Ввод в эксплуатацию месторождений с большим содержанием глины (30–98%) будет, очевидно, возрастать при условии появления эффективных дезинтеграторов.
Представляем уважаемым читателям два вида дезинтеграторов (скрубберов) разработки и производства компании «ТТД» — один барабанного типа, другой — центробежного.
Барабанный дезинтегратор (скруббер) компании ТТД
Чем отличается наш барабанный дезинтегратор (скруббер) от хорошо известных вам скрубберов? В первую очередь соотношением диаметра к длине. У нашего дезинтегратора это отношение составляет в основном от 2 до 8. То есть если диаметр дезинтегратора, например, 6 м, то длина его может быть от 0,75 до 3 м (рис. 1, 2).
На фоне известных дезинтеграторов наш резко отличается. Но не спешите с выводами, вопрос весьма серьезный и последующие иллюстрации подтверждают это. Вот цитаты из книги [1], посвященной россыпям, в том числе и дезинтеграции песков: «…дражные бочки и скрубберы малоэффективны для дезинтеграции высокоглинистых труднопромывистых песков…», «…была испытана промышленная обогатительная установка, на которой дезинтеграция глинистых песков осуществлялась вначале гидромонитором, затем землесосом и далее в барабанном грохоте…полностью глина не разрушается, потери золота остаются относительно большими (18–20%)».
Эти цитаты одни из многих, показывающие проблему, на преодоление которой работали и работают лучшие институты России. В работе института Механобр [2] результатом стал интересный вывод: «…для отмывки глинистых включений используются промывочные машины разных конструкций. Однако опыт эксплуатации ряда предприятий показал, что существующие промывочные аппараты не позволяют эффективно отделять глинистые и шламистые составляющие от кристаллической части руды, требуют большого количества воды для отмывки, вызывают усложнение схемы рудоподготовки и обогащения. Применение мельницы первичного самоизмельчения на ряде предприятий цветной металлургии, горной химии, стройматериалов и других отраслей показало, что она является наиболее эффективным аппаратом для переработки глинистых и слежавшихся руд, совмещающим в себе операции промывки, дробления и измельчения».
После знакомства с отчетом [2] прошло несколько лет, и однажды нам для исследований прислали около трех тонн чистейшего бентонита из Ставропольской области. Проблема все та же — невозможность дезинтегрировать. Поскольку бентонит предназначался для пищевой отрасли в качестве адсорбента, то результаты дезинтеграции должны были быть практически идеальными. Испытание бентонитовой пробы [3] на нашей опытной мельнице самоизмельчения с размером барабана D´L=1,2´0,3 м показало следующие результаты:
- при работе мельницы в открытом цикле с производительностью 375 кг/ч слив мельницы содержал 95,2% класса менее 0,5 мм, причем содержание класса минус 5 мкм в нем составило 23,3%;
- при работе мельницы в замкнутом цикле с гидроциклоном при производительности 346 кг/ч дезинтеграция прошла практически полностью. Содержание класса минус 0,5 мм в сливе гидроциклона составило 99,98%, а содержание класса минус 5 мкм — 42%.
Таким образом, удалось получить идеальный материал для очистки растительных масел. Результаты дезинтеграции полностью отвечали требованиям заказчика.
На основании проведенных испытаний нами выполнен расчет производительности барабанных дезинтеграторов. Например, дезинтегратор с размерами барабана D´L=5,0´0,8 м обеспечивает производительность 46–48 м3/ч на сырье, аналогичном бентониту, а это монтмориллонитовые высокопластичные глины — трудно придумать более труднопромывистые глины, да еще с содержанием глины близким к 90%.
Барабанные дезинтеграторы нашей конструкции не требуют фундаментов, требуется только ровная площадка; также не требуется маслостанция, используются консистентные смазки; наши дезинтеграторы работают эффективно при минимальном количестве воды, Ж:Т составляет от 0,8 до 1,3.
Дезинтеграторы даже большого диаметра могут легко доставляться в любое труднодоступное место, при этом не требуется сверхмощный транспорт. Этот фактор может играть решающую роль при освоении отдаленных месторождений.
Немаловажный фактор — механическая надежность дезинтеграторов. Первые два наши скруббера с размером барабана D´L=5,0´0,8 м работают в сухом режиме в тяжелых запыленных условиях уже 11 и 8 лет.
Вполне вероятно, что в скором времени аналогичные скрубберы появятся на рынке России, так как их начали производить за рубежом.
Центробежный дезинтегратор (скруббер) компании ТТД
Разработанный и испытанный нами гидравлический центробежный дезинтегратор (ГЦД) является наиболее отработанной конструкцией с точки зрения его соответствия полевым условиям как по эффективности, так и по надежности.
Общее представление о дезинтеграторе можно получить, обратившись к рис. 2.
ГЦД состоит из цилиндрического корпуса, снабженного двумя загрузочными патрубками, установленными тангенциально, и двумя разгрузочными патрубками, установленными соосно корпусу. Кроме того, на внутренней цилиндрической поверхности корпуса закреплены лопасти в виде пластин, которые расположены рядами вдоль корпуса между выпускными отверстиями разгрузочных патрубков.
Дезинтегратор работает следующим образом: глинистый материал в виде гидросмеси под давлением попадает в корпус одновременно через два загрузочных патрубка. Благодаря тангенциальной направленности патрубков потоки приобретают вращательное движение навстречу друг другу.
По мере движения потоков комья глины многократно встречаются с лопастями. С фронтальной и противоположной сторон лопастей имеются зоны повышенного и пониженного давления, проходя через которые комья быстро пропитываются водой, а при взаимодействии друг с другом, соударении о поверхности корпуса и лопастей разрушаются.
В средней части корпуса оба потока, закрученные в противоположных направлениях, встречаются, что сопровождается интенсивным истиранием с высвобождением минеральных зерен. Непрерывно поступающая в корпус гидросмесь вытесняет тонкодисперсную глину, и освобожденные от нее минеральные зерна переходят на меньший радиус и далее наружу через разгрузочные патрубки.
Первые испытания центробежного дезинтегратора (скруббера) были проведены на фабрике №5 ПО «Якуталмаз» (ныне ОАО «Алроса»). На фабрике для испытаний смонтирован ГЦД-400 в технологической линии, действующей параллельно основной. Обработке подвергался верхний продукт бутары крупностью минус 30+5 мм, прошедший стадию дезинтеграции в стандартном скруббере. Соотношение анализируемых классов крупности минус 30+10 и минус 10+5 мм в этом продукте составляло 1:2.
Визуально продукт представлял собой смесь глинистых окатышей с галей, в котором содержание глинистых окатышей крупностью минус 30+10 мм составляло от 45 до 70%, а окатышей минус 10+5 мм — от 18 до 25%. Содержание глинистых минералов в окатышах составляло 95–98%.
В дальнейшем были проведены испытания ГЦД-850 (рис. 3) непосредственно на полигоне. Эффективность его работы оценивалась косвенно, в основном по количеству перерабатываемого сырья. Надо сказать, что производительность этого дезинтегратора по твердому составляла 200–240 м3/ч. В качестве землесоса был задействован ЗГМ2М. По сравнению с тремя другими гидроустановками количество переработанной руды на гидроустановке с ГЦД увеличилось за сезон в 2,6 раза.
В настоящее время наша компания разработала несколько типоразмеров ГЦД с производительностью до 400 м3/ч (табл.).
Краткие технические данные базовых моделей дезинтеграторов
| Модели |
ГЦД-200 |
ГЦД-400 |
ГЦД-800 |
ГЦД-1200 |
| Производительность по пульпе, м3/ч |
80,0 |
200,0 |
800,0 |
1800,0 |
| Производительность по твердому, м3/ч |
20 |
80,0 |
250,0 |
400,0 |
| Максимальная крупность исходного куска, мм |
15 |
40,0 |
160,0 |
280,0 |
|
Ориентировочные габариты
(без землесоса), Д × Ш × В, м |
0,9×0,4×0,6 |
1,5×0,7×1,0 |
2,6×1,1×1,3 |
3,8×1,6×2,0 |
|
Ориентировочная масса
(без землесоса), т - с футеровкой из марганцовистой стали - с футеровкой из износостойкой резины |
0,15
0,09 |
0,8
0,3 |
4,0
1,5 |
11,0
3,4 |
Необходимо отметить, что дезинтеграторы этого типа могут работать лишь в паре с землесосом. Их парные характеристики рассчитываются для конкретного типа сырья.
Простота конструкции, компактность и малая масса дезинтеграторов, отсутствие движущихся частей, низкая стоимость в сочетании с высочайшей эффективностью позволяет рекомендовать их к эксплуатации теперь практически без риска, с высокой вероятностью получения немедленной отдачи. Они могут работать на исходных песках, крупность которых достигает 120–150 мм для ГЦД-800 или 250–300 мм для ГЦД-1500, а также встраиваться в любую технологическую цепочку, где применяется стандартный грунтовой (песковый) насос.
Внимательный читатель, конечно, заметил слово «теперь» в предыдущем абзаце. Благодаря обратной связи со старательской артелью, где используется дезинтегратор ГЦД-800Р, удалось разработать конструкцию, мало подверженную износу, надежную и безаварийную, конечно, при ее правильной эксплуатации. А ранее вот что было. После месяца интенсивной работы дезинтегратора на песках с большим количеством крупной гали лопасти, выполненные из толстостенной стали, разгрузочные трубы, были разрушены и восстановлению не подлежали. Единственное, что утешало, — это отличное состояние резиновой футеровки, выполненной из специальной износостойкой резины на Курском РТИ.
Проведенный анализ и последующая реконструкция позволили создать работающий дезинтегратор, в котором дно, разгрузочная труба и лопасти выполнены из резины и составляют практически одно целое. Это позволило решить проблему быстрого износа частей дезинтегратора.
На рис. 4–7 показаны дезинтеграторы, внедренные или прошедшие стадию промышленных испытаний.
В заключение раздела, посвященном двум конструкциям дезинтеграторов, предназначенных для размыва глинистых и супперглинистых руд, следует отметить следующее: как барабанный скруббер, так и центробежный обладают высочайшей эффективностью при дезинтеграции сильноглинистых, высокопластичных песков, не говоря уже о песках средней промывистости. Поэтому выбор дезинтегратора для конкретного месторождения будет зависеть от параметров этого месторождения и технико-экономических условий.
Литература:
[1] О.В.Змятин, А.Г.Лопатин, Н.П.Санникова, А.Д.Чугунов «Обогащение золотосодержащих песков и конгломератов». М., Недра, 1975.
[2] Н.А.Егорова, А.В.Бортников «Анализ и обобщение опыта рациональных способов рудоподготовки глинистых и слеживаемых руд». Ленинград, Механобр, заключительный отчет, 1981.
[3] В.Г.Кочнев «Исследование возможности применения мельницы мокрого самоизмельчения для размола бентонитовой глины с целью получения максимального выхода класса -0,5 мм», Санкт-Петербург, ООО «ТТД», отчет, 2009.
[5] В.Г.Кочнев «Технологические испытания исходной руды трубки «Архангельская» и промежуточных продуктов обогащения ОФ-1» Санкт-Петербург, ООО «ТТД», отчет, 2008. ■
г. Санкт-Петербург
+7 (812) 930–87–11
