Дезинтеграция и промывка

Дезинтеграция и промывка используются для избиратель­ного разрушения путем разрыхления и диспергирования под действием воды и механизмов глинистого материала, цемен­тирующего минеральные зерна, и удаления его в виде шламов путем грохочения или классификации. Их применяют при пе­реработке полезных ископаемых, в которых частицы минера­лов не связаны взаимным прорастанием, но сцементированы в плотную массу мягким и вязким глинистым или песчано-глинистым материалом. Наиболее широко дезинтеграция и промывка используются при обогащении руд черных и цвет­ных металлов, россыпей редких металлов, золота и алмазов, строительных материалов (песка, щебня), каолинового сырья, углей и фосфоритов.

Дезинтеграция и промывка могут иметь самостоятельное значение, если в результате их применения получают товар­ную продукцию, или являются подготовительным процессом, после которого мытая руда, уголь или пески направляются на обогащение. Удаление глинистого материала в этом случае повышает производительность дробилок и грохотов, улучша­ет их работу и транспортирование материала, повышает эф­фективность процесса обогащения и его показатели.

Промывистость полезных ископаемых зависит в основ­ном от количества, характера глинистой или песчано-глинистой массы и ее пластичности, характеризуемой числом пла­стичности, равным разности значений влажности глины при верхнем (когда глина переходит из пластичного состояния в жидкое) и нижнем (когда глина теряет пластичность) преде­лах ее текучести. По промывистости полезные ископаемые подразделяются на три группы: труднопромывистые, в кото­рых глина представлена вязкой, с трудом поддающейся раз­рушению формой и числом пластичности более 15; среднепромывистыг — с вязкой глиной, сравнительно легко поддаю­щейся разрушению и числом пластичности от 7 до 15; легкопромывистые — с песчаной глиной и числом пластичности от 1 до7.

Интенсивность дезинтеграции и промывки зависит как от физического состояния материала и его промывистости, так и от размывающей способности воды и интенсивности механи­ческого воздействия в применяемых машинах и устройствах. Предварительное размачивание глины, увеличение расхода и подогрев (до 40°) промывной воды, добавка реагентов (жид­кого стекла, соды и др.), вызывающих диспергацию (пептизацию) глинистых частиц, повышают эффективность и снижа­ют продолжительность размыва глины.

Дезинтеграцию и промывку полезных ископаемых прово­дят в аппаратах барабанного, корытного, комбинированного и башенного типов, а также с использованием плоских про­сеивающих поверхностей.

К промывочным аппаратам с плоской просеивающей по­верхностью относятся желоба, гидравлические вашгерды, лот­ки, вибрационные грохоты и мойки. Дезинтеграция и промыв­ка на них осуществляется при движении материала по просе­ивающей поверхности в потоке под действием напорных по­даваемых под давлением 1, 5—2, 0 атм струй воды, вытекаю щих с большой скоростью из насадок (брызгал) особой кон­струкции. Отмытая мелочь удаляется вместе с водой через ко­лосники, решетки или сита. В вибрационных промывочных машинах типа ВМИ между двух желобов с перфорированным днищем расположен вибратор инерционного типа, сообщаю­щий им поперечные круговые колебания и за счет этого ин­тенсифицирующий процесс дезинтеграции и промывки мате­риала. Расход воды в аппаратах составляет от 10 до 30 м³ на 1 м³ исходного материала.

Акустическая промывочная машина типа МПА-100 (рис. 11.2, а), разработанная в МГГУ, имеет рабочую камеру 3, осна­щенную последовательно соединенными плоскомембранными гидропневматическими излучателями с нижними активными мембранами 4 и верхними пассивными мембранами 5, коле­бания которых вызываются сжатым воздухом, поступающим через золотниковые устройства 12, связанные с ресивером 13 и системой пневматического питания 14, в подмембранные объемы 6 по патрубкам 11. Рабочая камера 3 снабжена пат­рубком 7 для предварительного заполнения ее водой и кре­пится на несущей конструкции 10 посредством виброизолято­ров 9. Промываемый материал поступает в рабочую камеру через загрузочное отверстие 1 и дезинтегрируется в ней под действием колебаний. Пески при этом удаляются через раз­грузочное устройство 8, а слив — через патрубок 2. Машина является эффективным промывочным аппаратом, обладает хорошими технико-экономическими показателями; недостат­ком ее является сложность конструкций.

К промывочным аппаратам барабанного типа произво­дительностью до 250 т/ч относятся барабанные грохоты, бу­тары, скрубберы, скруббер-бутары, гравиемойки-сортировки и вибромойки. Дезинтеграция материала крупностью до 300 мм в них осуществляется за счет трения кусков друг о друга и о движущиеся поверхности машины, а также частично за счет удара кусков и резания о полки внутренней поверхности ба­рабана.

Барабанный промывочный грохот (ГБ) представляет собой вращающийся на роликах перфорированный наклонный ба­рабан (D: L = 1: 1, 5), внутрь которого подается исходный мате риал и вода из брызгал под давлением 1, 5—4, 0 кгс/см². Отмы­тый глинистый материал вместе с водой удаляется через от­верстия в корпусе грохота, а отмытые пески, руда или уголь разгружаются в конце барабана.

Бутары отличаются от барабанных грохотов большей дли­ной (D: L до 1: 4), наличием внутри барабана кольцевых поро­гов, металлических ребер и иногда цепей для лучшей дезинте­грации промываемого материала. Некоторые бутары имеют барабан конической формы.

Скрубберы (рис. 11.2, б) в отличие от барабанных грохо­тов и бутар имеют глухие барабаны с торцевыми стенками и горловинами для загрузки и разгрузки материала. Внутри ба­рабана закреплены дезинтегрирующие и перемешивающие ус­тройства, располагающиеся по винтовой линии и обеспечи­вающие продвижение кускового материала к разгрузочному концу. Отделение шламов от зернистой части производят в других аппаратах.

Скруббер-бутары (рис. 11.2, в) представляют собой ком­бинацию скруббера и конической или цилиндрической бута­ры. Материал дезинтегрируется в скрубберной части аппарата и переходит в бутару для отделения шламов от зернистой части. Скруббер-бутары, как и скрубберы, устанавливают го­ризонтально или под углом до 7°.

Гравиемойка-сортировка отличается от скруббер-бутары только тем, что в ней вместо бутары установлены внутренний и наружный сортировочные барабаны (с различной величи­ной отверстий в них). Расход воды, как и в других промывоч­ных аппаратах барабанного типа, составляет 2—6 м³/т промы­ваемого материала.

Вибрационные промывочные машины (типа СМД, «Драгон») представляют собой длинные барабаны (трубы), подве­шенные на пружинах к раме и приводимые в круговое вибра­ционное движение, вызывающее интенсивное трение зерен и хорошую их дезинтеграцию. Шламы удаляются через перфо­рированный участок разгрузочного конца труб. Расход воды не превышает 2 м³/м³ исходного материала.

К промывочным аппаратам корытного типа (рис. 11.3) от­носятся лопастная корытная, песковая, бичевая мойки и ком­бинированная бутаро-реечная промывочная машина, по сво­ему устройству напоминающие механические классификаторы. Они состоят из наклонного (рис. 11.3, а) или горизонталь­ного (рис. 11.3, б) корыта, по продольной оси которого распо­ложены один или два вращающихся навстречу друг другу ва­ла с насаженными на них лопастями (в корытных мойках), бичами-билами (в бичевых мойках) или спиралями (в песко­вых мойках), обеспечивающими интенсивное перемешивание, дезинтеграцию и перемещение промытого материала вверх по дну корыта к разгрузочному концу. Шламы разгружаются че­рез сливной порог в нижнем конце корыта. В комбинирован­ной бутаро-реечной машине (рис. 11.3, в) материал для про­мывки поступает в бутару 1, просев которой промывается и разделяется на пески и шламы в реечном классификаторе 2. В результате этого получают три продукта: крупнокусковой — из бутары, пески и шламы — из реечного классификатора. В бичевой мойке (рис. 11.3, г) дезинтеграция материала осущест­вляется последовательно в первых двух отделениях; в третьем отделении, разделенном на ряд камер, отмытый материал под­вергается дополнительной промывке путем последовательной перегрузки его колесным элеватором с перфорированными ковшами из предыдущей камеры в последующую. Достоинст­вами корытных моек являются большая производительность, простота и надежность конструкции; недостатками — огра­ничение крупности материала в питании (не более 75—100 мм) и измельчение хрупких полезных минералов.

Промывочная башня (рис. 11.4, а) представляет собой ци­линдрическую емкость 2 (диаметром 5—10 м и высотой 10—20 м) с конусным основанием 3 и шлюзом 4. Руда в нее загружается сверху, а вода и воздух под давлением подаются через сопла снизу. Промытая руда из нижней части башни разгружается аэролифтом 5 в деаэрационную камеру 7, а затем в сгустительную воронку 6, слив которой возвращается в башню. Глини­стые шламы удаляются через сливной порог 1 в верхней части башни. Преимуществами промывочных башен являются хо­рошая отмывка легкоразмокаемых глин, сравнительно слабое истирание руды и низкие потери ценных компонентов со сли­вом, что имеет важное значение при промывке хрупких, на­пример марганцевых, руд.

Использование вида промывочных аппаратов зависит от промывистости исходного сырья. На практике обычно при­меняют для легкопромывистого сырья, загрязненного супеся­ми, торфом, землей и илами, аппараты с плоской просеиваю­щей поверхностью, барабанные грохоты с орошением водой, гравиемойки-сортировки, бутары; для среднепромывистого сырья, загрязненного суглинками, — различного типа корытные мойки, скрубберы диаметром до 2 м, бутары и вибро­мойки (типа ВМИ и «Драгон»); для труднопромывистого сы­рья, представленного крупнокусковым материалом, — скруб­беры большого диаметра и с повышенным числом оборотов; для материала с кусками средней крупности (40—150 мм) — скрубберы и вибромойки типа СМД; для мелкого материала (до 20 мм) — корытные мойки.