Характеристика процессов обогащения углей

Пневматическое обогащение имеет ограниченную область приме­нения. Оно применяется только для сильношламующихся в воде энергетических углей, для легкообогатимых и сухих энергетических углей с пониженной зольностью. В последнем случае пневмати­ческому обогащению подвергается только средний по крупности класс. Легко обезвоживающийся крупный класс направляется в мок­рое обогащение, а самый мелкий класс используется без обогащения.

Обогащение в суспензиях производится в сепараторах с поступа­тельным и вращательным движением суспензии. Поступа­тельное движение суспензии применяется для обогащения крупного (более 6 – 10 мм) угля, вращательное движение суспензии – для обогащения мелкого (от 6 – 10 мм до 0,5 мм) материала.

Процесс обогащения в суспензиях имеет ряд существенных пре­имуществ по сравнению с другими гравитационными процессами: высокая технологическая эффективность; возможность автоматиче­ского регулирования; нечувствительность к изменениям производи­тельности и качества исходного продукта. Суспензионные сепара­торы просты по конструкции и имеют высокую производительность. Высокая точность разделения в суспензиях приводит к тому, что практические показатели обогащения близки к теоретическим.

Для обогащения мелкого угля (–10+0,5 мм) применяют процесс обогащения в суспензионных циклонах. Основным преимуществом этого процесса по сравнению с отсадкой является получение высоких технологических показателей. Недостатком процесса является более высокая себестоимость процесса вследствие повышенных расходах электроэнергии и затрат на ремонт оборудования.

Процесс обогащения в суспензиях в схемах обогащения углей как альтернативный должен рассматриваться в следующих случаях: для крупного (более 10 – 13 мм) класса коксующихся углей всех кате­горий обогатимости при условии, что массовая доля этого класса в рядовом угле не менее 15 – 20 %; для энергетических углей, кроме добываемых гидроспособом, при глубине обогащения до 6 – 25 мм.

Обогащение в суспензионных циклонах применяется в основном при переработке углей трудной и очень трудной обогатимости, а также для обогащения промежуточных продуктов отсадки.

Гидравлическая отсадка может применяться для обогащения уг­лей любой категории обогатимости. Отсадка считается основным процессом обогащения каменных углей. Совершенствование отса­дочных машин, увеличение их производительности, простота схемы и эксплуатации делают процесс отсадки конкурентоспособным с про­цессами разделения в суспензиях.

Процесс отсадки как альтернативный следует рассматривать: для обогащения класса минус 10 (13) мм коксующихся углей легкой и средней обогатимости; для обогащения неклассифицированных коксующихся углей той же категории обогатимости, содержащих не­большое количество крупных классов; для обогащения класса плюс 0,5 мм энергетических углей, добываемых гидроспособом.

Флотация применяется для обогащения мелочи (класса минус 0,5 мм) коксующихся углей и в отдельных случаях энергетических углей и антрацитов.

В последние годы для тонковкрапленных углей разрабатывают схемы чисто флотационного обогащения.

При флотации углей применяют схемы, приведенные на рис. 4.33.

 

 

Для легкофлотируемых углей применяются простые схемы (рис.4.33.а, б). Для труднофлотируемых углей используют схемы с перечисткой промпродукта или концентрата (рис. 4.33.в, г).

Ниже приведены примеры выбора схем обогащения углей.

Пример 1. Коксующийся уголь весьма трудной обогатимости.

Для обогащения коксующихся углей трудной и весьма трудной обогатимости может быть применена схема, приведенная на рис. 4.34. Крупный класс угля обогащается в трёхпродуктовых тяжелосредных сепараторах либо в двухпродуктовых сепараторах по двум плотно­стям разделения, а мелкий класс и дробленый промпродукт сепарато­ров – в трёхпродуктовых тяжелосредных циклонах.

Для обогащения мелкого угля в качестве альтернативы рассматривается отсадка с обогащением промпродукта отсадки в тяжелосредных циклонах.

Шламы без предварительного сгущения или после частичного сгущения подаются во флотацию.

Пример 2. Коксующийся уголь средней обогатимости.

Для обогащения коксующихся углей средней обогатимости мо­жет быть применена схема, приведенная на рис. 4.35. Мелкий уголь по этой схеме обогащается отсадкой с выделением трех конечных продуктов.

Пример 3. Коксующийся уголь хрупкий и трудной обогатимо­сти.

Может быть использована схема, приведенная на рис. 4.36. Схема предусматривает додрабливание угля до 30 (40) мм и обогащение всего угля одним машинным классом в тяжелосредных трехпродуктовых циклонах, либо в двухпродуктовых циклонах по двум плотностям.

Рис. 4.36. Принципиальная схема обогащения хрупких коксующихся углей трудной обогатимости

Пример 4. Энергетический уголь легкой обогатимости, добы­ваемый гидроспособом. Наиболее эффективной может быть схема от­садки неклассифицированного угля (класс –100+0,5 мм).

 

4.5.5. Выбор схем обогащения песков россыпных

месторождений

Россыпные месторождения по плотности извлекаемых компонентов можно подразделить на следующие группы: содержащие благородные металлы (плотность 11000-19000 кг/м³); содержащие касситерит, вольфрамит, танталит (плотность 6000-8000 кг/м³); содержащие титановые, циркониевые и ториево-редкоземельные минералы (плотность 4200-4300 кг/м³); содержащие алмазы (плотность 3500 кг/м³).

В россыпных рудах зерна полезных минералов находятся, глав­ным образом, в свободном состоянии. Подготовка к обогащению со­стоит в дезинтеграции песков, грохочении. Операция грохочения чаще всего является одновременно операцией обогащения по крупности, поскольку ценные компоненты концентрируются в мелких классах (эфелях). Крупные классы (галя) могут содержать крупные самородки, которые улавливаются специальными уловителями.

Схема обогащения песков состоит из двух циклов – основного и цикла доводки. В основном цикле удаляется в хвосты основная масса пустой породы и получается грубый концентрат при максимальном извлечении в него ценных компонентов. Обогащение в основном цикле россыпных руд производится гравитационными процессами: обогащением на шлюзах, отсадкой, обогащением на винтовых, струйных и конусных сепараторах, центробежных концентраторах. При обогащении алмазов применяется сепарация в тяжелых суспен­зиях. Для перечисток мелких концентратов иногда используются концентрационные столы.

Выбор схемы обогащения золотосодержащих россыпных руд зависит от крупности и формы зерен золота, от промывистости пес­ков. Если пески содержат только золото крупностью более 0,2 мм, то обогащение может производиться на шлюзах.

Схемы основного цикла обогащения золотосодержащих россы­пей приведены на рис. 4.37.

Схема обогащения, включающая только обогащение на шлюзах (рис. 4.37,а), используется при обработке легкопромывистых россы­пей с крупным золотом, не содержащих значительного количества валунчатого материала.

 

Питание

Питание

а

в

Для средне- и труднопромывистых россыпных руд применяются схемы с дезинтеграцией и грохочением (рис. 4.37,б, в). В схеме на рис. 4.37,в хвосты первого шлюза подвергаются грохочению на сите грохота с меньшими отверстиями, чем на сите первого грохота. На втором грохоте выделяется мелкая галя, что снижает нагрузку и крупность материала, подаваемого на второй шлюз. Повторное обо­гащение на шлюзах мелкой фракции хвостов основного шлюза по­вышает извлечение мелкого золота.

Если в песках имеется крупное и мелкое (меньше 0,2 мм) золото, то для обогащения россыпей применяют комбинированную схему, включающую обогащение на шлюзах с контрольным обогащением хвостов шлюзов отсадкой или на винтовых сепараторах. Отсадочные машины могут включаться в схему и перед шлюзами, что устраняет необходимость частого сполоска шлюзов.

Схемы основного цикла обогащения песков, содержащих редкие металлы, титановые и циркониевые минералы, включают опера­ции дезинтеграции, грохочения и обогащения мелкого класса грохота в отсадочных машинах, на винтовых сепараторах. Для перечистки концентратов применяются концентрационные столы. Для устойчи­вости работы столов промпродукт возвращается в «голову» операции концентрации на столах.

Отсадкой извлекаются округлые зерна касситерита крупностью более 0,045 мм и колумбита крупностью более 0,060 мм. Частицы пластинчатой формы лучше извлекать винтовой сепарацией. Перед винтовой сепарацией часто требуется обесшламливание, так как шламы в количестве более 15 % повышают вязкость пульпы и резко снижают эффективность винтовой сепарации.

Типовые схемы основного цикла обогащения песков, содержа­щих редкие металлы, титановые и циркониевые минералы, приведены на рис. 4.38.

Доводка концентратов основного цикла обогащения произво­дится по схемам, включающим магнитную и электрическую сепара­цию, концентрацию на столах, флотогравитацию, флотацию. Схема доводки определяется минеральным составом и крупностью концен­трата. Перед магнитной и электрической сепарацией черновой кон­центрат, как правило, классифицируется по крупности.

б

а

Хвосты

Рис. 4.38. Типовые схемы обогащения россыпных руд, содержащих редкие металлы, титановые и циркониевые минералы: а, б – схемы для крупнозернистых песков; в – схема для тонкозернистых песков

При обогащении алмазосодержащих песков схемы основного цикла включают операции дезинтеграции, грохочения, обогащения отсадкой или тяжелосредной сепарацией. В обогащение поступают только средние классы крупности, крупные и мелкие классы направ­ляются в отвал. Выбор максимальных и минимальных зерен, посту­пающих в обогащение, зависит от крупности алмазов, содержащихся в россыпи. Обычно максимальная крупность обогащаемых зерен ле­жит в пределах 25 – 8 мм, а минимальная 2,5 – 0,5 мм.

При обогащении средних классов отсадкой применяется предва­рительная классификация по узкой шкале с модулем 2 или 3. Обога­щение в тяжелосредных сепараторах с поступательным движением суспензии применяется для материала крупнее 1,8 – 3 мм. Мелкие классы могут обогащаться в суспензионных циклонах. Узкой класси­фикации при обогащении в суспензиях не требуется. Перед обогаще­нием в суспензиях выделяется магнетит, так как он затрудняет реге­нерацию ферросилиция, применяемого в качестве утяжелителя.

Типовая схема основного цикла обогащения алмазов включает: дезинтеграцию песков, грохочение на четыре класса крупности с на­правлением самого крупного и самого мелкого классов в хвосты; обо­гащение более крупных классов из оставшихся в сепараторах с по­ступательным движением суспензии; обогащение более мелкого класса из оставшихся в суспензионных циклонах; выделение и реге­нерация суспензии.

При доводке черновых алмазных концентратов применяются раз­личные схемы обогащения, включающие процессы грохочения, магнитной и электрической сепарации, обогащение на жировых (лип­костных) сепараторах, на люминесцентных сепараторах.

 

4.5.6. Выбор схем обогащения вольфрамовых и оловянных

коренных руд

Схемы обогащения руд, содержащих касситерит и вольфрамит (гюбнерит), имеют два цикла – основной и цикл доводки. В основном цикле удаляется в хвосты с помощью гравитационных процессов ос­новная масса пустой породы и получается черновой концентрат, со­держащий кроме основных извлекаемых минералов также сульфиды, окислы железа, барит, гранат и т.д.

При выборе схемы обогащения для вольфрамитовых и касситеритовых руд необходимо предусматривать мероприятия по ограничению ошламования полезных минералов.

Ограничение ошламования достигается: применением многостадиальных схем обогащения; применением для операций дробления и измельчения аппаратов, действующих преимущественно по принципу раздавливания; применением для поверочной классификации грохотов и гидравлических классификаторов, включением в циклы измельчения операций обогащения для извлечения ценных минералов по мере их освобождения от сростков; тщательным обесшламливанием материала перед операциями, в которых выделяются отвальные хвосты; выделением в операциях обогащения двух промпродуктов – богатого и бедного с дополнительным доизмельчением только бедного промпродукта.

Для крупных классов при большой производительности обогати­тельной фабрики целесообразно применение тяжелосредной сепара­ции. Мелкие зернистые классы обычно обогащаются отсадкой и кон­центрацией на конусных и струйных сепараторах и на столах. Шламы и промпродукты могут обогащаться флотацией с выделением бедного концентрата для гидрометаллургии.

Для тонковкрапленных вольфрамитовых руд может применяться комбинированная схема флотации с последующей гидрометаллургией концентрата.

Типовая схема основного цикла обогащения вольфрамитовых и оловянных коренных руд с неравномерной вкрапленностью полезных минералов включает четыре стадии обогащения при максимальной крупности питания 6; 2; 0,5 и 0,15 мм. Хвосты выделяются из классов не крупнее 0,5 мм. Доизмельчение промпродуктов до 0,5 и 0,15 мм производится в стержневых мельницах, работающих в замкнутых циклах с гидравлическими классификаторами, отсадочными маши­нами и концентрационными столами. Шламы (класс минус 0,071 мм) подвергаются обогащению на шлюзах.

Включение операции обогащения в замкнутый цикл измельче­ния ограничивает ошламование полезных минералов.

Типовая схема изменяется в зависимости от характера вкраплен­ности. При отсутствии крупных вкраплений полезных минералов от­садка класса – 6 + 2 мм может быть исключена. При крупной вкрап­ленности может быть исключено доизмельчение промпродуктов до 0,15 мм.

Для лучшего обесшламливания класс крупности – 2 + 0 мм пе­ред гидравлической классификацией может подвергаться предвари­тельной механической классификации.

При малой производительности фабрики число классов гидравли­ческой классификации может быть уменьшено до трех.

Шламы основного цикла обогащения вольфрамитовых и оловян­ных руд подвергаются сгущению с выделением в отвал класса круп­ности – 0,13 + 0 мм. Класс крупности плюс 0,13 мм подвергается гид­равлической классификации с получением классов – 0,071 + 0,040 мм и – 0,040 + 0,013 мм, которые подвергаются обогащению на шлюзах с двумя перечистками и двумя – тремя контрольными операциями.

Шламы при простом составе пустых пород можно обогащать флотацией. Применяемые схемы флотации включают операции сгу­щения и обесшламливания исходного продукта, основную флотацию, две или три перечистки концентрата, одну или две контрольные фло­тации. При наличии в шламах сульфидов их предварительно флоти­руют в отдельном цикле. Из хвостов оловянной флотации касситерит иногда дополнительно извлекают на шлюзах. Бедный флотационный концентрат иногда перечищают на шлюзах или на шламовом концен­трационном столе. Полученные при флотации некондиционные вольфрамитовые концентраты можно перерабатывать гидрометаллур­гией.

Черновые концентраты основного цикла обогащения направля­ются на доводку. При доводке применяются флотогравитация, пенная флотация, магнитная и электрическая сепарация, обжиг, гидрометал­лургия.

4.5.7. Выбор схемы обогащения фосфатного сырья

 

Промышленное значение для производства фосфатных удобре­ний имеют апатиты и фосфориты.

Апатитовые руды делятся на три типа: апатито-нефелиновые, сфено-апатито-нефелиновые и полевошпато-нефелино-апатитовые. Апатито-нефелиновые руды характеризуются значительным разнооб­разием текстурных разновидностей. Минеральный состав апатитовых руд: апатит, нефелин, пироксены (эгирин и эгирин – авгит), сфен, ти­таномагнетит.

Принципиальная схема обогащения апатитовых руд включает трехстадиальное дробление до 4 – 5 % класса плюс 25 мм, одностади­альное измельчение в замкнутом цикле с классификацией и флотацию измельченной руды. Флотация включает основную, перечистные и контрольные флотации (рис. 4.39,а). Развитие схемы флотации может осуществляться в сторону увеличения количества перечистных опе­раций, перераспределения операций флотации и увеличения фронта контрольной флотации. С целью наиболее полного использования сырья за счет увеличения степени раскрытия сростков перспективной является схема с доизмельчением промпродуктов (рис. 4.39,б). Такая схема позволяет повысить селективность разделения и уменьшить на 15 – 18 % циркулирующие нагрузки.

Фосфоритные руды образованы осадочными хемогенными образованиями (фосфоритами). Фосфат различных фосфоритов относится к одной фторапатитовой группе с общей формулой [Ca₁₀(PO₄)₆F₆], он не образует ярко выраженных минералов, а представляет целую гамму соединений переменного состава, зависящего от изоморфных замещений в молекуле фосфата.

Рис. 4.39. Принципиальная схема обогащения (а) и технологические схемы флотации (б, в) апатито-нефелиновой руды

 

 

В фосфоритах, наряду с фосфатами, выделяются также другие минералы: кварц, глауконит, кальцит, доломит. Органическое веще­ство фосфоритов содержит от 0,16 до 0,9 % углерода и состоит из би­тумов, гуминовой кислоты и остаточного угля.

Часто в небольших количествах в фосфоритовых рудах присут­ствует пирит, сидерит и шамозит. К группе минералов, образую­щихся в процессе преобразования фосфоритов, относятся бурые гид­роокислы железа, гипс, кальцит, тремолит.

В результате обогащения фосфоритных руд получают фосфорит­ную муку, которая используется без дальнейшей перера­ботки, и концентраты для дальнейшей химической или термической переработки.

Для получения фосфоритной муки фосфоритные руды подвер­гают дезинтеграции и промывке. Промывка – первая и обязательная стадия обогащения руд платформенных желваковых месторождений. Эффективность промывки невелика. Это объясняется тем, что при промывке должны соблюдаться противоречивые требования: доста­точно полное отделение дисперсных материалов при минимальном истирании кусковых материалов. Кроме того, поверхность крупных зерен имеет много впадин, заполненных отмываемым материалом.

Для промывки фосфоритных руд в зависимости от промывисто­сти руды применяют бутары, скрубберы, корытные мойки и спираль­ные классификаторы. Для сохранения крупных кусков промывку осуществляют в несколько последовательных операций. Принципи­альная схема промывки фосфоритной руды приведена на рис. 4.40.

Мытый концентрат чаще всего не является кондиционным для получения фосфоритной муки. В этом случае его следует подвергнуть дообогащению флотацией.

Схемы флотационного обогащения фосфоритных руд отдельных месторождений существенно различаются между собой.

 

Питание

Так, ракушечные фосфориты Прибалтики содержат фосфатное вещество, представляющее собой фторкарбонатапатит органического происхождения (остатки раковин моллюсков). Основной вмещающей породой является кварц. Схема обогащения включает операции дроб­ления, грохочения, дезинтеграции, измельчения, классификации и обесшламливания, флотации. Желваковые фосфоритные руды на Ло­патинском руднике перерабатываются промывкой и флотацией тон­ких отходов промывки (эфелей).

 

4.5.8. Выбор схемы обогащения асбестовых руд

На выбор схемы обогащения асбестовых руд основное влияние оказывают свойства исходной руды: минералого-петрографический состав, механические свойства породы, тип асбестоносности, общее содержание асбеста, сортность (длина) волокна, степень сцепления прожилков асбеста с вмещающей породой, способность минеральных агрегатов волокна к расщеплению и наличие вредных примесей.

Руды хризотил-асбеста различных залежей и участков одного ме­сторождения независимо от общего содержания в них асбеста и его сортности часто различаются по обогатимости. Даже в одном и том же месторождении встречаются руды, требующие различных схем обогащения.

В процессе дробления асбестовой руды на разных дробилках имеет место некоторое увеличение массовой доли асбеста в продукте дробления по сравнению с массовой долей, полученной в лаборатор­ных условиях. Это явление объясняется меньшей эффективностью вскрытия и подпушки короткого волокна лабораторными дробилками по сравнению с промышленными. Кроме того, лабораторные дро­билки лучше сохраняют текстуру волокна, поэтому часть промыш­ленного волокна в виде иголок при лабораторном анализе уходит в просев сита с отверстиями 0,5 мм и не учитывается как асбест. Это явление учитывается так называемым «условным приростом общего содержания асбеста», определяемым отношением общего количества асбеста в продукте после дробления к общему количеству асбеста в продукте до дробления.

По способности руд освобождать (вскрывать) асбестовое во­локно и давать условный прирост общего содержания асбеста они подразделяются на три технологических класса.

Руды 1-го класса по геологическим признакам относятся к рудам явно выраженного сетчатого типа асбестоносности, при этом сетча­тый тип может быть выражен в форме крупной, мелкой и мельчайшей сетки. По минералогическому признаку и структуре эти руды отно­сятся к чисто хризотиловым и антигоритовым серпентинитам. Они дают условный прирост содержания асбеста 1,5–1,8 и обладают высо­кими технологическими качествами, отличаются хорошей дробимо­стью и избирательностью дробления, равномерным приростом коли­чества волокна и равномерным вскрытием его во всех стадиях дроб­ления.

Руды 2-го класса по типу асбестоносности представлены неясно вы­раженным сетчатым или переходным типом от сетчатого в мелко­прожил, иногда – сложными отороченными жилами. Отличаются разорванностью и разветвленностью прожилков асбеста. По минерало­гическому составу и структуре они относятся к смешанным или чисто хризотиловым серпентинитам. Коэффициент условного прироста асбеста составляет 1,2–1,4.

Руды 3-го класса представлены ясно выраженным тонким мелкопрожилом. Прожилки асбеста ориентированы параллельно и отличаются правильными контактами. Разорванность и разветвлен­ность прожилков наблюдается меньше, чем в рудах 2-го класса. Коэффициент условного прироста асбеста составляет 1,0.

Низкая обогатимость руд 3-го класса обусловлена их большой твердостью и вязкостью.

Все руды хризотил – асбеста независимо от класса обогатимости проявляют способность к избирательному дроблению, которое обес­печивает концентрацию асбеста в мелких классах крупности.

При выборе схемы обогащения асбестовой руды решающее значе­ние имеют класс руды, тип асбестоносности, общее содержание асбеста в руде и сортность волокна. При этом технологическая схема должна обеспечить:

- сохранность природной длины и текстуры волокна (природ­ного расположения волокон по отношению друг к другу);

- максимальное извлечение асбестового волокна из руды;

- освобождение асбестового волокна от гали и пыли, от случай­ных посторонних включений;

- получение достаточно однородных по длине волокна сортов то­варного асбеста.

Из всех методов обогащения полезных ископаемых для асбесто­вых руд нашли применение следующие сухие методы: обогащение отсасыванием, обогащение в центробежных воздушных сепараторах, обогащение в пневматических сепараторах, обогащение на наклон­ных плоскостях.

Обогащение отсасыванием основано на различии в объемных весах распушенного асбестового волокна (500 кг/м³) и плотных зерен сопутствующей породы (2500 кг/м³) и вследствие этого – на различии скоростей витания указанных компонентов. Под скоростью витания понимается такая скорость вертикального воздушного потока, при которой твердые частицы находятся во взвешенном состоянии.

Обогащение отсасыванием производится на грохотах или в воз­душно-проходных сепараторах. На грохотах с возвратно-поступа­тельным или круговым движением деки за счет стратификации (рас­слоения) волокно, как более легкое, «всплывает» в верхний слой, а зерна породы, как более тяжелые, сосредотачиваются в нижнем слое. Всплывшее асбестовое волокно извлекается с грохота воздушной струей с помощью воздухоприемника и транспортируется в циклоны, где осаждается.

Обогащение отсасыванием осуществляется многостадиально с получением черновых концентратов.

Обогащение в центробежных воздушных сепараторах осуществляется за счет постоянного расслоения руды, разбрасываемой с быстровращающегося диска, который сообщает отдельным частицам различную центробежную силу и соответственно различные скорости, с одновременным продуванием этого веера замкнутым воздушным потоком внутри сепаратора.

Обогащение в пневматических сепараторах осуществляется в результате пересечения под определенным углом равномерно распре­деленного рудного потока струей воздуха.

Обогащение на наклонных плоскостях основано на различии коэффициентов трения и упругости чистого асбестового волокна, сростков волокна с зернами породы и зерен пустой породы. Коэффи­циент трения асбестового волокна по железу равен 0,7 – 0,8, а пустой породы 0,3 – 0,5. При крупности зерен руды и асбестового волокна менее 1 мм разница в трении почти исчезает и точного разделения во­локна и породы не происходит. Недостатками этого способа явля­ются: низкая степень извлечения, значительная трудоемкость про­цесса из-за необходимости предварительной классификации руды и ограниченная возможность обогащения руд с малой массовой долей асбеста.

Применяемые для обогащения асбестовых руд сухие методы обогащения требуют предварительной сушки до влажности не выше 2 %. Процесс сушки, особенно при повышенных температурах, снижает механическую прочность асбеста, которая самопроизвольно восстанавливается при последующем хранении руды. Период восстановления прочности тем больше, чем выше была температура сушки. Верхним допустимым температурным пределом для сушки свобод­ного волокна считается 300 °С, а для сушки руды 600 °С.

Около 40 % руды крупностью плюс 30 мм после первых стадий дробления имеет влажность в пределах допустимой, поэтому сушке подвергаются мелкие классы руды (обычно класс минус 30 мм). Сушка асбестовой руды осуществляется с извлечением чернового концен­трата, для которого могут применяться воздушно-проходные сепара­торы, центробежные сепараторы, пневматические камеры или гро­хота с отсасыванием. Принципиальные схемы сушки с извлечением концентрата приведены на рис. 4.41. Схема на рис. 4.41,а включает обогащение мелких классов руды перед сушкой, а схема на рис. 4.41,б – обогащение мелких классов руды после сушки.

Концентрат

В процессе сушки в циклоны отработанным воздухом уносится 4 – 6 % от исходного продукта, поступающего в сушку. Этот продукт содержит до 8 – 10 % свободного длинноволокнистого асбеста жест­кой текстуры и 85 – 90 % пыли. Поскольку пыль может прочно вби­ваться в массу волокна, снижая его качество, целесообразным явля­ется обеспыливание получаемого при сушке продукта и обогащение его в отдельном цикле от обогащения сухой руды.

Технологическая схема обогащения асбеста состоит из схем «руд­ного» и перечистного» потоков.

«Рудным потоком» при обогащении асбеста называется узел ста­диального дробления и стадиального обогащения исходной руды, обеспечивающий получение черновых асбестовых концентратов. Ко­личество стадий в схеме обогащения отсасыванием с грохотов может составлять от 2 до 5. Первоначально типовые схемы рудного потока асбестообогатительных фабрик имели 5 стадий дробления (рис. 4.42). В настоящее время более прогрессивной схемой рудного потока счи­тается 3-х стадиальная схема дробления с узкой шкалой классифика­ции, выделением отвальных хвостов (класса минус 0,5 мм) во всех стадиях обогащения, выделением крупных отвальных хвостов в виде щебня фракции –40+ 20 мм и –20+5 мм, выделением в качестве мел­ких отвальных хвостов щебеночно-песчаной смеси, крупного песка или крупной посыпки. Такая схема реализована в цехе обогащения № 1 ОАО «Ураласбест» (рис. 4.43).

Схема рудного потока обогащения асбестовой руды с примене­нием центробежных сепараторов также включает от 2 до 5 стадий дробления, В качестве примера на рис. 4.44 приведена пятистадиаль­ная схема рудного потока обогащения асбестовой руды с примене­нием центробежных сепараторов.

Рис. 4.42. Пятистадиальная технологическая схема рудного потока обогащения асбестовой руды

 

 

Рис. 4.43.

Черновой концентрат 2

Исходная руда

Рис. 4.44. Пятистадиальная технологическая схема рудного потока обогащения асбестовой руды на центробежных сепараторах

Эффективными являются схемы, в которых используются опера­ции обогащения отсасыванием с грохотов и центробежной сепара­цией. Например, на рис. 4.45 приведена технологическая схема руд­ного потока асбестообогатительной канадской фабрики «Джеффри-5». Схема отличается наличием операций предварительного грохочения перед каждой стадией дробления, наличием операций обогащения отсасыванием с грохотов в каждой стадии обогащения, использованием магнитной сепарации для очистки отходов от сростков породы с асбестовым волокном, наличием большого числа точек вывода от­вальных хвостов. Все схемы рудного потока различных асбестообога­тительных фабрик предусматривают объединение черновых концен­тратов в отдельные потоки.

Получаемые при обогащении руды в рудном потоке черновые концентраты содержат до 35 – 40 % пыли и до 40 – 35 % частиц руд­ной породы крупнее 0,4 мм (гали). Для получения кондиционной продукции черновые концентраты направляются в перечистной по­ток, где подвергаются обеспыливанию, обезгаливанию и классифика­ции на товарные сорта.

Перечистка и классификация черновых концентратов осуществ­ляется по многооперационным схемам. Черновые концентраты каж­дой стадии могут обрабатываться раздельно. Чаще всего их объеди­няют в два или три потока. Решение этого вопроса определяется на основе исследовательских работ по конкретной руде.

Объединение концентратов в потоки производится непосредст­венно после извлечения их из рудного потока или после однократной или двухкратной перечистки. Перечистка черновых концентратов может производиться с предварительной классификацией или без нее.

Рис. 4.45. Технологическая схема рудного потока фабрики «Джеффри-5»

Питание

 

При предварительной классификации черновой концентрат перед перечисткой разделяется по крупности на два потока, которые пе­речищаются раздельно. Перечистка с предварительной классифика­цией является более сложной, но имеет следующие преимущества: достигается большая сохранность природных качеств волокна; лучше классифицируется продукт и повышается удельный выход высоких сортов; требуется меньше операций обезгаливания.

Практикой установлено, что обезгаливание происходит эффектив­нее при отсутствии в продукте пыли, а обеспыливание ока­зывается более интенсивным при наличии в продукте гали. Последо­вательная установка обеспыливающих аппаратов дает лучший эф­фект, чем параллельная.

Классификация обезгаленного и обеспыленного концентрата обеспечивает разделение волокна на сорта, отвечающие требованиям кондиций. Классификация концентратов может осуществляться двумя методами: от мелкого к крупному и от крупного к мелкому.

При классификации от мелкого к крупному концентрат подается в классифицирующий аппарат, снабженный двумя или тремя сетками с отверстиями различных размеров, подобранными таким образом, что просев каждой сетки представляет собой готовый сорт (рис. 4.46,а). Верхний продукт аппарата поступает в следующий аппарат, отверстия сеток которого также подобраны по принципу нарастания крупности. Верхний продукт второго аппарата является высшим сор­том для данного потока продукта. Достоинством этого метода явля­ется простота, а недостатком – трудность получения кондиционной продукции в просевах. При движении продукта вначале по сетке с малыми отверстиями не достигается эффективное выделение мелочи.

VII сорт

а

б

Классификация от крупного к мелкому характеризуется обрат­ным порядком получения сортов. Первоначально выделяется высший сорт для данного концентрата, а затем низшие сорта (рис. 4.46,б). Верхний продукт первой операции классификации представляет со­бой готовый сорт, а просев поступает в дальнейшую классификацию. Размер отверстий сеток подбирается таким образом, чтобы получить верхний продукт, отвечающий требованиям кондиций на определен­ный сорт.

При этом методе происходит более точная сортировка волокна и получается больший выход высоких сортов. Недостатком является некоторая сложность и громоздкость схемы.

Пример принципиальной схемы перечистного потока для отра­ботки асбестового чернового концентратов приведен на рис. 4.47.

Высокосортные асбестовые руды ручной добычи обогащаются с использованием обогащения на наклонных плоскостях и метода отса­сывания. Отборные руды I и II сорта обрабатываются раздельно.

 

 

Рис. 4.47.

При обогащении на наклонных плоскостях руда после дробле­ния и сушки классифицируется на три класса крупности, крупный класс перед обогащением подвергается дроблению. Черновые кон­центраты обогащения на наклонных плоскостях подвергаются пере­чистным операциям для получения кондиционной продукции на на­клонных плоскостях с другим режимом работы. Хвосты и промпро­дукты направляются на дробление и дальнейшее обогащение. Этот метод отличается малой производительностью и может применяться в комбинации с другими методами.

Схема обогащения высокосортных асбестовых руд ручной до­бычи отсасыванием отличается развитой схемой дробления с малой степенью дробления по стадиям. Перечистка и классификация кон­центратов осуществляется так же, как и при обогащении рядовых руд. Руда кускового асбеста, полученная при ручной выборке в карьере, при рудоразборке на фабрике или при извлечении из определенных классов руды грохочением, обрабатывается раздельно. Во избежание порчи волок