СПОСОБ СУХОГО ОБОГАЩЕНИЯ СТЕКОЛЬНЫХ ПЕСКОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КВАРЦЕВОГО КОНЦЕНТРАТА
METHOD OF GLASS-MAKING SANDS PROCESSING FOR PRODUCTION OF QUARTZ CONCENTRATE

Изобретение относится к способам обогащения стекольного песка для получения кварцевого концентрата.
Существует множество различных способов обогащения природных песков, например способ обогащения жильного кварца, известный из патента РФ 2042430, опубликованного 27.08.1995 и включающего дробление песка с последующей магнитной сепарацией, или известный из патента РФ 2017690, опубликованного 15.08.1994, способ обогащения жильного кварца, включающий механическое дробление породы, промывку водой, нагрев до 1000-1100°С, термодробление, измельчение, рассев на рабочую фракцию, магнитную сепарацию, флотацию, химическую обработку, промывку, фильтрацию, сушку и прокаливание. Указанные способы достаточно энергоемки и трудоемки и не позволяют использовать пески различных классов.
Наиболее близким к предложенному изобретению является способ обогащения кварцевого песка для получения стекольного концентрата, известный из патента РФ 2387491, опубликованного 27.04.2010 и включающего загрузку из штабеля кварцевого песка в два приемных бункера с колосниковыми решетками для удаления комовых включений более 150 мм, подачу песка из приемных бункеров электровибрационными питателями и ленточным конвейером на грохочение по классу 15 мм на вибрационном сите, направление надрешетного продукта в отвал и подачу подрешетного продукта двумя последовательно установленными ленточными конвейерами в ковшовый ленточный элеватор, с помощью которого песок транспортируют в накопительный бункер и далее по течке на сушку в барабанную сушилку для удаления природной влаги до 0,12% влажности и выделения фракции -0,1 мм, содержащей 0,265 мас.% оксида железа, в отдельный готовый продукт. Первичное удаление сильномагнитных включений из полученных после сушки песков осуществляют с помощью подвесного магнитного сепаратора, установленного над ленточным конвейером, подающим пески на двухстадийную классификацию песков путем грохочения на последовательно установленных вибрационных грохотах с получением на первой стадии классификации фракций крупностью -15,0+1,2 мм и крупностью -1,2+0,8 мм, содержащей 0,214 мас.% оксида железа, направляемых в отвал, и фракции класса -0,8+0,1 мм, направляемой на вторую стадию классификации с получением фракции крупностью -0,25+0,1 мм, содержащей 0,249 мас.% оксида железа, направляемой на производство строительных смесей, и фракции -0,8+0,25 мм, направляемой на первую стадию магнитной сепарации, осуществляемой на стержневом магнитном сепараторе при магнитной индукции 0,45 Тл для удаления сильномагнитных включений. Затем ленточным конвейером немагнитную фракцию направляют на вторую стадию магнитной сепарации, осуществляемой на роликовом магнитном сепараторе при магнитной индукции 1,1-1,8 Тл для удаления слабомагнитных включений из обрабатываемого песка и получением немагнитной фракции, являющейся конечным продуктом - обогащенным стекольным концентратом.
Отличием предложенного способа от наиболее близкого аналога является применение дополнительных методов обработки и обогащения исходного сырья, которые в совокупности повышают комплексность использования добываемого сырья, полезное извлечение готового продукта и позволяют значительно снизить материальные и трудовые затраты на его производство.
Целью заявленного изобретения является повышение комплексности использования добываемого сырья и полезного извлечения готового продукта, значительное снижение материальных и трудовых затрат на его производство и получение кварцевого концентрата высокого качества.
Согласно предложенному изобретению способ сухого обогащения стекольных песков для получения кварцевого концентрата включает загрузку из усреднительного штабеля стекольного песка в приемный бункер с колосниковой виброрешеткой I стадии грохочения для удаления комовых включений более 150 мм, которые направляют в узел крупного и мелкого дробления, подачу песка, влажностью до 10% и содержащего 0,0462 мас.% оксида железа из приемного бункера последовательно электровибрационным питателем и ленточным конвейером на II стадию грохочения по крупности 50 мм на вибрационном сите, надрешетный продукт которого направляют в узел крупного и мелкого дробления, а подрешетный продукт ленточным конвейером направляют на сушку в сушильную барабанную установку, из отводящих газов которой двухступенчатой системой пылеулавливания улавливают кварцевую пыль -0,1+0 мм, содержащую 1,05 мас.% оксида железа, и выводят в отдельный готовый продукт, после сушки полученные пески с влажностью до 0,5 мас.% по направленной течке подают на вибрационное сито на I стадию классификации по крупности 4 мм с получением надрешетного продукта, направляемого при помощи ленточного конвейера в узел крупного и мелкого дробления, где совместно с надрешетными продуктами I и II стадии грохочения подвергают дроблению до получения фракции крупностью -4,0+0,0 мм, которую объединяют с подрешетным продуктом I стадии классификации и по направленной течке подают в приемное устройство ленточного ковшового элеватора, посредством которого обрабатываемый продукт подают на ленточный конвейер и затем в расходный бункер, откуда материал по двум распределительным устройствам равномерно подают на II и III стадии классификации грохочением, надрешетные продукты которых крупностью -4,0+0,8 мм, содержащие 0,035 мас.% оксида железа, и надрешетный продукт фракции -0,8+0,63 мм, содержащий 0,05 мас.% оксида железа, направляют в соответствующий силос готовой продукции, а подрешетный продукт крупностью -0,63+0,1 мм с каждой сортировки раздельно, по направленным течкам подают на 1-ую стадию магнитной сепарации при магнитной индукции 0,4 Тл для удаления сильномагнитных включений, после чего немагнитную фракцию песка подают на 11-ую стадию магнитной сепарации для удаления слабомагнитных включений при магнитной индукции до 1,7 Тл, немагнитную фракцию которой подают на вакуумную IV стадию классификации, где аспирационной системой с двухступенчатой очисткой улавливают фракции -0,16+0,1 мм, содержащие 0,99 мас.% оксида железа и являющиеся готовым продуктом - формовочным песком, после вакуумной IV стадии классификации выделяют фракцию песка -0,63+0,16 мм, содержащую 0,028 мас.% оксида железа и являющуюся конечным продуктом - обогащенным кварцевым концентратом.
Исходным сырьем для получения кварцевого концентрата по предлагаемому способу обогащения могут быть, например, стекольные пески Ташлинского месторождения, пробы которого были использованы при проведении лабораторных и укрупненных технологических испытаний, или Зыковского месторождения, пески которого аналогичны по химическому составу.
Песок после обогащения может быть использован в производстве оконного стекла, бесцветной тары и других стеклоизделий, требующих высокой чистоты сырьевых материалов для получения светопрозрачной стекломассы, а также мелкие фракции песка соответствует требованиям производства строительных смесей и формовочным пескам для литейной промышленности.
В таблице 1 приведен расчет содержания оксида железа в исходной фракции песка, продуктах, получаемых в процессе обогащения, и в обогащенном концентрате.
На фиг.1 представлена технологическая схема обогащения кварцевого песка.
Заявленный способ реализуется следующим образом.
2
2
3
Стекольные пески загружают из усреднительного штабеля стекольного песка в приемный бункер с колосниковой виброрешеткой I стадии грохочения для удаления комовых включений более 150 мм, которые направляют в узел крупного и мелкого дробления. Из приемного бункера песок влажностью 10%, содержащий 0,0462 мас.% оксида железа, последовательно электровибрационным питателем (ПВЭ-0.6/1.6) и ленточным конвейером подают на II стадию грохочения по крупности 50 мм на вибрационном сите. Надрешетный продукт (+50,0 мм) по направленной течке направляют в узел крупного и мелкого дробления, а подрешетный продукт (-50,0 мм) ленточным конвейером направляют на сушку в сушильную барабанную установку (БН 2.8-16НУ), из отводящих газов которой двухступенчатой системой пылеулавливания улавливают кварцевую пыль -0,1+0,0 мм, содержащую 1,05 мас.% оксида железа, и выводят в отдельный готовый продукт - формовочный песок. После сушки полученные пески с влажностью до 0,5 мас.% по направленной течке подают на вибрационное сито на I стадию классификации по крупности 4 мм с получением надрешетного продукта, направляемого при помощи ленточного конвейера в узел крупного и мелкого дробления, где совместно с надрешетными продуктами I и II стадии грохочения подвергают дроблению до получения фракции крупностью -4,0+0,0 мм, которую объединяют с подрешетным продуктом I стадии классификации и по направленной течке подают в приемное устройство ленточного ковшового элеватора (ЭЛГ-400), посредством которого обрабатываемый продукт подают на ленточный конвейер и затем в расходный бункер. Из расходного бункера материал по двум распределительным устройствам равномерно подают на II и III стадии классификации грохочением (С-2-2000), надрешетные продукты которых крупностью -4,0+0,8 мм (промпродукт 1) и содержащие 0,035 мас.% оксида железа, и надрешетный продукт фракции -0,8+0,63 мм (промпродукт 2), содержащий 0,05 мас.% оксида железа, направляют в соответствующий силос готовой продукции. Полученные в результате обработки исходного материала фракционированные промпродукты (первый и второй) являются готовой продукцией и по мере накопления силосов отгружаются потребителю. Подрешетный продукт крупностью -0,63+0,1 мм с каждой сортировки раздельно, по направленным течкам подают на I-ую стадию магнитной сепарации (СМБМ 335×800) при магнитной индукции 0,4 Тл для удаления сильномагнитных включений, после чего немагнитную фракцию подают на II-ую стадию магнитной сепарации (СМВИ 2М) при магнитной индукции до 1,7 Тл для удаления слабомагнитных включений, немагнитную фракцию которой подают на вакуумную IV стадию классификации, где системой двухступенчатой очистки (ВРП 115-45-5.1, циклон ЦОК-10, установка УВП-СТ-С-2-ФРИ-14) улавливают фракцию песка -0,16+0,1 мм, содержащую 0,99 мас.% оксида железа и являющуюся готовым продуктом, которая по мере формирования партии отгружается потребителю как формовочный песок марки 2КOO16 или песок II-го класса «тонкий» и «очень тонкий» для производства строительных смесей. После вакуумной IV стадии классификации фракция песка -0,63+0,16 мм, содержащая 0,028 мас.% оксида железа, являющаяся конечным продуктом - обогащенным кварцевым концентратом, двумя последовательными ленточными конвейерами подается в приемный бункер ковшового элеватора, с помощью которого готовый продукт транспортируется на ленточный конвейер с плужковым распределителем, обеспечивающим поочередную загрузку 4-х силосов, емкостью V=800 м каждый, с возможностью регулирования продукции по соответствующим маркам.
Из силосных складов кварцевый песок отгружается потребителям в вагоны закрытого типа. Регулирование загрузки производится при помощи расходомеров «Лотос».
3
Для обеспечения широкого спектра потребителей готовой продукцией в различных объемах и упаковке силосные банки оборудованы дополнительными направленными течками с затворами, по которым кварцевый концентрат подается последовательно тремя ленточными конвейерами в два бункера, емкостью V=5 мкаждый. Один из бункеров оборудован установкой для затаривания продукции в мягкие контейнеры типа Биг-Бэг, второй для загрузки автомобильного транспорта закрытого типа. Для взвешивания отгружаемой продукции установлены автомобильные весы ВА-80-24-4. Для контроля отправки готовой продукции ж/д транспортом используются железнодорожные весы Q=150 т.
Пески месторождения в природном виде по химическому составу отвечают требованиям ГОСТ 22551-77 "Песок кварцевый, молотые песчаник, кварцит и жильный кварц для стекольной промышленности".
Из исходного сырья ВС-050-1 получают обогащенный кварцевый концентрат марки ОВС-030-В.
При подаче на обработку исходного сырья другого качества можно будет получить обогащенное сырье следующих марок по ГОСТ 22551, а именно:
- из песка марки ПС-250 - концентрат марки ПБ-150-1;
- из песка марки ПБ-150-1 - концентрат марки Б-100-1;
- из песка марки Б-100-1 - концентрат марки С-070-1;
- из песка марки С-070-1 - концентрат марки ВС-050-1 или ВС-040-1;
- из песка марки ВС-050-1 - концентрат марки ВС-030-В;
- из песка марки ВС-030-В - концентрат марки ВС-020-В или ООВС-015-1.
Схема обогащения стекольных песков является экологически чистой. Исходное полезное ископаемое и обогащенные кварцевые пески не радиоактивны.
Таблица расчета содержания оксида железа в исходной фракции песка и в обогащенном концентрате.
Таблица 1
Класс крупности, мм
Марка ВС-050-1
Марка ВС-030-В
Фракция -4,0+0,0 мм, мас.%
Фракция -0,63+0,16 мм, мас.%
Выход, мас.%
Содерж. Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, мас.%
Извлеч. Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, мас.%
Выход, мас.%
Содержание Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, мас.%
Извлечение Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, мас.%
-4,0+0,8
0,85
0,035
0,65
-
-
-
-0,8+0,63
2,39
0,05
2,59
-
-
-
-0,63+0,5
4,40
0,02
1,92
4,40
0,02
3,31
-0,5+0,315
38,82
0,021
17,66
38,82
0,021
30,53
-0,315+0,2
44,26
0,028
26,84
44,26
0,028
46,39
-0,2+0,16
7,63
0,09
14,86
5,87
0,09
19,77
-0,16+0,1
1,58
0,99
33.87
-
-
-
-0,1+дно
0,07
1,05
1,61
-
-
-
Итого:
100,00
0,0462 Расчетный
100,00
93,35
0,0283 Расчетный
100,00 Расчетный