Построение схем флотационного обогащения в отдельных стадиях и циклах.

Решается вопрос о числе и последовательности операций в каж­дом цикле обогащения, и выбираются точки возврата промпродуктов.

Простейшим примером цикла обогащения является одна опера­ция флотации. Такая схема может применяться в тех случаях, когда в цикле получается только один конечный продукт (концентрат или хвосты) или результаты разделения в одной операции флотации удов­летворяют поставленным перед ней требованиям по кондициям или экономическим соображениям.

Если в цикле обогащения необходимо получить два конечных продукта – кондиционный концентрат и отвальные хосты, то приме­няются более сложные схемы флотации.

Развитие схем может происходить в направлениях увеличения числа перечистных флотаций концентратов и числа контрольных флотаций хвостов (рис. 4.30).

Рис. 4.30. Развитие схем флотации в сторону увеличения числа перечистных флотаций (А) и в сторону увеличения числа контрольных флотаций (Б): а – технологическая схема; б – структурная технологическая схема

а

 

Развитие схемы флотации определяется: массовой долей полез­ного компонента в руде; кондициями, предъявляемыми к концен­трату; флотационными свойствами полезных минералов и вмещаю­щей породы. Чем выше кондиции на концентрат и чем беднее исход­ная руда, тем больше необходимо перечистных флотаций. Контроль­ные флотации применяются для снижения потерь ценных компонен­тов в хвостах. На практике число контрольных флотаций составляет не более двух.

Все концентраты и хвосты в схеме кроме конечных продуктов принято называть промпродуктами. В циклах флотации промпро­дукты либо возвращаются в операции настоящего цикла, либо пере­рабатываются в отдельном цикле. Возврат промпродуктов в схеме формально возможен в любую предыдущую операцию флотации. Возможные точки возврата промпродуктов показаны на рис. 4.31.

Рис. 4.31. Возможные точки возврата промпродуктов в цикле флотации

 

Выбор точек возврата промпродуктов зависит, главным образом, от качества концентрата, который требуется получить, флотационных свойств минералов, наличия и количества в промпродукте сростков, его выхода и разжижения.

При высоких кондициях на концентрат и хорошей флотируемо­сти полезного минерала, а также при необходимости повысить каче­ство концентрата за счет некоторого снижения извлечения промпро­дукты нескольких перечистных операций можно объединить и напра­вить в основную флотацию.

Например, объединение промпродуктов от двух–трёх перечист­ных операций и возврат их в предыдущую операцию часто встреча­ется в схемах флотации графитовых, серных и молибденовых руд.

а

На практике наиболее часто используются так называемые кано­нические схемы флотации, предусматривающие возврат промпродук­тов из каждой последующей в предыдущую операцию флотации (рис. 4.32).

Рис. 4.32. Канонические схемы флотации: а – несимметричная; б – симметричная

Питание

 

 

Существует мнение, что выбор точек возврата должен обеспечи­вать смешивание продуктов с примерно одинаковой массовой долей полезного компонента. Последнее не вполне определяет поведение продуктов в процессе флотации, поэтому необходимо при определе­нии точек смешения продуктов учитывать также характеристики флотируемости компонентов смешиваемых продуктов. Промпро­дукты иногда сильно обводнены, могут содержать значительное ко­личество реагентов и шламов, бывают обогащены труднофлотируемыми разностями, окисленными формами минералов, сростками. Если возврат промпродуктов в основную флотацию может нарушить технологические показатели процесса, то промпродукты флотиру­ются в отдельном цикле с доизмельчением или без доизмельчения в зависимости от количества сростков.

Возврат промпродуктов в схеме флотации приводит к созданию циркулирующих потоков, к увеличению машиноемкости схемы и по­вышению времени нахождения отдельных фракций, обычно трудно­флотируемых, в процессе флотации.

 

4.5.4. Выбор схем обогащения углей

Выбор технологической схемы обогащения угля определяется: назначением угля и в связи с этим требованиями, предъявленными к его качеству; категорией обогатимости угля; влажностью угля; харак­теристикой крупности и зольности отдельных классов; характеристи­кой вкрапленности минеральных примесей, обусловливающих золь­ность угля.

Назначение угля. Угли используются для коксования с целью получения металлургического топлива; в качестве энергетического топлива; для получения горючих газов (газификации); для полукоксо­вания и гидрогенизации.

Коксующиеся угли являются наиболее ценными. Они подверга­ются обогащению в тех случаях, когда зольность и массовая доля серы в рядовом угле выше допускаемых кондициями значений. Золь­ность по кондициям в коксующемся угле должна быть не выше 7 %.

Энергетические угли подвергаются обогащению в тех случаях, когда это экономически оправдано. Концентраты сортируются на классы крупности в соответствии с действующими стандартами. Ма­лозольные энергетические угли с зольностью 10–12 % обогащению не подвергаются. Схема обработки таких углей определяется требова­ниями к крупности. Обычно малозольные угли дробятся до 100 мм и сортируются на классы –100+50 мм, –50+25 мм, –25+13 мм, –13+6 мм и –6+0 мм. При сортировке бурых углей последний класс имеет крупность –13+0 мм, а при повышенной влажности бурого угля –25+0 мм.

Категории обогатимости угля. Обогатимость угля, то есть сте­пень трудности обогащения, наиболее просто оценивается по массо­вой доле промежуточных по плотности фракций в исходном угле, то есть фракций, плотность которых больше плотности малозольных фракций, извлекаемых в концентрат и меньше плотности породных фракций, извлекаемых в хвосты. Классификация углей по обогатимо­сти в зависимости от массовой доли промежуточных фракций, отне­сенной к беспородной массе, приведена в табл. 4.11.

Очевидно, что чем труднее обогащается уголь, тем более эффек­тивные процессы и более сложные схемы обогащения должны быть применены для достижения требуемых показателей.

Таблица 4.11

Классификация углей по обогатимости

 

Массовая доля промежуточных фракций, %	Категория обогатимости	Наименование обогатимости
До 4 включительно		Легкая
Свыше 4 до 10 включительно		Средняя
Свыше 10 до 17 включительно		Трудная
Свыше 17 включительно		Очень трудная

 

Влажность угля. От массовой доли в угле внешней влаги зави­сит метод выделения перед обогащением пылеватого продукта (класса минус 0,5 мм). При массовой доле внешней влаги до 5–5,5 % удаление класса минус 0,5 мм может производиться методом обеспы­ливания и обеспыливания с последующим обесшламливанием. Влаж­ность угля определяет также возможность применения пневматиче­ского обогащения мелких классов. При влажности более 4–5 % пнев­матическое обогащение без предварительной подсушки применяться не может.

Характеристика крупности угля и зольности отдельных классов оказывают влияние на выбор методов обогащения. Так, при высокой массовой доле класса крупности плюс 6 мм более выгодным может быть обогащение в суспензионных сепараторах, а при низкой – обогащение отсадкой или в суспензионных циклонах. При низкой зольности и малом выходе класса минус 0,5 мм появляется возмож­ность его подшихтовки к концентрату без обогащения.

Характеристика вкрапленности минеральных примесей в угле влияет на выбор числа стадий обогащения. При малом количе­стве примесей может применяться одностадиальная схема обогаще­ния, при повышенном количестве примесей выбираются стадиальные схемы с додрабливанием промпродуктов, а для высокосернистых коксующихся углей с мелкими включениями серного колчедана до­полнительному дроблению должен подвергаться также концентрат при обогащении крупного класса.

Характеристика вкрапленности минеральных примесей влияет также на максимальную крупность угля, поступающего в обогащение. При крупных включениях породы в обогащение направляется уголь крупности до 300 (100)мм. При более мелкой вкрапленности круп­ность угля, поступающего в обогащение, снижается до 50 мм и далее до 12 мм.

Глубина обогащения. При выборе схемы обогащения угля важ­ное значение имеет вопрос о глубине обогащения, под которой пони­мается максимальная крупность зерен мелкого класса угля, который не подвергается обогащению, а используется в естественном виде.

Глубина обогащения коксующихся углей с большим выходом и высокой зольностью класса минус 0,5 мм составляет 0 мм, то есть весь уголь подвергается обогащению. При незначительном выходе класса минус 0,5 мм и низкой его зольности глубина обогащения мо­жет быть 0,5 мм, а класс минус 0,5 мм подшихтовывается к концен­трату.

Глубина обогащения энергетических углей обычно находится в пределах 6 – 25 мм, чаще 6 – 13 мм. Угли, предназначенные для сжи­гания в крупных котельных, обогащаются до меньшей глубины или не обогащаются совсем. При дальних перевозках углей обогащение должно быть более глубоким.

При гидродобыче энергетических углей глубину обогащения вы­годно принять равной 0,5 мм.

Вопрос об оптимальной глубине обогащения энергетических уг­лей в каждом конкретном случае должен решаться на основе технико-экономического сравнения вариантов.