассификатор ОДО «Ламел-777». Термоаэроклассификатор производительностью по загрузке до 15 т/ч осуществляет подготовку сырья, включающую его разделение по крупности, обеспыливание, дополнительную подсушку и нагрев, что положительно влияет на последующую сухую электростатическую сепарацию.
В общем случае, для решения задач сухого обогащения или подготовки к ней в зависимости от вида минерального сырья, определяется возможность реализации этого процесса, выбирается требуемая технология, конфигурации измельчительно-классифицирующей цепочки, показатели крупности продуктов разделения и требуемые конструкции воздушных классификаторов. Это могут быть каскадно-гравитационные, комбинированные, центробежные классификаторы или их комбинации. Комбинированные воздушные классификаторы, разработанные предприятием, в отличие от каскадно-гравитационных содержат как гравитационные, так и инерционные сепарационные модули, что позволяет осуществлять более независимую регулировку граничной крупности разделения различных модулей и разделять более тонкодисперсные материалы. На ряд конструкций воздушных классификаторов получены патенты.
-0+0
