Дезинтеграция труднопромывистых песков с высокопластичной глиной

Кочнев В. Г., к.т.н., директор,
Грушинская О. В., зам. директора
ООО «Техника и Технология Дезинтеграции» (ООО «ТТД»)
Золотодобыча, №267, Февраль, 2021

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).

 

Рис. 1. Барабанный дезинтегратор (скруббер) производства ТТД с размерами барабана DL=5,00,8 м
Рис. 1. Барабанный дезинтегратор (скруббер) производства ТТД с размерами барабана DL=5,00,8 м

 

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.

 

Рис. 2. Общий вид центробежного дезинтегратора (скруббера) ГЦД-800
Рис. 2. Общий вид центробежного дезинтегратора (скруббера) ГЦД-800

 

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.

 

Рис. 3. Промышленный дезинтегратор (ГЦД-850) на полигоне «Водораздельные галечники», Якутия, г. Мирный
Рис. 3. Промышленный дезинтегратор (ГЦД-850) на полигоне «Водораздельные галечники», Якутия, г. Мирный

 

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

80,0

200,0

800,0

1800,0

Производительность по твердому, м3

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.

 

Общий вид внутренней полости дезинтегратора
Общий вид внутренней полости дезинтегратора

 

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. ■

 


 

ООО «ТТД»

г. Санкт-Петербург

+7 (812) 930–87–11

 v.cochnev@yandex.ru

 www.ttd.spb.ru


-0+4
Просмотров статьи: 1355, комментариев: 29       

Комментарии, отзывы, предложения

СНС, 15.03.21 07:03:23 — Генералов В.И., 15.03.21

Правильно вы подметили, а я забыл. Теперь даже ссылку нашел, Бахарев:

"Новый акустический метод повышения извлечения россыпного золота на шлюзах"

https://zolotodb.ru/article/12396/

Хотя, у Бахарева больше про очистку воды от глины.

Станислав, 15.03.21 07:58:06 — всем

Насколько я понимаю статья старая. Я эти фотографии и описание видел несколько лет назад на просторах интернета. Новых фото нет , значит производственники не продвинулись вперед. Да и на мой взгляд это тупиковое направление в развитии дезинтеграции глины. Посудите сами, для данного аппарата нужна подготовка материала, соответственно перед ним стоит землесос с большой затратной частью на электричество. Но, землесосу тоже нужна подготовка материала и здесь каждый придумывает технологию под свое сырье. Многие ставят гидровашгерд ( Прииск Соловьевский) , некоторые экскаватором мешают сырье в подготовленном зумфе и т. д. Так что слишком тяжело-нагруженная технология получается для полевых условий. Интересно конечно посмотреть на качество дезинтеграции ГЦД но почему то мне кажется ничего нового я не увижу . Мне кажется что внутри ГЦД все забьется глиной так как адгезию никто еще не отменял.

Владимир Кочнев, 15.03.21 10:07:19 — Генералову

В середине 70-х на месторождении "Водораздельные Галечники" параллельно нам (институт Якутнипроалмаз" испытывался акустический аппарат Института МИСИС большой мощности. Периодически результаты были не плохие, однако именно периодически - нужен был тонкий подбор параметров под глину определенного участка. Что удалось за лето уточнить, так это частоту, она равнялась 4-5Гц. Кстати, я считал для нашего дезинтегратора - там частота прохождения глинистых окатышей по лопастям была равна 4-5 Гц. Для акустического аппарата главное конечно подобрать и добиться постоянства резонанса. Я хорошо помню, что при подходе к установке, уже за 100 м грудь ходуном начинает ходить - называется вошел в резонанс.

Владимир Кочнев, 15.03.21 10:19:41 — Станислав

Для начала небольшой ликбез. Землесос затратный! У нас при работе дезинтегратора затраты эл.энергии составляли 3 кВт-ч /м3. Это затратный ? на глину 90 % монтмориллонита! Хорошо. убрали землесос, а монитор куда девать? у него эл.двигатель стоит 630 кВт, также как и у землесоса ЗГМ2М, который убрали по Вашей милости.

Нет, Станислав аппарат не забивается, иначе бы он не работал на всех участках упомянутого мной месторождения.

Станислав, 15.03.21 12:00:33 — Владимиру Кочневу

Спасибо Владимир за ликбез ).

1. На стандартном гидромониторе ГМН-250 стоит электродвигатель 280 кВт но он еще транспортирует сырье по пульпроводу.

2. Любой сотрудник золотодобывающей компании кто работал на землесосах скажет вам что землесос затратный по электричеству и в ремонте. Если сырье абразивное крыльчатки хватает на 3 суток , бывает и по месяцу стоит, все зависит от абразивности.

3. 3 кВт-чм3 это на бумаге. Гладко было на бумаге да забыли про овраги. В реальности все по другому и зависит от многих факторов. Это из личного опыта.

4. Мы на заводе за три года переделали кучу опытных установок для дезинтеграции глины и пришли к выводу что одной водой соблюдая экономические параметры прибыльности предприятия глину не размыть, без разницы как вода движется , тангециально или нет. И остановились на ударно-механическом способе при орошении высоким давлением. Данный метод показал свою эффективность.

5. У нас на заводе есть сырье с месторождения Июньское. Приглашаем вас в гости , проверим работает ваш аппарат или нет ). Для справки, сапоги после ходьбы по этому месторождению отмываются в течении 20 минут.

АлексМ, 15.03.21 13:53:58 — Владимиру Кочневу

Станислав прав в том, что сырьё у каждого с с особенностями и, прежде чем покупать промышленный прибор, нужно опробовать Ваш аппарат в лаборатории. Поэтому - нужны недорогие переносные лабораторные аппараты. Вы готовы их поставлять?

Станислав, 15.03.21 14:50:06 — АлексМ

Никто никому не будет никогда поставлять лабораторные аппараты, это ж ведь не пробники губной помады.

Здесь смысл в другом, работоспособность ГЦД.

Мы проводили такой эксперимент, нечто похожий на принцип работы ГЦД. Нас натолкнуло на мысль работа промприбора ПГШ-50. Когда из пульпопровода пульпа под давлением поступала в приемную камеру ШГН там происходила дезинтеграция глины около 10% за счет ударного действия об ударную плиту. Мы сделали камеру в которую с двух сторон под давлением навстречу друг другу поступала пульпа. Ударяясь друг об друга пульпа теряла скорость и из турбулентного движения переходила в ламинарное. Если пески были среднепромывистые то дезинтеграция была неплохая, если пески были труднопромывистые то происходило набивание глины на стенки камеры, только место боя было чистое. И через пять часов объем камеры уменьшался в 10 раз.

Я не зря спросил у Владимира про налипание, а он походу слукавил. Ведь у движения пульпы по окружности есть коэффициент трения и скорость будет падать. А круглые дезинтеграторы внутри будут работать препятствием за которыми будет зона низкого давления и будет происходить налипание глины ( адгезия). А вся бочка будет разделена на несколько участков различного давления от которого никакой дезинтеграции не будет ( я говорю про серьезную глину а не про суглинки)

Владимир Кочнев, 15.03.21 15:45:37 — Станислав

В статье описан механизм работы ГЦД, прочитайте внимательно- причем здесь набивание на стенки?

Разве я писал не о серьезной глине?

Где же я слукавил, когда писал, что полигон отрабатывался (после моего отъезда на разведку в Арх.обл) еще четыре года, с помощью четырех ГЦД-800 с производительностью 200-240 м3/час. Как Вы думаете, долго бы они простояли при

полном залипании за 5 часов.

Так что, Станислав, не выдумывайте.

Смок, 15.03.21 16:01:51 — Владимир Кочнев

Какое нужно минимально рабочее давление на входе пульпы в ГЦД?

Владимир Кочнев, 16.03.21 11:28:43 — Смок

По разному. На додезинтеграции мелких окатышей на фабрике ставили на оставшееся давление 0.5-0,7 Ати - хватало, поскольку окатыши были уже хорошо пропитаны водой. При отработки исходных песков - 3-6 Ати.

Влад, 22.03.21 15:10:42

Я слышал, что на Июньской россыпи в прошлом году поставили германскую установку для дезинтеграции глины. Кто знает, что это и как реально работала?

Методи Златев, 23.03.21 18:28:28 — Влад

Компания Haver Niagara GmbH из Германии сделала проект и поставила установку на Июньской россыпи свой Haver Hydro Clean HC 700. Установка зарекомендавалась (окупилась) всего за одного сезона (с апреля по августа 2020г.).

Dr.-Ing. Metodi Zlatev

Head of the Sales & Project department

Tel : +49 251 9793-171

Fax : +49 251 9793-156

m.zlatev@haverniagara.com

Инженер, 24.03.21 17:21:03

Глины, насколько я знаю, бываю разные. В Июньской россыпи глина какая-то уникальная. Иргиредмет на этой россыпи, насколько я знаю, споткнулся. Все, что они знали для других глин, они попробовали и не пошло.

Наверное, надо было сначала как следует изучить глину, а потом предлагать к ней оборудование. Иргиредмет на эту тему часто умничает, о том, что пески везде разные и надо определять характеристики, а потом брать прибор. Но сами глину никак не изучили. Хоть бы анализы какие-нибудь привели, может, технические характеристики, что там за глина?

Хавер надо иметь ввиду, как вариант оборудования для самых трудных глин. Спасибо интересно.

Oberbergmann, 24.03.21 17:37:56 — Инженер

Установку для переработки песков Июньской россыпи делал отдел россыпных месторождений Гущенко и Пятаков. Глина не дезинтегрировалась, у собственника месторождения была масса нареканий к этой промывочной установке. Гущенко с Пятаковым считали, что глина подаваемая на виброгрохот будет дезинтегрироваться, хотя виброгрохот всегда был сеющим аппаратом, а не дезинтегрирующим. После этого по требованию заказчика Гущенко и Пятаков разработали дезинтегратор на базе гидромонитора и вашгерда. Но все равно видимо получилось плохо, раз заказчик заказал новую установку у другого исполнителя.

Магадан, 25.03.21 03:13:34

А что там за глина такая? Хоть какие-то данные о ней есть? Я такую не видел. Инженер правильно написал, что глины разные.

Станислав, 25.03.21 18:12:19 — Методи Златев, Влад

Когда Я последний раз проезжал мимо Июньки , немецкая установка для промывки щебня скромно стояла в сторонке а промывка шла как всегда гидровашгердом которую там сделал Шкурин М.М. а не Гущенко с Пятаковым. Персонал сказал что она не пошла.

Мы предлагали им свою технологию разработанную для данной глины намного дешевле немецкой, но амбиции собственников оказались выше здравого смысла.

Mad Miner, 26.03.21 11:13:58 — Станислав

Видимо воды чистой не нашлось.

И судя по фото (в статье Haver Niagara) качество дезинтеграции так себе.

Инженер, 26.03.21 18:22:54

У Кочнева и Хавера разный принцип разрушения глины. У Кочнева истирание, а у Хавера резание напорными струями. Видимо для разных глин подходят разные технологии. Это надо бы учитывать.

Рационализатор, 31.03.21 06:32:30

Хорошая высокопластичная глина - это редкость. Нельзя-ли ее после извлечения золота и прочей ерунды, накапливать и потом продавать? Тонна хорошей глины явно дороже грамма золота. Далось вам это золото?

Александр К., 12.05.21 20:45:06 — Станислав

Вижу, что вы знаете что такое настоящая труднопромывистая глина. Подкупил ваш пример про "сапоги". И это действительно так.

На Урале, на добыче алмазов, целое предприятие прекратило свою деятельность именно по причине отсутствия технологий дезинтеграции труднопромывистых песков.

Мы в свое время тоже перепробовали разные варианты. И пришли к выводу: никакие скрубберы, мельницы и прочие вращающиеся бочки не дают качественного скачка. Пытались менять орошение, наклоны, пороги, разные стадиальные схемы и т.д. Все это топтание на месте!! Тогда мы поняли, нам нужно совершенно новое решение. Так родился "Спиральный дезинтегратор". Работает по настоящее время в другом предприятии, также на Урале на алмазах, может работать и на россыпном золоте, если гидровашгерд или скруббер окажутся не эффективны.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Дезинтеграция труднопромывистых песков с высокопластичной глиной»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "восемь прибавить 1":