СПОСОБ СУХОГО ОБОГАЩЕНИЯ КВАРЦЕВЫХ ПЕСКОВ
METHOD OF DRY CONCENTRATION OF QUARTZ SANDS

Изобретение относится к способам сухого обогащения кварцевых песков для получения кварцевого концентрата, используемого в стекольной промышленности при производстве оконного стекла, бесцветной тары и других стеклоизделий, требующих высокой чистоты сырьевых материалов.
Известен способ [1] сухого обогащения кварцевых песков для получения стекольного концентрата, включающий сушку продукта для удаления природной влаги с улавливанием фракции -0,10 +0 мм для выведения кварцевой пыли в отдельный готовый продукт, грохочение с направлением надрешетного продукта грохочения в отвал, а подрешетного продукта на классификацию, осуществляемую после грохочения с выведением продукта фракции -0,10÷0,25 +0 мм в готовый продукт и подачей фракции -0,40÷0,80 +0,10÷0,25 мм продукта на магнитную сепарацию, которую проводят с получением магнитной фракции, направляемой в отвал, и готового кварцевого концентрата.
Известный способ [1] наиболее близок по признакам и достигаемому результату к предлагаемому способу и выбран в качестве прототипа.
Основным недостатком способа [1] является то, что при таком способе обогащения из основных видов вредных примесей, вносящих оксиды железа в пески, и примесей немагнитных минералов удаляются только ферромагнитные примеси и слабомагнитные железосодержащие минералы посредством магнитной сепарации. Пленка, покрывающая поверхность кварцевых зерен, в состав которой входят гидрооксидные соединения железа и немагнитные минералы тяжелых фракций с электропроводящими свойствами, не удаляется, что не позволяет получить кварцевый концентрат высокого качества.
К недостаткам способа-прототипа можно также отнести недостаточно полное использование сырья.
В основу способа сухого обогащения кварцевых песков поставлена задача получения кварцевого концентрата высокого качества и повышения комплексности использования сырья путем введения в способ после классификации операции оттирки сухим способом с выведением в процессе оттирки продукта фракции -0,10÷0,25 +0 мм в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный и выведением в процессе классификации продукта фракции -4+0,40÷0,80 мм в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный или на измельчение с последующим возвратом в технологическую схему способа, применением электростатической сепарации.
Поставленная задача решается в способе сухого обогащения кварцевых песков, включающем сушку продукта для удаления природной влаги с улавливанием фракции -0,10+0 мм для выведения кварцевой пыли в отдельный готовый продукт, грохочение с направлением надрешетного продукта грохочения в отвал, а подрешетного продукта на классификацию, осуществляемую после грохочения с выведением продукта фракции -0,10÷0,25+0 мм в готовый продукт и подачей фракции -0,40÷0,80+0,10÷0,25 мм продукта на магнитную сепарацию, которую проводят с получением магнитной фракции, направляемой в отвал, и готового кварцевого концентрата. Согласно предлагаемому изобретению классификацию осуществляют в воздушном классификаторе с получением трех фракций продукта, при этом фракцию -4+0,40÷0,80 мм продукта, полученного после классификации, направляют в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный или на измельчение, фракцию -0,40÷0,80+0,10÷0,25 мм продукта направляют на оттирку сухим способом, которую проводят с выведением продукта фракции -0,10÷0,25 +0 мм в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный и получением продукта фракции -0,40÷0,80+0,10÷0,25 мм, который направляют на магнитную сепарацию.
Поставленная задача решается в способе сухого обогащения кварцевых песков, в котором фракцию -4+0,40÷0,80 мм продукта, направленную на измельчение, измельчают и полученный продукт направляют на оттирку сухим способом.
Поставленная задача решается в способе сухого обогащения кварцевых песков, в котором способ дополняют электростатической сепарацией кварцевого концентрата, полученного после магнитной сепарации.
Отличительной особенностью данного способа обогащения кварцевого песка является использование оттирки сухим способом в оттирочных машинах нового поколения. Такая оттирка используется с целью удаления с поверхности кварцевых зерен вторичных минеральных образований - железосодержащих пленок. Во время оттирки сухим способом происходит разрушение железосодержащих пленок за счет трения зерен кварца друг о друга и удаление системой циклонов (например, типа СКЦН) из технологической схемы способа мелкой фракции в готовый продукт, используемый в формовочных смесях. Оттирка сухим способом - простой и экономичный способ отделения железосодержащих пленок от кварцевых зерен, позволяющий улучшить качество кварцевого концентрата для стекольной промышленности в способах сухого обогащения кварцевых песков.
Выделение в процессе классификации крупной фракции продукта и выведение ее в готовый продукт или на измельчение с последующим возвращением в технологическую схему предлагаемого способа на операцию оттирки позволяет более полно использовать сырье, т.е. повысить комплексность использования сырья.
Использование электростатической сепарации в предлагаемом способе обогащения кварцевого песка позволяет извлечь вредные примеси в виде немагнитных минералов с электропроводящими свойствами (например, рутил) и, следовательно, добиться более высокой чистоты кварцевого концентрата для стекольной промышленности, тем самым улучшить его качество.
Предлагаемый способ сухого обогащения кварцевых песков иллюстрируется следующими графическими материалами.
На фиг.1 изображена схема способа сухого обогащения кварцевых песков с выводом в готовый продукт крупного продукта классификации.
На фиг.2 изображена схема способа сухого обогащения кварцевых песков с измельчением крупного продукта классификации.
На фиг.3 изображена схема способа сухого обогащения кварцевых песков с выводом в готовый продукт крупного продукта классификации и электростатической сепарацией.
На фиг.4 изображена схема способа сухого обогащения кварцевых песков с измельчением крупного продукта классификации и электростатической сепарацией.
Заявляемый способ реализуется следующим образом.
2
3
2
3
Исходное сырье, как правило, песок после предварительного грохочения (фиг.1) ленточными конвейерами и ковшевым элеватором подают в сушильный агрегат (например, сушилки «кипящего», или «псевдоожиженного» слоя, или сушилки барабанного типа) для удаления природной влаги до 0,5% влажности и выделения фракции -0,10+0 мм в отдельный готовый продукт - кварцевую пыль, работающий в комплексе с циклонами и другими аппаратами, обеспечивающими необходимые технологические параметры процесса. После сушки продукт подают ленточным конвейером на грохочение по классу 4 мм на вибрационном грохоте (например, типа ВГР) с последующим направлением надрешетного продукта (фракция +4 мм) в отвал и подачей подрешетного продукта ленточным конвейером через бункер с питателем на воздушный классификатор (например, типа КГС), где производят разделение продукта в воздушном потоке на три фракции. Мелкую фракцию -0,10÷0,25+0 мм продукта выводят после улавливания в системе циклонов (например, типа СКЦН) в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный. Крупную фракцию -4+0,40÷0,80 мм продукта, если содержание FeO в ней более 0,05-0,07%, направляют системой ленточных конвейеров и самотеков в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный, применяемый в строительных смесях (фиг.1). Если содержание FeO в крупной фракции менее 0,05-0,07%, ее направляют на измельчение (например, в мельницу ротационного типа), после которого возвращают в технологическую схему на оттирку сухим способом (фиг.2). Среднюю фракцию -0,40+0,80÷0,10+0,25 мм продукта направляют самотеком в оттирочную машину, в которой проводят оттирку сухим способом для разрушения железосодержащих пленок с выведением фракции -0,10÷0,25 +0 мм системой циклонов (например, типа СКЦН) в готовый продукт - кварцевый песок фракционированный, а оттертый продукт фракции -0,40÷0,80+0,10÷0,25 мм подают ленточным конвейером на магнитную сепарацию.
Готовый продукт - кварцевый песок фракционированный фракции -0,10÷0,25+0 мм используют в формовочных смесях.
Магнитную сепарацию фракции -0,40÷0,80+0,10÷0,25 мм проводят, как минимум, в две стадии. Первою стадию осуществляют на барабанном магнитном сепараторе или на стержневом магнитном сепараторе с магнитной индукцией не менее 0,4 Тл для удаления ферромагнитных примесей. Немагнитную фракцию подают на вторую стадию магнитной сепарации, которая осуществляется на высокоинтенсивном роликовом магнитном сепараторе с магнитной индукцией 0,8-1,7Тл (например, типа 2РС или 3РС) для удаления слабомагнитных железосодержащих минералов и примесей из обрабатываемого продукта. Полученную немагнитную фракцию, которая является конечным продуктом - кварцевым концентратом для стекольной промышленности, транспортируют системой ленточных конвейеров и элеваторов в силосы готовой продукции. Полученную магнитную фракцию после первого и второго этапов магнитной сепарации накапливают в приемниках магнитной фракции, вывозят в отвал и складируют отдельно с перспективой дальнейшей переработки для выделения минералов тяжелой фракции и получения концентратов (например, ильменитового, рутилового и/или др.), либо используют для строительных работ.
В тех случаях, когда в полученном кварцевом концентрате присутствуют электропроводящие минералы, в частности рутил, не позволяющие получить после магнитной сепарации стекольный концентрат требуемого качества, применяют электростатическую сепарацию кварцевого концентрата (например, на пластинчатом или барабанном электростатическом сепараторе) с выведением электропроводящей фракции продукта и получением кварцевого концентрата высокого качества (фиг.3, 4).
Реализация предлагаемого способа сухого обогащения кварцевых песков позволяет дополнительно извлечь вредные примеси из кварцевых песков, которые не удалялись в способе-прототипе, и получить кварцевый концентрат для стекольной промышленности более высокого качества, а также повысить комплексность использования сырья.
Источник информации
1. Патент RU 2387491, B07B 9/00, публ. 27.04.2010, Бюл.№12.