СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЛЮДЯНОЙ БУМАГИ ИЗ ОТВАЛОВ СЛЮДЯНЫХ РУДНИКОВ
METHOD FOR PRODUCING RAW MATERIALS FOR PRODUCTION OF MICA PAPER FROM DUMPS OF MICA MINES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Техническое решение относится к способу обогащения слюды для производства слюдяных бумаг, используемых преимущественно в электротехнической промышленности, в частности для изоляционных прокладок, изоляции обмоток электрических машин, высоковольтных кабелей или между ламелями коллекторов и т.п.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что отвалы - это размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостов обогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твердого топлива. В отвалах содержится достаточно большое количество полезных ископаемых, в том числе и слюдяного сырья. Само слюдяное сырье в отвалах, представляет собой мелкоразмерные слюдяные кристаллы, спрессованные/соединенные с породой.
2
2
При обогащении слюдяных руд, а именно слюда класса - 20 мм (слюда менее 4 см), относящиеся к категории мелкоразмерных слюд, не извлекаются и вместе с горной массой направляются в отвал, хотя они составляют до 30% от общего количества добываемой слюды, что является неэффективным процессом обогащения и рационального использования ценного сырья. При этом мелкоразмерная слюда, размером менее 4 см, используется только для производства молотой и дробленной слюды (Волков К.И. «Свойства, добыча и переработка слюды». Восточно-сибирское книжное издательство, 1977 г.).
Известен пневматический сепаратор (UA84202 от 31.10.2006, класс МПК В07В 9/00, В07В 4/02) использующийся в горно-перерабатывающей промышленности, при обогащении для пневматической сепарации исходного сырья (смесь кристаллических пород и глины), которое характеризуется наличием глинистых частиц, связанных с твердыми минеральными частицами, которые имеют разный гранулометрический состав. Пневматический сепаратор содержит корпус с воздухоподающим устьем, выходным отверстием и делительными лейками, связанными с основой корпуса. В верхней части корпуса на амортизирующих опорах закреплено загрузочное устройство, связанное с вибровозбудителем, который выполнен в виде приемной лейки с грохотом. Загрузочное устройство оснащено консольно закрепленными, выполненными из упругоподатливого материала отбойниками-измельчителями, которые установлены с возможностью примыкания к рабочей поверхности грохота, а также закреплены на внутренней образующей приемной лейки. Вершины делительных леек оснащены шарнирно закрепленными шиберными заслонками, выполненными с возможностью фиксации положения, над которыми на уровне основы корпуса установлена аэродинамическая решетка. Реализация изобретения позволяет выполнять эффективную сепарацию горной массы, которая имеет примеси глины, объем которой превышает объем минеральных частиц, которые содержат полезный компонент.
Недостаток указанного пневматического сепаратора - использование только для смеси кристаллических пород и глины. Кроме того, отсутствует сортировка пород по весу.
Известна также технология Собенникова Н.В. «Разработка технологии извлечения и переработки слюдяного сырья из отвалов Слюдяного месторождения флогопита» (автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Иркутск, 2006). Целью работы является разработка технологии обогащения и переработки мелкоразмерного слюдяного сырья при условии рационального использования природных ресурсов, при этом проведен анализ сырьевой базы (отвалов горной массы) Слюдяного месторождения флогопита и целесообразность использования мелкоразмерных слюд класса - 20+1 мм.
Недостатком является использование мелкоразмерных слюд класса - 20+1 мм. При этом более мелкоразмерные меньше 10 мм не рассматриваются.
2
Известны технология извлечения слюды из отходов горно-обогатительных предприятий (Перфилова Ю.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Иркутск 2008) и технология извлечения и переработки слюдяного сырья из отвалов слюдяного месторождения флогопита (Собенников Н.В. Диссертация и автореферат по ВАК РФ 25.00.13, электронное депонирование https://www.dissects.com/content/razrabotka-tekhnologii-izvlecheniya-i-pererabotki-slyudyanogo-syrya-iz-otvalov-slyudyanskogo), где рассмотрена возможность обогащение слюды по форме. В заявленных технологиях переработка слюды осуществляется с помощью щелевого и ситового виброгрохотов. Используется слюда крупного и среднего размеров, а именно свыше 4 см, которая после переработки поступает на изготовление слюдяной бумаги, а порода с мелкоразмерной слюдой уходит в отвал. Указанные технологии приняты за прототип.
Известен также аэродинамический сепаратор - предназначенный для очистки от любого вида мусора, и сортировка по весу семян зерновых, зернобобовых, кормовых, масличных и травяных культур. Ранее сепараторы подобного типа не применялись для очистки горных пород.
2
Задачей технического решения является разработка способа получения сырья для производства слюдяной бумаги из отвалов слюдяных рудников, повышающий производительность, за счет получения и очищения слюды из отвалов менее 4 см и дальнейшее ее применение для получения слюдяной бумаги.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
Технический результат вышеприведенной задачи достигается за счет разработки способа получения сырья для производства слюдяной бумаги из отвалов слюдяных рудников, включающий в себя этапы использования щелевого и ситового виброгрохотов, при этом дополнительно введена сортировка слюды по весу, за счет использования аэродинамического сепаратора с горизонтальным потоком воздуха.
2
Согласно техническому решению, способ достигается за счет того, что осуществляется сортировка слюды размером менее 4 см.
2
Указанные технические решения обеспечивают получение дополнительного количества сырья для производства слюдяной бумаги, за счет использования мелкоразмерных слюд, размером менее 4 см.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 схематически изображена блок схема способа получения сырья для производства слюдяной бумаги из отвалов слюдяных рудников, где
поз. 1 - щелевой виброгрохот, представляет собой устройство с металлическими параллельными полосками, расположенными на определенном расстоянии, например, но не ограничиваясь от 3 до 5 мм;
2
поз. 2 - ситовой виброгрохот, представляет собой устройство с решеткой, где ячейки выполнены в виде квадрата, например, но не ограничиваясь, размером примерно 20×20 мм;
поз. 3 - ленточный конвейер, представляет собой транспортирующее устройство непрерывного действия, рабочим органом которого служит подвижная бесконечная лента, огибающая два концевых барабана - приводной и натяжной;
поз. 4 - аэродинамический сепаратор, представляет собой устройство для разделения материалов на легкую и тяжелую фракции.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
В техническом решении под используемыми терминами понимаются следующие понятия:
«Слюдяное сырье» - слюда и порода.
«слюда» и «слюдяные кристаллы», «слюдяные частицы» - одно и тоже, а именно слюда в виде кристаллов.
При этом дополнительно Заявитель считает дать следующие пояснения:
Подрешетный продукт I этапа - представляет собой слюду и мелкую породу.
Подрешетный продукт II этапа - представляет собой более мелкие размеры слюды, по сравнению со слюдой I этапа и мелкую породу, за счет использование на этапе II мелкоячеистой сетки.
Надрешетный продукт I этапа - представляет собой отправленную в отвал крупную породу.
Надрешетный продукт II этапа - представляет собой отправленную слюду и среднею породу на ленточный конвейер, где происходит ручная выборка.
У слюды/слюдяных кристаллов принято следующие разделение:
- купные кристаллы, размером от 100 и более см2 используется для выпуска листовых изделий, такие как смотровые окна и телевизионная слюда и т.п.;
- средние кристаллы, размером от 50 до 100 см2 - в конденсаторных и радиодетальных областях;
- средне-мелкие кристаллы, размером от 25 до 50 см2 - в конденсаторных и радиодетальных областях;
- мелкие кристаллы, размером от 4 до 25 см2 - используются для производства слюдяных бумаг (слюдопласты и слюдиниты);
2
- размером, менее 4 см - направляется в отвал - ранее почти негде не использовалась.
На сегодняшний день известна технология обогащения слюдяного сырья после добычи на слюдяных месторождениях, которая представляет собой стандартное разделение слюдяного сырья - слюды от сопутствующей породы используются щелевые (1) и сетчатые (2) виброгрохоты, где после сетчатого (2) слюда поступает на ленточный конвейер (3), где производиться ручная выборка слюды по размерам их площади.
2
Заявляемое техническое решение обеспечивает получение и очищение слюды из отвалов менее 4 см и дальнейшее ее применение для получения слюдяной бумаги.
Заявленный способ получения сырья для производства слюдяной бумаги из отвалов слюдяных рудников осуществляется в три этапа:
Первый этап происходит разделение слюды и породы по форме. Работа происходит с помощью загрузочного бункера (на фиг. 1 не показан) слюдяное сырье поступает в щелевой виброгрохот (поз. 1), в щель. Размер щели, например, но не ограничиваясь от 3 до 5 мм, где во время вибрации на определенном наклоне, примерно 20°, слюда, представляющая собой пластины, проваливается на II этап (подрешетный продукт). А порода разной формы (надрешетный продукт) уходит в отвал.
2
2
Вторым этапом происходит разделение слюды и породы по площади. Работа происходит с помощью использования ситового виброгрохота (поз. 2), где также при вибрации и определенном наклоне, примерно 20° происходит сортировка породы и слюды. При этом слюда с породой (надрешетный продукт) размером больше 4 см попадает на ленточный конвейер (поз. 3), где происходит ручная выборка слюды. А слюда размером менее 4 см с мелкой породой попадает на III этап (подрешетный продукт).
2
2
2
Третьим этапом, ранее негде не применялся, что отвечает критерию «новизна» происходит разделение слюды и породы по весу. На этом этапе оставшиеся мелкоразмерные пластины слюды, размером менее 4 см и оставшаяся порода попадают в аэродинамический сепаратор (поз. 4), где с помощью подачи воздуха происходит разделение мелкоразмерной слюды и мелкой породы, так как порода, имеющая больший вес, чем слюда уходит в отвал (отходы), а слюда поднимается по воздуху (готовый продукт) и в дальнейшем собирается для отправки ее на переработку для получения слюдяной бумаги. Готовый продукт III этапа представляет собой слюду размером от 0,5 см до 4 см с допустимым для производства слюдяной бумаги количество породы, менее 3%. При этом на III этапе есть побочный продукт - пыль (пылевидная слюда), также с допустимым порогом породы, менее 3%, которая используется для помола.
Пример 1:
На одном из предприятий, где выпускается слюдяная бумага, был проведен эксперимент.
Суть эксперимента: было использовано слюдяное сырье из отвала слюдяного месторождения, в количестве 30 тонн. Сырье было пропущено через три этапа. Получено было около 16 тонн слюдяной бумаги, соответствующее ТУ №3491-088-00281915-2007.
Заявленное техническое решение, а именно способ получения сырья для производства слюдяной бумаги из отвалов слюдяных рудников, за счет использования аэродинамического сепаратора обеспечивает повышение производительности, за счет переработки сырья из отвалов слюдяных месторождений.