Машины и оборудование для обогащения полезных ископаемых

Оборудование, используемое при обогащении полезных ископаемых К лекциям канд. техн. наук, доцента Евменовой Г. Л. , кафедра ОПИ по дисциплине «Основы горного дела» для студентов гр. ОПс – 2 курс

Технологический комплекс ЦОФ 1 -вагоноопрокидыватель; 2 -галерея; 3 -дозировочно-аккумулирующие бункера; 4 -столовая; 5 – административно-бытовой корпус ; 6 -главный корпус; 7 -сушильный корпус; 8, 9 – погрузочные бункера; 10 -бункер отходов; 11 – механические мастерские

ОФ «Листвяжная»

Разгрузка и формирование штабеля (а) и погрузка руды в состав (б) 1 – думпкар; 2 – руда после разгрузки; 3 – колесный погрузчик; 4 – наклонные слои руды; 5 – штабель.

Усреднение n Усреднение добытых полезных ископаемых перед их переработкой осуществляют двумя способами: штабельным складированием на открытых и закрытых складах; бункерным складированием. n Усреднительные штабели минерального сырья используют для усреднения железных руд, руд цветных металлов, углей, бокситов, в цементной промышленности и т. д. На открытых складах применяют колесные и гусеничные машины со свободным перемещением или стационарное оборудование с ограниченным перемещением – мостовые и консольные конвейерные штабелеукладчики и погрузочные машины.

Схема рудного усреднительного склада 1 – разгрузочный путь; 2 – руда после разгрузки состава; 3 – колесный погрузчик при формировании штабеля; 4 – формируемый штабель; 5 – отгрузочный путь; 6 – проектный контур заполненного штабеля; 7 – отгружаемый штабель; 8 – электровозный состав; 9 – погрузка руды погрузчиком в вагоны.

Усреднение в бункерах n Наибольшее распространение усреднение в бункерах нашло на углеобогатительных фабриках. Поступающие на углеобогатительные фабрики угли, как правило, представляют собой неоднородную смесь как по обогатимости и гранулометрическому составу, так и по зольности, влажности, выходу летучих веществ, спекаемости и др. n При бункерном усреднении осуществляется равномерное дозирование углей различного качества из отдельных аккумулирующих бункеров на сборный конвейер, подающий уголь в технологический процесс обогащения.

Аккумулирующие бункера

Подготовительные процессы n Грохочение n Дробление n Измельчение

Грохочение n Процесс разделения (рассев, отсеивание) сыпучего кускового материала на продукты различной крупности (классы) с помощью просеивающих поверхностей. В результате операции грохочения получают верхний (надрешетный) и нижний (подрешетный) продукты.

Процесс грохочения

Вибрационные грохоты: наклонный инерционный грохот

Грохот ГИСЛ-82

Вибрационные грохоты: самобалансный грохот

n Грохоты самобалансные применяют для грохочения угля, руд, строй материалов обезвоживания продуктов обогащения n Грохоты самобалансные горизонтальные или слабонаклонные до 5 с одним или несколькими ситами. Короб устанавливают на пружинящих опорах или подвешивают к опорной конструкции.

n Обозначение легкого (ГСЛ), среднего (ГСС) и тяжелого (ГСТ) типов в соответствии с условиями эксплуатации. У грохотов этого типа один вал вибратора приводной, а второй вал вращается от электродвигателя.

Неподвижные гидравлические грохоты: дуговой грохот 1 короб; 2 сито; 3 опорная конструкция; 4 направляющее устройство; 5 шибер для регулировки потока

Шпальтовые сита Служат для обезвоживания и мелкого грохочения.

Классификация n Процесс разделения материала в воде или воздухе на отдельные классы по скорости падения частиц называют классификацией. Разделение в воздухе принято называть пневматической, а в воде гидравлической классификацией. Пневматическая классификация применяется в обогащении ПИ редко.

Классификация n Среди механических классификаторов преимущественное применение в циклах измельчения полезных ископаемых получили спиральные классификаторы, отличающиеся большой производительностью, простотой конструкции и высокой эффективностью.

Односпиральный классификатор с непогруженной спиралью КСН

Классификация n Различают спиральные классификаторы с погруженной и непогруженной спиралью. Бывают одно- и двухспиральные классификаторы. В двухспиральных классификаторах параллельно работают две спирали. Нижние концы спиралей при внезапной остановке в работе можно приподнимать специальным приспособлением.

Двухспиральный классификатор

Классификация n Гидроциклонами называют аппараты, в которых процесс разделения осуществляется в криволинейных потоках с использованием центробежных сил. n Гидроциклоны широко применяются для операций классификации по крупности и обесшламливания продуктов измельчения,

Классифицирующий гидроциклон Пульпа, подаваемая в тангенциально через патрубок 8, приобретает внутри гидроциклона вращательное движение. Под действием центробежных сил наиболее крупные частицы прижимаются к стенкам циклона и удаляются из него в виде сгущенного продукта через нижнее выпускное отверстие 7. Основной объем пульпы, содержащий тонкий шлам уходит в слив в патрубок 1.

Классификация n Достоинства: простота конструкции, малые габариты и металлоемкость, высокие удельная производительность и эффективность разделения, возможность оперативного и автоматизированного регулирования технологических параметров.

Дробление n процесс уменьшения размеров кусков минерала путем разрушения их действием внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления, связывающие между собой частицы твердого вещества. Этот процесс необходим для уменьшения кусков ПИ до размера, оптимального для обогатительных машин, а также для раскрытия сростков полезного компонента и породы Чем полнее раскрываются минералы при дроблении, тем успешнее последующее обогащение.

Принципиальные схемы щековых дробилок ЩДП ЩДС

Конусная дробилка для крупного дробления

Измельчение n Измельчение является заключительной операцией в цикле подготовки руды перед обогащением, связанной с уменьшением крупности ее кусков. Как правило, на измельчение поступает материал после дробления и имеет крупность менее 25 10 мм. В результате измельчения должен быть получен продукт, пригодный по крупности для последующего обогащения и содержащий полезные минералы в виде частиц, максимально освобожденных от пустой породы. С целью полного раскрытия сростков руду измельчают до крупности частиц менее 0, 1 мм и даже менее 0, 074 мм. n Процесс измельчения в обогащении ПИ является самой дорогой операцией.

Вращающаяся барабанная мельница

Шаровая мельница (вид изнутри)

Мельница мокрого самоизмельчения

Цех измельчения

Основной процесс Обогащение полезных ископаемых

Гравитационные методы обогащения n Эти методы обогащения полезных ископаемых основаны на использовании различий по плотности между полезным компонентом и пустой породой.

Обогащение в тяжелых средах n Обогащение в тяжелых средах разделение полезных ископаемых по плотностям составляющих компонентов в гравитационном или центробежном полях в среде промежуточной плотности.

Тяжелая среда (суспензия) n Суспензия это смесь тонко измельченных частиц с водой. Если частицы твердой фазы находятся во взвешенном состоянии, то суспензия может быть уподоблена тяжелой жидкости, соответствующей плотности. Основными показателями суспензии являются эффективная плотность, вязкость и устойчивость суспензии. Они и определяют эффективность разделения полезных ископаемых.

Основные типы тяжелосредных сепараторов (Принципиальные схемы) а конусный (1 аэролифтный подъемник; 2 корпус); б пирамидальный (3 пирамидальное основание; 4 транспортирующее, гребковое, устройство; 5 элеватор); в барабанный (6 транспортирующий желоб; 7 вращающийся барабан; 8 лопасти; 9 торцевая крышка); г корытный (10 корпус; 11 колесный элеватор)

Обогащение в тяжелых средах Тяжелосредный барабанный сепаратор WEMCO® для обогащения угля класса 13 300 мм

Тяжелосредный сепаратор с вертикальным элеваторным колесом типа СКВ (принципиальная схема ) 1 корпус; 2 распределительное устройство; 3 загрузочный желоб; 4 привод элеваторного колеса; 5 гребковый механизм; 6 приемный желоб; 7 элеваторное колесо; 8 опорные катки; 9 катки; 10 ковши; 11 опорные кронштейны; 12 решетки

Тяжелосредный сепаратор

Сепаратор с вертикальным элеваторным колесом типа СКВ (Общий вид)

Тяжелосредный гидроциклон Общий вид Макет

Тяжелосредный гидроциклон n Аппарат для обогащения в тяжелой среде под влиянием центробежных сил. n Преимущества тяжелосредных гидроциклонов перед аппаратами, в которых разделение происходит только под действием сил тяжести, заключается в наличии центробежного поля, обеспечивающего повышение эффективности и скорости разделительных процессов.

Обогащение гидравлической отсадкой n Обогащение гидравлической отсадкой основывается на разделении минеральной смеси по плотностям в вертикальном потоке воды переменного направления.

Принципиальные схемы отсадочных машин а с подвижным решетом ( 1 привод; 2 система рычагов; 3 подвижное решето; 4 секционный корпус); б поршневая (5 корпус; 6 поршневое отделение; 7 поршень; 8 шток поршня; 9 привод; 10 рабочее отделение); в диафрагмовая (11 привод; 12 эластичная диафрагма); г беспоршневая воздушно-золотниковая (13 воздушная камера; тяжелого; промежуточного; 14 пульсатор) легкого. исходного;

Общий вид отсадочной машины типа ОМ 3 2 Исходный продукт Концентрат Тяжелый продукт 1 4 Тяжелый продукт 6 5

Спиральные сепараторы n Процесс разделения осуществляется в наклонно текущем и одновременно вращающемся потоке воды n Достоинства: нет вращающихся частей, а значит и энергозатрат. Не применяют реагенты.

Спиральные сепараторы

Магнитное обогащение n Этот способ обогащения основан на различии в магнитных свойствах минералов – магнитной восприимчивости или магнитной проницаемости. Он применяется при обогащении железных и марганцевых руд. Процесс заключается в том, что минеральные зерна под влиянием действующих на них магнитных и механических сил, двигаясь по различным траекториям, разделяются в соответствии со свойствами на два или несколько продуктов. n Магнитной сепарации может подвергаться материал в сухом виде и в присутствии большого количества воды.

Барабанные магнитные сепараторы для регенерации тяжелой суспензии

Флотация n Флотация представляет собой метод обогащения полезных ископаемых, основанный на различии физико- химических свойств поверхности минералов, выражающемся в различной способности минералов смачиваться водой, что определяет избирательное прилипание частиц минералов к поверхности раздела двух фаз (жидкость газ).

Пенная флотация n Энергично перемешиваемую пульпу, содержащую тонкие зерна измельченной руды, насыщают воздухом, в виде большого числа воздушных пузырьков. Минеральные зерна, не смачиваемые водой (гидрофобные частицы), при столкновении с воздушными пузырьками закрепляются на них. Агрегат, состоящий из воздушного пузырька с закрепившейся на нем твердой частицей, всплывает на поверхность. Масса поднявшихся пузырьков образует на поверхности пульпы слой минерализованной пены, которую легко можно отделить от пульпы. Зерна минералов, смачиваемых водой (гидрофильные частицы), к воздушным пузырькам не прилипают и остаются в объеме пульпы.

Схема флотационного процесса Пенный продукт Пузырек воздуха Молекула вспенивателя Концетрат Молекула собирателя

Схема флотационной машины WEMCO® Smart. Cell™

Общий вид флотационной машины WEMCO® Smart. Cell™ Основной особенностью всех Smart. Cell™ является новая цилиндрическая камера со скошенными стенками, разработанная для оптимизации энергетического КПД аэрации и перемешивания, всасывающая труба с двойным дном и отражатель пены

Общий вид флотомашины МФУ

Вспомогательные процессы Обезвоживание продуктов обогащения

Радиальный сгуститель

Радиальный сгуститель (принципиальная схема) Наиболее часто применяются сгустители диаметром 25 или 30 м, глубиной 3, 6 4, 2 м

Радиальный сгуститель ЦОФ «Березовская»

Фильтрующая шнековая центрифуга EBW

Фильтрующая шнековая центрифуга EBW (принципиальная схема)

ЦЕНТРИФУГА ОСАДИТЕЛЬНО- ФИЛЬТРУЮЩАЯ «DECANTER» для осветления жидкостей, сгущения шламов, обезвоживания . суспензий с диапазоном крупности твердых частиц 0, 5 -0 мм

Осадительно–фильтрующая центрифуга «Декантер»

Общий вид дискового вакуум- фильтра

Сектор вакуум-фильтра 1 − рама; 2− сетка; 3 − патрубок

Ленточный фильтр-пресс

Расположение ленты между роликами 1 – зона гравитационного дрен ажа; 2 – клиновидная зона; 3 зона сжатия-сдвига; 4 – зона ра – згрузки осадка фильтр-пресса

Ленточный фильтр-пресс (принципиальная схема)

Кек после фильтр-пресса (обезвоженные отходы флотации)

Барабанная сушилка: 1 − барабан; 2 − стальные обода; 3− ролики; 4 − приводной вал; 5 − топка; 6 − дымовая камера 5

Схема сушильной установки с трубой−сушилкой 1 − бункер для влажного угля; 2 − питатель; 3 − труба−сушилка; 4 − циклон; 5 − вентилятор-дымосос; 6 − топка; 7 − конвейер для сухого угля