Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Технологія гвинтової сепарації застосовується в схемах збагачення вугілля, залізних, хромових, танталових, золотовмісних і інших руд. Але головним чином ґвинтова сепарація використовується при переробці розсипів, які є ідеальним живленням для ґвинтових сепараторів.
Основні параметри, які впливають на ефективність процесу гвинтової сепарації, поділяють на дві групи: конструктивні й технологічні . Схема збагачення вугільних шламів гвинтовою сепарацією наведена на рис.
При зольності вугільних шламів 20–35 % і крупності до 3,5 мм гвинтова сепарація дозволяє отримати концентрат зольністю 7–12 % і відходи зольністю до 75 %.
Процес розділення зернистого матеріалу у гвинтовому сепараторі
Під дією сили ваги пульпа стікає вниз в вигляді тонкого потоку різної глибини. При цьому на мінеральні частинки діють гравітаційні, гідродинамічні і відцентрові сили. Взаємодія зазначених сил призводить до розді-лення матеріалу за густиною: зерна важких мінералів концентруються в придонній частині біля внутрішнього борту жолоба, а зерна легких мінералів виносяться у верхні шари потоку і зносяться до зовнішнього борту. Довжина пробігу елементів потоку від зовнішнього борту до внутрішнього в ґвинтових апаратах складає від 0,7 до 1,5 витків.
Процес розділення зернистого матеріалу в жолобі ґвинтового сепаратора здійснюється в два етапи:
1-й етап полягає в розшаруванні матеріалу по вертикалі і переході важких мінералів в придонний шар. Цей етап спільний для всіх процесів розділення в тонкому шарі пульпи, що рухається по похилій поверхні. Для процесу розшарування важливе значення мають турбулентні пульсації потоку і явища сегрегації при русі зімкненого придонного шару. На першому етапі в придонний шар вибірково переходять крупні важкі зерна і менш вибірково — дрібні важкі зерна. Основні фактори розділення на цьому етапі — крупність і густина зерен.
2-й етап полягає в перерозподілі зерен у радіальному напрямку зі створенням мінерального віяла продуктів сепарації. В результаті поперечного перерозподілу зерна формують окремі шари потоку (концентрат, промпродукт, відходи) і набувають сталого характеру руху. Перерозподіл зерен закінчується в основному після проходження двох-трьох витків, далі зерна рухаються на постійних радіусах по ґвинтовим траєкторіям. Зерна, що потрапили випадково в «чужу» зону, перерозподіляються далі завдяки подачі змивної води в зону внутрішнього борту жолоба.
Український дослідник А. С. Кірнаркський показав, що в умовах ґвинтового потоку розпушування матеріалу пов'язане із швидкістю поверхневого прошарку у першій частині циклу мокрої гвинтової сепарації, а його ущільнення із швидкістю придонного прошарку у другій частині циклу; при цьому головний чинник зміни вертикального положення зерен — дія турбулентних вихорів, які зриваються з мінеральної поверхні при циркуляції рідини навколо частинок матеріалу.
Швидкість розшарування зерен у ґвинтовому сепараторі є експоненціальною функцією від часу (або від довжини пробігу пульпи по жолобу). Високій швидкості розшарування в початковий період сприяє те, що пульпа має високий ступінь розпушення. Швидкість розділення зерен по висоті потоку характеризується створенням донного шару важких мінералів на етапі формування потоку в ґвинтовому жолобі, отже на перших двох витках, де швидкості потоку і зерен ще не встановилися.
Оптимальна довжина жолоба для зерен різної крупності різна. Для виділення крупних зерен в сепараторі достатньо двох витків, в той час, як для виділення дрібних ( — 0,1 мм) — необхідно чотири витка. Якщо цінні важкі мінерали представлені зернами різної крупності, розвантаження концентрату необхідно здійснювати не одноразово в кінці жолоба, а розосереджено — на другому, третьому, четвертому витках. Але в кожному конкретному випадку довжина жолоба повинна бути оптимальною, тому що зі збільшенням довжини жолоба відбувається перемішування шарів пульпи і знижуються технологічні показники процесу.
Конструктивні параметри
До основних конструктивних параметрів належать: діаметр і крок гвинтового жолоба, профіль його поперечного перетину, кількість витків, кількість відсікачів і місце їх установки.
Діаметр гвинтового жолоба є основним конструктивним параметром сепаратора, який визначає його розміри, масу і продуктивність. Гвинтові сепаратори, що застосовуються в практиці збагачення корисних копалин, мають жолоби діаметром 600—2000 мм. Вибір діаметра сепаратора залежить від продуктивності по твердому, крупності й густини збагачуваного матеріалу. Матеріали, що містять крупнозернисті матеріали (1–2 мм), ефективніше збагачуються в сепараторах великого діаметра (1000 мм і більше), тонкозернисті матеріали (менше 0,5 мм) — у сепараторах малих діаметрів (500—750 мм), матеріали середньої крупності (0,074–1 мм) — у сепараторах будь-якого розміру.
Профіль поперечного перетину жолоба може являти собою елемент еліпса, кола, пряму лінію. Найбільш доцільним профілем для збагачення матеріалу крупністю менше 2 мм є горизонтальний еліпс, більша піввісь якого складає 1/3 діаметра сепаратора, а співвідношення довжин осей — 2 : 1. Для збагачення дрібних матеріалів (– 0,2 мм) рекомендується пологий профіль у вигляді кубічної параболи, а для збагачення крупних матеріалів (2 — 12 мм) — випуклий профіль у вигляді двох відрізків прямих: нахиленого до горизонтальної площини під кутом 17º в зоні виділення концентрату і горизонтального — біля зовнішнього борту.
Кількість витків жолоба залежить від фізичних властивостей збагачуваного матеріалу. Вона збільшується зі зменшенням різниці в густині розділюваних мінералів і їх крупності. Кількість витків жолоба в промислових сепараторах складає 4–6. У п'ятивиткових сепараторах звичайно здійснюють першу стадію збагачення корінних руд, а в три- і чотиривиткових — перечищають чорновий концентрат. При збагаченні пісків розсипних родовищ застосовують три- і чотиривиткові сепаратори, що значно зменшує висоту апарата.
Крок гвинтового жолоба визначає кут нахилу його гвинтової лінії до горизонту і впливає на гідродинамічну характеристику потоку та умови транспортування матеріалу.
Зі збільшенням відносного кроку гвинтового жолоба (відношення кроку до діаметра) показники збагачення матеріалів крупністю понад 0,2 мм погіршуються, а матеріалів крупністю менше 0,2 мм — поліпшуються. Відносний крок для промислових гвинтових сепараторів приймається рівним 0,4–0,6 м. Менше значення кроку приймається для сепараторів більшого діаметра, а більше значення — для сепараторів меншого діаметра.
Виведення продуктів збагачення здійснюється відсікачами, які встановлюються на сепараторах у кінці останнього витка або на кожному витку жолоба. Положення ножів відсікачів визначається в кожному конкретному випадку дослідним шляхом і зберігається постійним у процесі роботи.
Залежно від виконання гвинтові апарати можуть мати 2–4 гвинтових жолобів, що функціонують паралельно.
Технологічні параметри
До технологічних параметрів належать: густина, крупність і форма мінеральних зерен у живленні, вміст твердого у живленні й продуктивність. На результати збагачення суттєво впливають також підготовчі операції.
Крупність мінеральних зерен характеризується верхньою і нижньою межами. Верхня межа крупності зерен при гвинтовій сепарації залежить від їх густини і при її збільшенні — зменшується. Нижня межа крупності зерен визначається умовами їх зважування і розподілу по висоті потоку в жолобі сепаратора і зменшується при збільшенні густини зерен. На гвинтових сепараторах ефективніше вилучаються зерна крупністю понад 0,2 мм, дрібніші зерна (до 0,02 мм) — на ґвинтових шлюзах, де менша турбулентність потоку.
Бажано, щоб форма зерен, розділюваних матеріалів — вугільних і породних зерен, була різною. Для збагачення найбільш сприятливими випадками є такі, коли зерна вугільної речовини представлені округлими зернами (коефіцієнт сферичності великий), а зерна пустої породи — плоскими (коефіцієнт сферичності малий).
Підготовка матеріалу до збагачення полягає в його класифікації і знешламленні. Класифікація вугільного шламу здійснюється, в основному, у гідроциклонах. Класифікація сприяє підвищенню результатів збагачення і продуктивності процесу. Оптимальним є варіант з використанням гідравлічної класифікації, який сприяє підвищенню результатів збагачення і продуктивності процесу. В окремих випадках при попередньому або контрольному збагаченні можлива сепарація некласифікованого матеріалу. Але якщо в живленні сепарації міститься 30 — 40 % класу — 0,074 мм знешламлення робиться обов'язково (для зниження в'язкості пульпи).
Вміст твердого в живленні при збагаченні складає звичайно 30-40 % (за масою). При густині пульпи, що перевищує вказані межі, збільшується її в'язкість і виділення породних мінералів сповільнюється. У цьому випадку важкі й легкі зерна рухаються разом біля внутрішнього борту і не забезпечують утворення віяла продуктів розділення. Мінімальний вміст твердого в живленні складає 6-8 %. При більшій розрідженості пульпи важкі і легкі зерна рухаються разом біля внутрішнього борту і не забезпечують утворення віяла продуктів розділення.
Витрата змивної води повинна бути оптимальною. При оптимальних витратах змивної води підвищується ступінь концентрації матеріалу, зменшується замулювання робочої поверхні жолоба, поліпшується транспортування породних мінералів, збільшується розрідженість матеріалу біля внутрішнього борту і підсилюється поперечна циркуляція потоку. Надлишок змивної води призводить до зносу породних мінералів у концентратну зону, а недостача — до одержання малозольних відходів. Звичайно витрата змивної води складає 0,3-0,6 л/с на один жолоб сепаратора діаметром 600 мм.
Продуктивність гвинтових апаратів залежить від діаметра витків жолоба, кута підйому гвинтової лінії, речовинного складу і крупності збагачуваного матеріалу. Зменшення крупності живлення, а також підвищений вміст у ньому глини і шламів приводить до зниження продуктивності.
Див. також
Джерела
- Кірнаркський А. С. Технологічні основи мокрої гвинтової сепарації вугілля: дис. … д-р техн. наук / А. С. Кірнаркський. — Д., 2000. — 355 с.
- Смирнов В. О., Білецький В. С. Проектування збагачувальних фабрик (посібник з грифом Мінвузу). —Донецьк: Східний видавничий дім, 2002. — 296 с. (друге видання — 2008 р.)., [2]
- Смирнов В. О., Сергєєв П. В., Білецький В. С. Технологія збагачення вугілля. Навчальний посібник. — Донецьк: Східний видавничий дім, — 2011. — 476 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Tehnologiya gvintovoyi separaciyi zastosovuyetsya v shemah zbagachennya vugillya zaliznih hromovih tantalovih zolotovmisnih i inshih rud Ale golovnim chinom gvintova separaciya vikoristovuyetsya pri pererobci rozsipiv yaki ye idealnim zhivlennyam dlya gvintovih separatoriv Osnovni parametri yaki vplivayut na efektivnist procesu gvintovoyi separaciyi podilyayut na dvi grupi konstruktivni j tehnologichni Shema zbagachennya vugilnih shlamiv gvintovoyu separaciyeyu navedena na ris Pri zolnosti vugilnih shlamiv 20 35 i krupnosti do 3 5 mm gvintova separaciya dozvolyaye otrimati koncentrat zolnistyu 7 12 i vidhodi zolnistyu do 75 Proces rozdilennya zernistogo materialu u gvintovomu separatoriPid diyeyu sili vagi pulpa stikaye vniz v viglyadi tonkogo potoku riznoyi glibini Pri comu na mineralni chastinki diyut gravitacijni gidrodinamichni i vidcentrovi sili Vzayemodiya zaznachenih sil prizvodit do rozdi lennya materialu za gustinoyu zerna vazhkih mineraliv koncentruyutsya v pridonnij chastini bilya vnutrishnogo bortu zholoba a zerna legkih mineraliv vinosyatsya u verhni shari potoku i znosyatsya do zovnishnogo bortu Dovzhina probigu elementiv potoku vid zovnishnogo bortu do vnutrishnogo v gvintovih aparatah skladaye vid 0 7 do 1 5 vitkiv Proces rozdilennya zernistogo materialu v zholobi gvintovogo separatora zdijsnyuyetsya v dva etapi 1 j etap polyagaye v rozsharuvanni materialu po vertikali i perehodi vazhkih mineraliv v pridonnij shar Cej etap spilnij dlya vsih procesiv rozdilennya v tonkomu shari pulpi sho ruhayetsya po pohilij poverhni Dlya procesu rozsharuvannya vazhlive znachennya mayut turbulentni pulsaciyi potoku i yavisha segregaciyi pri rusi zimknenogo pridonnogo sharu Na pershomu etapi v pridonnij shar vibirkovo perehodyat krupni vazhki zerna i mensh vibirkovo dribni vazhki zerna Osnovni faktori rozdilennya na comu etapi krupnist i gustina zeren 2 j etap polyagaye v pererozpodili zeren u radialnomu napryamku zi stvorennyam mineralnogo viyala produktiv separaciyi V rezultati poperechnogo pererozpodilu zerna formuyut okremi shari potoku koncentrat promprodukt vidhodi i nabuvayut stalogo harakteru ruhu Pererozpodil zeren zakinchuyetsya v osnovnomu pislya prohodzhennya dvoh troh vitkiv dali zerna ruhayutsya na postijnih radiusah po gvintovim trayektoriyam Zerna sho potrapili vipadkovo v chuzhu zonu pererozpodilyayutsya dali zavdyaki podachi zmivnoyi vodi v zonu vnutrishnogo bortu zholoba Ukrayinskij doslidnik A S Kirnarkskij pokazav sho v umovah gvintovogo potoku rozpushuvannya materialu pov yazane iz shvidkistyu poverhnevogo prosharku u pershij chastini ciklu mokroyi gvintovoyi separaciyi a jogo ushilnennya iz shvidkistyu pridonnogo prosharku u drugij chastini ciklu pri comu golovnij chinnik zmini vertikalnogo polozhennya zeren diya turbulentnih vihoriv yaki zrivayutsya z mineralnoyi poverhni pri cirkulyaciyi ridini navkolo chastinok materialu Shvidkist rozsharuvannya zeren u gvintovomu separatori ye eksponencialnoyu funkciyeyu vid chasu abo vid dovzhini probigu pulpi po zholobu Visokij shvidkosti rozsharuvannya v pochatkovij period spriyaye te sho pulpa maye visokij stupin rozpushennya Shvidkist rozdilennya zeren po visoti potoku harakterizuyetsya stvorennyam donnogo sharu vazhkih mineraliv na etapi formuvannya potoku v gvintovomu zholobi otzhe na pershih dvoh vitkah de shvidkosti potoku i zeren she ne vstanovilisya Optimalna dovzhina zholoba dlya zeren riznoyi krupnosti rizna Dlya vidilennya krupnih zeren v separatori dostatno dvoh vitkiv v toj chas yak dlya vidilennya dribnih 0 1 mm neobhidno chotiri vitka Yaksho cinni vazhki minerali predstavleni zernami riznoyi krupnosti rozvantazhennya koncentratu neobhidno zdijsnyuvati ne odnorazovo v kinci zholoba a rozoseredzheno na drugomu tretomu chetvertomu vitkah Ale v kozhnomu konkretnomu vipadku dovzhina zholoba povinna buti optimalnoyu tomu sho zi zbilshennyam dovzhini zholoba vidbuvayetsya peremishuvannya shariv pulpi i znizhuyutsya tehnologichni pokazniki procesu Konstruktivni parametriDo osnovnih konstruktivnih parametriv nalezhat diametr i krok gvintovogo zholoba profil jogo poperechnogo peretinu kilkist vitkiv kilkist vidsikachiv i misce yih ustanovki Diametr gvintovogo zholoba ye osnovnim konstruktivnim parametrom separatora yakij viznachaye jogo rozmiri masu i produktivnist Gvintovi separatori sho zastosovuyutsya v praktici zbagachennya korisnih kopalin mayut zholobi diametrom 600 2000 mm Vibir diametra separatora zalezhit vid produktivnosti po tverdomu krupnosti j gustini zbagachuvanogo materialu Materiali sho mistyat krupnozernisti materiali 1 2 mm efektivnishe zbagachuyutsya v separatorah velikogo diametra 1000 mm i bilshe tonkozernisti materiali menshe 0 5 mm u separatorah malih diametriv 500 750 mm materiali serednoyi krupnosti 0 074 1 mm u separatorah bud yakogo rozmiru Profil poperechnogo peretinu zholoba mozhe yavlyati soboyu element elipsa kola pryamu liniyu Najbilsh docilnim profilem dlya zbagachennya materialu krupnistyu menshe 2 mm ye gorizontalnij elips bilsha pivvis yakogo skladaye 1 3 diametra separatora a spivvidnoshennya dovzhin osej 2 1 Dlya zbagachennya dribnih materialiv 0 2 mm rekomenduyetsya pologij profil u viglyadi kubichnoyi paraboli a dlya zbagachennya krupnih materialiv 2 12 mm vipuklij profil u viglyadi dvoh vidrizkiv pryamih nahilenogo do gorizontalnoyi ploshini pid kutom 17º v zoni vidilennya koncentratu i gorizontalnogo bilya zovnishnogo bortu Kilkist vitkiv zholoba zalezhit vid fizichnih vlastivostej zbagachuvanogo materialu Vona zbilshuyetsya zi zmenshennyam riznici v gustini rozdilyuvanih mineraliv i yih krupnosti Kilkist vitkiv zholoba v promislovih separatorah skladaye 4 6 U p yativitkovih separatorah zvichajno zdijsnyuyut pershu stadiyu zbagachennya korinnih rud a v tri i chotirivitkovih perechishayut chornovij koncentrat Pri zbagachenni piskiv rozsipnih rodovish zastosovuyut tri i chotirivitkovi separatori sho znachno zmenshuye visotu aparata Krok gvintovogo zholoba viznachaye kut nahilu jogo gvintovoyi liniyi do gorizontu i vplivaye na gidrodinamichnu harakteristiku potoku ta umovi transportuvannya materialu Zi zbilshennyam vidnosnogo kroku gvintovogo zholoba vidnoshennya kroku do diametra pokazniki zbagachennya materialiv krupnistyu ponad 0 2 mm pogirshuyutsya a materialiv krupnistyu menshe 0 2 mm polipshuyutsya Vidnosnij krok dlya promislovih gvintovih separatoriv prijmayetsya rivnim 0 4 0 6 m Menshe znachennya kroku prijmayetsya dlya separatoriv bilshogo diametra a bilshe znachennya dlya separatoriv menshogo diametra Vivedennya produktiv zbagachennya zdijsnyuyetsya vidsikachami yaki vstanovlyuyutsya na separatorah u kinci ostannogo vitka abo na kozhnomu vitku zholoba Polozhennya nozhiv vidsikachiv viznachayetsya v kozhnomu konkretnomu vipadku doslidnim shlyahom i zberigayetsya postijnim u procesi roboti Zalezhno vid vikonannya gvintovi aparati mozhut mati 2 4 gvintovih zholobiv sho funkcionuyut paralelno Tehnologichni parametriDo tehnologichnih parametriv nalezhat gustina krupnist i forma mineralnih zeren u zhivlenni vmist tverdogo u zhivlenni j produktivnist Na rezultati zbagachennya suttyevo vplivayut takozh pidgotovchi operaciyi Krupnist mineralnih zeren harakterizuyetsya verhnoyu i nizhnoyu mezhami Verhnya mezha krupnosti zeren pri gvintovij separaciyi zalezhit vid yih gustini i pri yiyi zbilshenni zmenshuyetsya Nizhnya mezha krupnosti zeren viznachayetsya umovami yih zvazhuvannya i rozpodilu po visoti potoku v zholobi separatora i zmenshuyetsya pri zbilshenni gustini zeren Na gvintovih separatorah efektivnishe viluchayutsya zerna krupnistyu ponad 0 2 mm dribnishi zerna do 0 02 mm na gvintovih shlyuzah de mensha turbulentnist potoku Bazhano shob forma zeren rozdilyuvanih materialiv vugilnih i porodnih zeren bula riznoyu Dlya zbagachennya najbilsh spriyatlivimi vipadkami ye taki koli zerna vugilnoyi rechovini predstavleni okruglimi zernami koeficiyent sferichnosti velikij a zerna pustoyi porodi ploskimi koeficiyent sferichnosti malij Pidgotovka materialu do zbagachennya polyagaye v jogo klasifikaciyi i zneshlamlenni Klasifikaciya vugilnogo shlamu zdijsnyuyetsya v osnovnomu u gidrociklonah Klasifikaciya spriyaye pidvishennyu rezultativ zbagachennya i produktivnosti procesu Optimalnim ye variant z vikoristannyam gidravlichnoyi klasifikaciyi yakij spriyaye pidvishennyu rezultativ zbagachennya i produktivnosti procesu V okremih vipadkah pri poperednomu abo kontrolnomu zbagachenni mozhliva separaciya neklasifikovanogo materialu Ale yaksho v zhivlenni separaciyi mistitsya 30 40 klasu 0 074 mm zneshlamlennya robitsya obov yazkovo dlya znizhennya v yazkosti pulpi Vmist tverdogo v zhivlenni pri zbagachenni skladaye zvichajno 30 40 za masoyu Pri gustini pulpi sho perevishuye vkazani mezhi zbilshuyetsya yiyi v yazkist i vidilennya porodnih mineraliv spovilnyuyetsya U comu vipadku vazhki j legki zerna ruhayutsya razom bilya vnutrishnogo bortu i ne zabezpechuyut utvorennya viyala produktiv rozdilennya Minimalnij vmist tverdogo v zhivlenni skladaye 6 8 Pri bilshij rozridzhenosti pulpi vazhki i legki zerna ruhayutsya razom bilya vnutrishnogo bortu i ne zabezpechuyut utvorennya viyala produktiv rozdilennya Vitrata zmivnoyi vodi povinna buti optimalnoyu Pri optimalnih vitratah zmivnoyi vodi pidvishuyetsya stupin koncentraciyi materialu zmenshuyetsya zamulyuvannya robochoyi poverhni zholoba polipshuyetsya transportuvannya porodnih mineraliv zbilshuyetsya rozridzhenist materialu bilya vnutrishnogo bortu i pidsilyuyetsya poperechna cirkulyaciya potoku Nadlishok zmivnoyi vodi prizvodit do znosu porodnih mineraliv u koncentratnu zonu a nedostacha do oderzhannya malozolnih vidhodiv Zvichajno vitrata zmivnoyi vodi skladaye 0 3 0 6 l s na odin zholob separatora diametrom 600 mm Produktivnist gvintovih aparativ zalezhit vid diametra vitkiv zholoba kuta pidjomu gvintovoyi liniyi rechovinnogo skladu i krupnosti zbagachuvanogo materialu Zmenshennya krupnosti zhivlennya a takozh pidvishenij vmist u nomu glini i shlamiv privodit do znizhennya produktivnosti Div takozhGvintovij separatorDzherelaKirnarkskij A S Tehnologichni osnovi mokroyi gvintovoyi separaciyi vugillya dis d r tehn nauk A S Kirnarkskij D 2000 355 s Smirnov V O Bileckij V S Proektuvannya zbagachuvalnih fabrik posibnik z grifom Minvuzu Doneck Shidnij vidavnichij dim 2002 296 s druge vidannya 2008 r 2 Smirnov V O Sergyeyev P V Bileckij V S Tehnologiya zbagachennya vugillya Navchalnij posibnik Doneck Shidnij vidavnichij dim 2011 476 s