КОМПЛЕКС ДЛЯ СУХОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУДНЫХ И НЕРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к горно-обогатительному оборудованию и может быть использована в строительной, горной, химической и других отраслях народного хозяйства для сухого обогащения рудных, нерудных материалов и техногенных отходов, содержащих компоненты с различной формой или плотностью частиц, например, вермикулита, слюд, руд металлов, металлургических шлаков и др.
Известен комплекс для сухого обогащения рудных и нерудных материалов и переработки техногенных отходов, включающий соединенные между собой участок предварительной подготовки материала или место накопления материала, или участок технологического процесса, грохот, к выходам которого, отдельно друг от друга, присоединены два грохота, выходы которых оснащены виброситами [1].
К недостаткам данного комплекса можно отнести невысокую эффективность разделения.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание комплекса обогатительного оборудования, обеспечивающего высокое качество разделения широкого класса материалов.
Поставленная задача решена тем, что в комплексе для сухого обогащения рудных и нерудных материалов и переработки техногенных отходов, включающем соединенные между собой участок предварительной подготовки материала или место накопления материала, или участок технологического процесса, по меньшей мере, один грохот и, по меньшей мере, два сепарирующие устройства, соединенные отдельно друг от друга с разными выходами продуктов грохочения, сепарирующие устройства выполнены в виде пневматических классификаторов.
Поставленная задача может быть решена также тем, что, по меньшей мере, один пневматический классификатор может быть снабжен пылеосадителем; по меньшей мере, один пылеосадитель может быть снабжен, по меньшей мере, одним виброситом; по меньшей мере, один пневматический классификатор может быть снабжен, по меньшей мере, одним виброситом; комплекс может быть снабжен, по меньшей мере, одним измельчителем; по меньшей мере, один пневматический классификатор может быть соединен с, по меньшей мере, одним измельчителем, соединенным с, по меньшей мере, одним грохотом; по меньшей мере, одно вибросито, соединенное с пневматическим классификатором, может быть соединено с, по меньшей мере, одним измельчителем, соединенным с, по меньшей мере, одним грохотом; комплекс может быть снабжен дополнительным пневматическим классификатором переработки измельченного материала, соединенным с измельчителем и снабженным пылеуловителем, соединенным с виброситом и, по меньшей мере, одним виброситом; участок предварительной подготовки может включать последовательно расположенные и связанные между собой первичный грохот, сушильный барабан, вторичный грохот, и/или магнитный сепаратор.
На Фиг.1 представлен комплекс для сухого обогащения рудных и нерудных материалов и переработки техногенных отходов.
Комплекс для сухого обогащения рудных и нерудных материалов и переработки техногенных отходов включает соединенные между собой участок предварительной подготовки материала 1 или место накопления материала, или участок технологического процесса (на Фиг.1 не показаны), по меньшей мере, один грохот 2, имеющий, по меньшей мере, выход крупного продукта грохочения 3 и выход мелкого продукта грохочения 4, и, по меньшей мере, пневматический классификатор 5 и пневматический классификатор 6. Пневматический классификатор 5 соединен с выходом крупного продукта грохочения 3, а пневматический классификатор 6 соединен с выходом мелкого продукта грохочения 4. Любой пневматический классификатор 5 и 6 может быть снабжен пылеосадителем 7 и 8, при этом каждый пылеосадитель 7 и 8 может быть снабжен виброситом 9 и 10. Любой пневматический классификатор 5 и 6 может быть снабжен, по меньшей мере, одним виброситом 11 и 12. Предлагаемый комплекс может быть оснащен, по меньшей мере, одним измельчителем 13, вход которого может быть соединен с, по меньшей мере, одним пневматическим классификатором 5 и 6, а выход - с, по меньшей мере, одним грохотом 2. Кроме того, вход измельчителя 13 может быть соединен с, по меньшей мере, одним виброситом 11 и 12. Предлагаемый комплекс может быть также оснащен дополнительным пневматическим классификатором переработки измельченного материала 14, соединенным с измельчителем 13 и снабженным пылеуловителем 15, оснащенным виброситом 16, и, по меньшей мере, одним виброситом 17. Участок предварительной подготовки 1 может включать последовательно расположенные и связанные между собой первичный грохот, сушильный барабан, вторичный грохот, и/или магнитный сепаратор (на Фиг.1 не показаны).
Работу комплекса для сухого обогащения рудных и нерудных материалов и переработки техногенных отходов рассмотрим на примере переработки электронного лома.
мк
нм
δ
δ
δ
гр
грНМК
грМК
мк
нмк
грНМК
грМК
3
3
В рассматриваем примере работы предлагаемого комплекса лом разделяют на металлические компоненты (МК) с плотностью частиц ρ>г/см и неметаллические компоненты (НМК) с плотностью частиц ρ<2 г/см. Разделение частиц в пневматических классификаторах происходит в воздушных потоках, где их аэродинамическое сопротивление для данного примера определяется законом сопротивления Ньютона, который действует при Re>1000 (где Re - критерий Рейнольдса частицы, определяющийся по формуле Rе=δ×v/ν, где δ - размер частицы, v - относительная скорость обтекания ее воздушным потоком, ν - коэффициент кинематической вязкости воздуха). В диапазоне действия закона сопротивления Ньютона величина граничной крупности разделения частицы δ~f(1/ρ), где ρ - плотность частицы. В этом случае отношение размеров частиц граничной крупности разделения НМК и МК будет определяться соотношением δ/δ=ρ/ρ>7/2=3,5. Величина динамического коэффициента формы частиц, влияющая на аэродинамическое сопротивление частиц, для большинства частиц НМК, существенно больше, чем для частиц МК. Поэтому принимаем, что соотношение размеров частиц граничной крупности разделения НМК и МК определяется величиной δ/δ≥4.
Комплекс работает следующим образом. После участка предварительной подготовки 1 электронный лом крупностью до 10 мм подается на грохот 2, где разделяется, по меньшей мере, на два продукта: крупный продукт грохочения (КПГ) крупностью 2,5-10 мм и мелкий продукт грохочения (МПГ) крупностью 0-2,5 мм.
КПГ через выход крупного продукта грохочения 3 грохота 2 подается в пневматический классификатор 5, где сепарируется на два продукта тяжелый продукт разделения (ТПР5) и легкий продукт разделения (ЛПР5) по граничной крупности разделения относительно металлических компонентов МК, например, около 2,5 мм. ТПР5 является полиметаллическим концентратом с содержанием МК крупностью 2,5-10 мм. ЛПР5 содержит НМК крупностью 2,5-10 мм.
МПГ через выход мелкого продукта грохочения 4 грохота 2 подается в пневматический классификатор 6, где сепарируется на два продукта ТПР6 и ЛПР6 по граничной крупности разделения относительно МК 0,63 мм. ТПР6 является полиметаллическим концентратом с содержанием МК крупностью 0,63-2,5 мм. ЛПР6 является промпродуктом и содержит НМК крупностью 0-2,5 мм и МК крупностью менее 0,63 мм.
грМК
Содержание МК в полиметаллическом концентрате регулируется величиной граничной крупности разделения МК - δ и может достигать массового содержания более 95%. ТПР5 с требуемым содержанием МК поступает на металлургическую переработку. ЛПР5 содержит НМК крупностью 2,5-10 мм и является отвальным продуктом или поступает на дальнейшую переработку с целью производства строительных заполнителей.
Если конструкция пневматических классификаторов не предусматривает внутреннюю циркуляцию воздушного потока и пылеосаждение, пневматические классификаторы 5 и 6 могут быть соединены с пылеосадителями 7 и 8 для выделения ЛПР из аэродисперсного потока. Для дальнейшей переработки ЛПР4 после пылеосадителя 8 может подаваться на вибросито 10. На вибросите 10 происходит фракционирование ЛПР4 по крупности, например, 0,63 мм. При этом, крупный продукт фракционирования (КПФ10) содержит НМК крупностью 0,63-2,5 мм и не содержит МК, т.е. является отвальным продуктом, а мелкий продукт фракционирования (МПФ10) содержит МК и НМК крупностью менее 0,63 мм и, являясь промпродуктом, может направляться на складирование или дальнейшую переработку.
срТПР5min
срТПР5min
cpЛПР5max
срЛПР5max
грBС11
грВС11
срТПР5min
грBC11
грВС11
При содержании в электронном ломе сростков МК и НМК нужна дополнительная переработка продуктов разделения для раскрытия сростков и сепарации их компонентов. В этом случае ТПР5 представляет собой полиметаллический концентрат или промпродукт, содержащий МК крупностью 2,5-10 мм и сростки крупностью 2,5<δ≤10 мм, где δ - минимальный размер сростка, а ЛПР5 является отвальным или промпродуктом с содержанием НМК крупностью 2,5-10 мм и сростков крупностью 2,5≤δ<10 мм, где δ - максимальный размер сростка. ТПР5 для дальнейшей переработки может подаваться в измельчитель 13 для раскрытия сростков или на вибросито 11, где происходит его фракционирование по технологически выбранной крупности δ, при этом δ≥δ, с получением двух продуктов - МПФ11 и КПФ11. МПФ11 является полиметаллическим концентратом крупностью 2,5 мм-δ. КПФ11 является промпродуктом, содержит МК и сростки крупностью δ-10 мм и может направляться на складирование или дальнейшую переработку, в том числе на измельчитель 13 для раскрытия сростков.
грВС9
грВС9
срЛПР5max
грВС9
грВС9
ЛПР5 можно подавать на пылеосадитель 7 и затем на вибросито 9, где происходит его фракционирование по технологически выбранной крупности δ при этом δ≤δ. В результате можно получить КФР9 с содержанием преимущественно НМК крупностью δ-10 мм как отвальный продукт и МПФ9, содержащий НМК и сростки крупностью 2,5 мм-δ, который может направляться на складирование или дальнейшую переработку, в том числе на измельчитель 13 для раскрытия сростков.
срТПР4min
срТПР6min
срЛПР6max
срЛПР6max
грВС12
грВС12
срТПР6min
грBC12
грBC12
ТПР6 является полиметаллическим концентратом или промпродуктом и содержит МК крупностью 0,63-2,5 мм и сростки крупностью 0,63<δ≤2,5 мм, где δ - минимальный размер сростка. ЛПР6 является отвальным или промпродуктом и содержит НМК крупностью 0-2,5 мм и сростки крупностью 0<δ<2,5 мм, где δ - максимальный размер сростка. Для дальнейшей переработки ТПР6 можно подавать в измельчитель 13 для раскрытия сростков или на вибросито 12, где происходит его фракционирование по технологически выбранной крупности δ, при этом δ≥δ. В результате фракционирования получают МПФ12, который является полиметаллическим концентратом крупностью 0,63 мм-δ и КПФ12, который является промпродуктом и содержит МК и сростки крупностью δ-2,5 мм и может направляться на складирование или дальнейшую переработку, в том числе на измельчитель 13 для раскрытия сростков.
грBC10
грBC10
срЛПР6max
грBC10
грBC10
ЛПР8 может подаваться на вибросито 10, где происходит его фракционирование на две фракции, КФР10 и МПФ10, по технологически выбранной крупности δ, при этом δ≥δ., при этом, КФР10 является отвальным продуктом и содержит преимущественно НМК крупностью δ-2,5 мм, а МПФ10 является промпродуктом и содержит МК, НМК и сростки крупностью 0-δ и далее может направляться на складирование или дальнейшую переработку.
гр
грMK
Измельчитель 13 настраивают на селективное измельчение - в первую очередь, на раскрытие или разрушение сростков, а также на измельчение НМК. После измельчителя 13 материал может подаваться на грохот 2 или в дополнительный пневматический классификатор переработки измельченного материала 14, оптимальная величина граничной крупности разделения δ которого определяется по фракционному и компонентному составу материала после измельчителя 13, а именно: минимальный размер частиц МК и сростков, поступающих в измельчитель 13 с ТПР6 составляет ~ 0,63 мм, если предположить, что измельчитель 13 существенно не уменьшает крупность частиц МК, то величина граничной крупности разделения по МК δ дополнительного пневматического классификатора переработки измельченного материала 14 может составлять ~ 0,63 мм. В пневматический классификатор 14 материал может подаваться после измельчителя 13. В нем материал сепарируется на ТПР14, который является полиметаллическим концентратом с крупностью МК≥0,63 мм и на ЛПР14, который поступает в пылеосадитель 15 и является отвальным продуктом с крупностью НМК≤2,5 мм.
В случае необходимости ТПР14 может подаваться на вибросито 17, где фракционируется по требуемой крупности, определенной по фракционному и компонентному составу ТПР14, на КПФ17 и МПФ17, являющихся полиметаллическими концентратами второго и первого сорта. КПФ17 может поступать на дополнительную переработку в измельчитель 13. ЛПР15 может подаваться на вибросито 16, где фракционируется по требуемой крупности, определенной по фракционному и компонентному составу ЛПР14, на КПФ16 и МПФ16, являющихся в этом случае отвальным продуктом и промпродуктом.
В результате получают товарный продукт в виде полиметаллического концентрата с регулируемым содержанием МК более 90-95%.
Таким образом, предлагаемый комплекс обеспечивает с высоким качеством разделения сухое обогащение рудных, нерудных материалов и техногенных отходов, содержащих компоненты с различной формой или плотностью частиц, например, вермикулита, слюд, руд металлов, металлургических шлаков и др.
Источники информации:
1. WO 2005014188 A1, 2005.