комплексный способ переработки отходов обогащения железных руд
Классы МПК: | B03B9/06 для прочих отходов |
Автор(ы): | Сенкус Витаутас Валентинович (RU), Коробейников Анатолий Прокопьевич (RU), Сенкус Валентин Витаутасович (RU), Конакова Нина Ивановна (RU), Сенкус Василий Витаутасович (RU), Полякова Дарья Александровна (RU), Лаврентьев Виктор Николаевич (RU), Стефанюк Богдан Михайлович (RU), Дъячкова Тамара Васильевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-11-07 публикация патента:
20.10.2014 |
Изобретение относится к области переработки вторичных ресурсов и может быть использовано при обогащении отходов железорудных и других материалов на обогатительных фабриках. Комплексный способ переработки отходов обогащения железных руд включает дробление отходов, отделение магнитных пород магнитными сепараторами, отделение и переработку тяжелых пород, отделение и переработку легких и немагнитных пород, отделение и переработку размокаемых пород. Переработку отходов производят в два этапа: на первом сухом этапе производят первичное отделение магнитных пород магнитными сепараторами барабанного типа, немагнитные породы разделяют на классификаторе на класс крупностью +2,0 мм и передают его на дробление, где его измельчают и сбрасывают на ленточный транспортер и смешивают с классом крупностью -2,0 мм после классификатора и проводят вторичное отделение магнитных пород магнитными сепараторами барабанного типа, которые направляют на переработку и брикетирование. Немагнитные породы передают на второй гидравлический этап переработки, для чего их сбрасывают в вибрационный желоб, установленный с уклоном, куда подают воду, и в созданной пульпе гравитационно разделяют немагнитные породы по плотности и крупности частиц, для чего гидравлический поток равномерно увеличивают по высоте в вибрационном желобе. Дифференцированный поток направляют в приемные воронки с отводящими обезвоживающими желобами, установленными с углами естественного откоса, для перепуска обезвоженных сыпучих пород в обезвоживающие бункеры с питателями, откуда обезвоженные породы периодически подают в аппараты Кнельсона, в которых разделяют частицы пород на тяжелые, благородные и редкоземельные, шлихи которых отгружают для аффинажной обработки. Пустую породу из аппаратов, воду из обезвоживающих бункеров и желобов и поток, не уловленный воронками, подают в головную часть обезвоживающего комплекса, где производится осаждение, выдача и обезвоживание твердых частиц в обезвоживающий бункер песка, откуда ее подают для затаривания. Неосевшие частицы вместе с размокаемыми коллоидными частицами переливом уходят в головную часть аккумулирующего обезвоживающего комплекса, где их отстаивают, выдают, частично обезвоживают и используют в виде глины. Осветленная вода шламовым насосом возвращается в головную часть второго этапа. Недостаток воды в замкнутом цикле водоснабжения второго этапа восполняют из внешнего источника. Технический результат - повышение эффективности выделения полезных компонентов из отходов обогащения. 1 ил.
Формула изобретения
Комплексный способ переработки отходов обогащения железных руд, включающий дробление отходов, отделение магнитных пород магнитными сепараторами, отделение и переработку тяжелых пород, отделение и переработку легких и немагнитных пород, отделение и переработку размокаемых пород, отличающийся тем, что переработку отходов производят в два этапа: на первом сухом этапе производят первичное отделение магнитных пород магнитными сепараторами барабанного типа, немагнитные породы разделяют на классификаторе на класс крупностью +2,0 мм и передают его на дробление, где его измельчают и сбрасывают на ленточный транспортер и смешивают с классом крупностью -2,0 мм после классификатора и проводят вторичное отделение магнитных пород магнитными сепараторами барабанного типа, которые направляют на переработку и брикетирование, а немагнитные породы передают на второй гидравлический этап переработки, для чего их сбрасывают в вибрационный желоб, установленный с уклоном, куда подают воду, и в созданной пульпе гравитационно разделяют немагнитные породы по плотности и крупности частиц, для чего гидравлический поток равномерно увеличивают по высоте в вибрационном желобе, а дифференцированный поток направляют в приемные воронки с отводящими обезвоживающими желобами, установленными с углами естественного откоса, для перепуска обезвоженных сыпучих пород в обезвоживающие бункеры с питателями, откуда обезвоженные породы периодически подают в аппараты Кнельсона, в которых разделяют частицы пород на тяжелые, благородные и редкоземельные, шлихи которых отгружают для аффинажной обработки, а пустую породу из аппаратов, воду из обезвоживающих бункеров и желобов и поток, не уловленный воронками, подают в головную часть обезвоживающего комплекса, где производится осаждение, выдача и обезвоживание твердых частиц в обезвоживающий бункер песка, откуда ее подают для затаривания, а неосевшие частицы вместе с размокаемыми коллоидными частицами переливом уходят в головную часть аккумулирующего обезвоживающего комплекса, где их отстаивают, выдают, частично обезвоживают и используют в виде глины, а осветленная вода шламовым насосом возвращается в головную часть второго этапа, при этом недостаток воды в замкнутом цикле водоснабжения второго этапа восполняют из внешнего источника.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области переработки вторичных ресурсов и может быть использовано при обогащении отходов железорудных и других материалов на обогатительных фабриках.
Известен способ обогащения магнитных продуктов (статья Кармазин, В.И. Магнитные методы обогащения / В.И. Кармазин В.В. Кармазин - М.: Недра, 1984. - С.411-412), который включает измельчение, классификацию, защитное грохочение, обогащение магнитными сепараторами. Основными недостатками способа являются большие энергозатраты, а также недостаточная степень извлечения железа в концентрат.
Известен способ получения природного красного железоокисного пигмента из руды (патент RU 2441892, МПК 00901/24, опубл. 10.02.2012), который включает ее дробление, обогащение методом магнитной сепарации и повторное измельчение. В качестве руды может быть использован гематит, мартит, гидрогематит. Сначала руду дробят до размера не более 10 мм, после чего измельчают мокрым способом до размера частиц 60-80% класса мельче 40 мкм и классифицируют в 4 стадии. Классифицирование включает основную классификацию, первое перечистное, первое контрольное и второе контрольное гидроциклирование. Затем проводят окислительную деструкцию сульфидов, содержащихся в руде, сгущение и сушку с одновременной дезинтеграцией и воздушной классификацией пигмента. Изобретение позволяет повысить выход пигмента и экологичность производства, снизить содержание серы в пигменте и количество отходов, но способ не обеспечивает безотходность переработки.
Известен способ разделения минеральных продуктов на магнитные и немагнитные части (патент RU 2430786, МПК В03С 1/02, опубл. 10.10.2011), который включает подачу пульпы в верхнюю часть винтообразного с вертикальной осью желоба, подачу смывной воды по всему периметру внутреннего борта желоба, стекание пульпы под действием силы тяжести вниз в виде разной глубины по сечению желоба закрученного потока, создание в зоне разделения продукта обогащения магнитной напряженности, концентрацию минералов, вывод продуктов обогащения. При этом регулируемым и реверсируемым вращением винтообразного желоба вокруг своей вертикальной оси управляют центробежными силами в пространстве разделения обрабатываемого материала и осуществляют разделение минеральных продуктов по крупности, плотности, а магнитная система для создания магнитной напряженности расположена внутри винтообразного желоба. Технический результат - повышение эффективности разделения.
Способ сухого обогащения сырья полезных ископаемых (патент RU 2329105, МПК В07В 9/00, опубл. 20.07 2008) включает четыре стадии, на первой из которых исходное сырье с размером фракции не более 300 мм дробят до размера частиц не более 25 мм и отделяют просеиванием частицы размером не более 10 мм, остальное сырье разделяют по плотности на частицы пустой породы, целевого полезного ископаемого и сростки целевого полезного ископаемого с породой, на второй стадии сростки целевого полезного ископаемого с породой дробят до размера частиц не более 10 мм, от которых и от отделенного на первой стадии просеиванием сырья отделяют просеиванием частицы размером не более 5 мм, а остальное сырье разделяют по плотности на частицы пустой породы, целевого полезного ископаемого и сростки целевого полезного ископаемого с породой, на третьей стадии сростки целевого полезного ископаемого с породой дробят до размера частиц не более 5 мм, от которых и от отделенного на второй стадии просеиванием сырья отделяют просеиванием частицы размером не более 1 мм, а остальное сырое разделяют по плотности на частицы пустой породы, целевого полезного ископаемого и сростки целевого полезного ископаемого с породой, на четвертой стадии сростки целевого полезного ископаемого с породой дробят до размера частиц не более 1 мм, которые совместно с отделенным на третьей стадии просеивания сырьем разделяют по плотности на пустую породу и целевое полезное ископаемое.
Известен способ мокрого магнитного обогащения магнетитовых кварцитов (патент RU 2232058, МПК В03С 1/00, опубл. 10.07.2004), включающий измельчение дробленой руды, классификацию измельченного продукта, магнитную сепарацию сливов классификаторов, выделение немагнитного продукта в отходы магнитной сепарации. Магнитный продукт классифицируют в гидроциклонах и доизмельчают в промпродуктовой мельнице. Из слива гидроциклонов одной и той же стадии измельчения выделяют отходы в несколько приемов на магнитных решетках, установленных в чанах дешламаторов, а из сливов гидроциклонов и из песков дешламаторов перед выделением отходов выделяют надрешетный продукт на магнитных решетках, который направляют на циркуляцию через магнитную сепарацию, причем классификацию в гидроциклонах и доизмельчение в промпродуктовой мельнице ведут с циркуляцией магнитного продукта. При этом для измельчения дробленой руды до заданной крупности концентрата используют две мельницы первой стадии и одну промпродуктовую.
Способ переработки отходов железорудного производства (патент RU 2190027, МПК С22В 1/00, С22В 7/00, В03В 9/06, опубл. 27.09.2002), который включает гравитационное обобщение сегрегацией отходов и выделение при этом фракции отходов более 100 мм, +60-100 мм, +10-60 мм и 0-10 мм, затем фракцию отходов более 100 мм подвергают дроблению до крупности 0-100 мм, после чего производят раздельно магнитную сепарацию фракций отходов - для фракции отходов +60-100 мм производят сначала низкоградиентную магнитную сепарацию с выделением упомянутого железного концентрата, затем высокоградиентную магнитную сепарацию с выделением строительного материала в виде балластного щебня и некондиционного магнитного продукта, который объединяют с фракцией +10-60 мм отходов и подвергают дроблению до крупности 0-25 мм, затем отделяют фракцию +10-25 мм и для фракции +10-25 мм отходов производят сначала низкоградиентную, затем высокоградиентную магнитные сепарации с выделением строительного щебня и некондиционного магнитного продукта, который в свою очередь подвергают дроблению до крупности 0-10 мм, объединяют с фракцией 0-10 мм отходов и осуществляют полиградиентную магнитную сепарацию путем одновременного воздействия высокоградиентного магнитного поля стационарной магнитной системы и переменного по полярности и направлению высокоградиентного магнитного поля концентратов магнитного потока и выделяют строительный материал в виде отсева для засыпки отработанных карьеров и некондиционный магнитный продукт, направляемый на низкоградиентную магнитную сепарацию с выделением продукта для извлечения железа в агломерационном производстве и сульфидного продукта, направляемого для извлечения других ценных компонентов методом флотации. Технический результат заключается в повышении эффективности, полноты извлечения полезных компонентов и уменьшении экологически вредных последствий железорудного производства за счет обеспечения оптимальных режимов магнитной сепарации при промышленной переработке неоднородных по гранулометрическому составу и содержанию полезных компонентов отходов железорудного производства.
Известен способ извлечения благородных металлов из шлаков (патент RU 2173724, МПК С22В 11/02, С22В 7/04, В03В 5/00, опубл. 20.09.2001), который относится к аффинажному производству металлов платиновой группы, золота и серебра. Шлаковые отходы измельчают в дробилке или в мельнице и порошок классифицируют до получения порошка с частицами крупностью минус 3, минусовую фракцию подвергают разделению на тяжелую и легкую фракции в водной среде, тяжелую фракцию подвергают дополнительному обогащению методом разделительной плавки. Водную пульпу с легкой фракцией разделяют отстаиванием или фильтрацией, полученный раствор используют в качестве разделяющей среды для облегчения разделения воды от легкой фракции из порошка крупностью минус 3 мм, дополнительно выделяют класс минус 0,2 мм. Способ позволяет увеличить извлечение благородных металлов.
Способ обогащения лежалых хвостов хвостохранилищ (патент RU 2065777, МПК В03С 1/00, В03C 9/06, опубл. 27.08.1996), включающий их переработку с выделением минералов железа, при этом на переработку лежалые хвосты подают в виде пульпы, а переработку осуществляют путем защитного грохочения пульпы, ее классификации по классу 0,16 мкм, основной и перечистной магнитных сепараций класса крупностью меньше 0,16 мкм, обезвоживания полученных продуктов, при этом обе магнитные сепарации ведут в неоднородном магнитном поле при индукции 0,4 Тл, а пульпу в магнитное поле подают со скоростью 0,2-0,3 м/с.
Известны способы обогащения магнитных материалов (Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. - М: Недра, 1984. - С.169), которые включают дробление руды, ее измельчение на мельницах, обогащение магнитными сепараторами, магнитными дешламаторами, перекачку магнитного продукта хвостов в хвостохранилище.
Недостатками приведенных способов являются большие материальные затраты на дробление, измельчение материалов (основное количество электроэнергии, капитальные затраты, затраты на амортизацию, текущие ремонты, трудовые затраты). Из-за несовершенства способа обогащения в хвосты выбрасывается до 25% железа.
Известен способ переработки отходов обогащения железных руд (патент RU 2452581, МПК В03В 9/06, опубл. 10.06.2012), принятый за прототип, который включает магнитную сепарацию с получением магнитной и немагнитной фракции и классификацию. Магнитную сепарацию осуществляют при напряженности магнитного поля 15-17 тыс. эрстед, гравитационное обогащение осуществляют в аппарате Кнельсона с выделением легкой фракции и концентрата благородных, редких, рассеянных, платиновых металлов, направляемого на двойную последовательную переработку в аппарате Кнельсона. Легкие фракции, полученные на концентраторе, объединяют и разделяют в тяжелой суспензии при плотности, равной 3,0, с выделением минералов граната и песка с удельной плотностью менее 3,0 г/см3, который классификацией по крупности разделяют на фракции (0,5-0,15 мм), (5-0,5 мм) и (0-0,15 мм), используемые в производстве строительных материалов в качестве песка и заполнителей бетона.
Задачами изобретения являются наиболее полное выделение полезных компонентов и переработка отходов обогащения в товарную продукцию и полуфабрикаты (песок, инертная пыль, глина, наполнители для бетона, шлихи драгоценных, редкоземельных и тяжелых металлов).
Решение поставленной задачи достигается тем, что при комплексной переработке отходов обогащения железных руд осуществляют дробление отходов, отделение магнитных пород магнитными сепараторами, отделение и переработку тяжелых пород, отделение и переработку легких и немагнитных пород, отделение и переработку размокаемых пород, при этом переработку отходов производят в два этапа: на первом сухом этапе производят первичное отделение магнитных пород магнитными сепараторами барабанного типа, немагнитные породы разделяют на классификаторе на класс крупностью +2,0 мм и передают его на дробление, где его измельчают и сбрасывают на ленточный транспортер и смешивают с классом крупностью -2,0 мм после классификатора и проводят вторичное отделение магнитных пород магнитными сепараторами барабанного типа, которые направляют на переработку и брикетирование, а немагнитные породы передают на второй гидравлический этап переработки, для чего их сбрасывают в вибрационный желоб, установленный с уклоном, куда подают воду, и в созданной пульпе гравитационно разделяют немагнитные породы по плотности и крупности частиц, для чего гидравлический поток равномерно увеличивают по высоте в вибрационном желобе, а дифференцированный поток направляют в приемные воронки с отводящими обезвоживающими желобами, установленными с углами естественного откоса, для перепуска обезвоженных сыпучих пород в обезвоживающие бункеры с питателями, откуда обезвоженные породы периодически подают в аппараты Кнельсона, в которых разделяют частицы пород на тяжелые, благородные и редкоземельные, шлихи которых отгружают для аффинажной обработки, а пустую породу из аппаратов, воду из обезвоживающих бункеров и желобов и поток, не уловленный воронками, подают в головную часть обезвоживающего комплекса, где производится осаждение, выдача и обезвоживание твердых частиц в обезвоживающий бункер песка, откуда ее подают для затаривания, а неосевшие частицы вместе с размокаемыми коллоидными частицами переливом уходят в головную часть аккумулирующего обезвоживающего комплекса, где их отстаивают, выдают, частично обезвоживают и используют в виде глины, а осветленная вода шламовым насосом возвращается в головную часть второго этапа, при этом недостаток воды в замкнутом цикле водоснабжения второго этапа восполняют из внешнего источника.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фиг.1 представлена общая технологическая схема переработки отходов обогащения железорудной руды, реализующая способ.
Погрузочная машина 1 из отвала 2 грузит сыпучие отходы на конвейер 3, который транспортирует их в приемный бункер 4 с питателем 5, обеспечивающий равномерную загрузку сыпучих отходов на ленточный конвейер 6, на котором магнитным сепаратором барабанного типа 7 отделяется магнитная фракция сыпучих отходов и направляется на комплекс переработки 8, а немагнитная фракция поступает на классификатор 9, разделяющий сыпучие отходы по крупности ±2 мм.
Класс крупностью -2 мм выгружается на ленточный транспортер 10, а класс +2 мм загружается транспортером 11 в дробильную установку 12 (щековую, конусную, шаровую или другого типа в зависимости от необходимой производительности), в которой он измельчается и выгружается на ленточный транспортер 10, где вновь магнитным сепаратором барабанного типа 7 отделяется магнитная фракция сыпучих отходов и направляется на комплекс переработки 8, а немагнитная фракция подается в наклонный вибрирующий желоб 13, куда подается шламовым насосом 14 вода для смыва сыпучих отходов.
В желобе 13 за счет угла наклона, плавного сужения и увеличения высоты бортов сужения плоский поток пульпы переходит в глубокий вертикальный, в котором происходит гравитационное разделение твердых частиц по плотности: наиболее плотные частицы транспортируются по дну желоба, менее плотные - в потоке у дна, а легкие - в верхних слоях потока.
На конце желоба 13 устанавливаются воронки 15 с обезвоживающими желобами 16, установленными с уклоном, для отделения донной и придонной части потока, обезвоживания и транспортировки сыпучих пород в раздельные обезвоживающие бункеры 17 с питателями 18, обеспечивающими загрузку обезвоженных материалов в аппараты Кнельсона 19, где разделяются на шлихи тяжелых, благородных и редкоземельных материалов, перерабатываемые по традиционным технологиям, а пустую породу, воду, поток, не уловленный воронками 15 из-под желоба 13, обезвоживающих желобов 16 и бункеров 17 с питателями 18 подают в головную часть обезвоживающего комплекса 20, где производят осаждение, обезвоживание и выгрузку твердых частиц в обезвоживающий бункер 17 с питателем 18, который подает материал на расфасовку, а взвешенные и размокаемые коллоидные частицы переливом уходят в обезвоживающий комплекс 21, где они осаждаются, частично обезвоживаются, выдаются в специальную тару 22 со сливом избытка воды и используются в качестве строительного материала (глины), а осветленная вода шламовым насосом 14 подается в желоб 13.
Недостаток воды в замкнутой системе водоснабжения компенсируется из внешних источников.
Класс B03B9/06 для прочих отходов