SU1736567A1 - Способ совместного фильтровани песковых и шламовых продуктов обогащени и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам фильтровани  и устройствам дл  фильтровани  и позвол ет повысить качество осадка . Способ заключаетс  в том, что на движущейс  фильтровальной перегородке получают осадок из Песковых продуктов фракции +0,045 м, затем в момент нахождени  перегородки в наклонном положении к горизонтали на нее подают в обратном направлении шламовый продукт с влажностью 5-15% и при весовом соотношении 1:1-40. Противотоком движению шламового продукта подают воздух, Устройство дл  осуществлени способасодержит цилиндрический к ороб с патрубком дл  подачи исходного продукта, установленный в коробе барабанный вакуум-фильтр и патрубок дл  подачи шламового продукта, установленный в верхней части короба, при этом в коробе ниже горизонтальной оси выполнено окно дл  подачи воздуха 2 с п ф- лы, 2 з п ф-лы, 3 ил. (Л С ч со о СП о XI

Description

Изобретение относитс  к технологии и оборудованию дл  фильтровани  суспензий и может быть использовано дл  осуществлени  совместного фильтровани  Песковых (крупнозернистых) и шламовых (тонкодисперсных ) продуктов флотационного обогащени  руд.

Известен способ совместного фильтровани  хвостов флотации сильвинитовых руд и глинисто-солевых шламов заключающийс  в подготовке фильтровальной суспензии,

состо щей из песков хвостовых гидроциклонов , разгрузки хвостовых сгустителей и сгу- щенных глинисто-солевых шламов. с последующим фильтрованием полученной суспензии на вакуумном барабанном фильтре через фильтровальную перегородку из лавсановой фильтроткани.

Применение этого способа не позвол ет получить осадок с низкой влажностью и не обеспечивает высокую производительность процесса. Поскольку тонкодисперсный шламовый продукт, равномерно рас- пределенный в суспензии, закупоривает поры фильтроткани, при этом не обеспечиваетс  эфффективный проход жидкой фазы через поры фильтровальной перегородки и увеличиваетс  влажность осадка, что влечет за собой увеличение потерь полезного компонента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ совместного фильтровани  песковой и шламо- вой частей продуктов обогащени , заключающийс  в подаче шламовых продуктов на фильтровальную нежесткую перегородку и последующем фильтровании их за счет создани  разности давлений по обеим сторонам фильтровальной перегородки. Нежестка  перегородка состоит из соприкасающихс  жестко не св занных твердых частиц Песковых продуктов обогащени , предварительно нанесенны.х в виде осадка на горизонтально расположенную пористую опорную перегородку.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  эффективность процесса фильтровани  из-за высокой влажности получаемого осадка. Это св зано С тем, что при фильтровании тонкодисперсной шламовой суспензии через нанесенный на гори- зонтальную опорную перегородку слой осадка песковой части осуществл етс  перераспределение частиц шламов в порах общего осадка с постепенным полным их закупориванием и последующим образованием верхнего сло  шламового осадка. Така  структура осадка характеризуетс  высокой сжимаемостью и низкой проницаемостью по отношению к жидкости. Верхний шламовый слой осадка заболачиваетс  и высока  его влажность переходит в стабильное состо ние. Это определ ет потери полезного компонента с влагой осадка, необходимость снижени  нагрузки и увеличение времени осуществлени  процесса.

Известен барабанный вакуумный фильтр, выбранный в качестве прототипа предлагаемого устройства, содержащий установленный в коробе барабан и патрубок дл  подачи исходного питани .

Известный барабанный вакуум-фильтр не обеспечивает подачу шламовых продуктов обогащени  на наклонную нежесткую фильтровальную перегородку.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества осадка.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе совместного фильтровани  Песковых и шламовых продуктов обогащени , при котором на непрерывно движущейс  фильтровальной перегородке получат осадок мз

Песковых продуктов обогащени  фракций + 0,045 мм с влажностью 5-15%, затем на слой этого осадка, расположенный на наклонном к горизонтальной плоскости участ„ке фильтровальной перегородки, подают шламовый продукт при весовом соотношении жидкой и твердой фаз 1:1-40 в направлении , противоположном направлению движени  фильтровальной перегородки.

0 Кроме того, в зону подачи шламового продукта на фильтровальную перегородку подают воздух в направлении движени  фильтровальной перегородки.

Поставленна  цель достигаетс  также

5 тем, что в устройстве дл  совместного фильтровани  Песковых и шламовых продуктов обогащени , содержащем установленный в коробе барабан и патрубок дл  подачи исходного питани , патрубок дл  подачи шлз0 мового продукта расположен в верхней части короба и снабжен расположенным против выходного отверсти  патрубка вдоль горизонтальной плоскости фильтровальной перегородки распределительным желобом.

5 причем в части короба в зоне подачи шлама образован пневмозатвор, а также тем, что распределительный желоб дл  подачи шламового продукта установлен с возможностью регулировки его положени  в

0 горизонтальной и вертикальной плоскости и в зона стекани  шламового продукта короб снабжен переливным устройством.

В предлагаемом способе песковыми- в- л ютс  крупнодисперсные, а шламовыми 5 тонкодисперсные продукты флотационного обогащени  руд. Шламовые продукты обладают высокой степенью дисперсности и представлены в основном частицами крупностью менее 0,045 мм. Песковые продукты

0 представлен в основном частицами с размером более 0,045 мм.

В процессе обогащени , например, сильвинитовых руд к Песковым продуктам относ тс  пески классификации и сгущени 

5 галитовых хвостов, камерные продукты флотации шламов, пески сгущени  концентрата , промежуточные продукты перечистки концентрата и другие продукты указанной крупности. К шламовым продуктам относ т0 с  сливы гидросепараторов и сгустителей, пенные продукты флотации шламов, фильтраты , сливы классификаторов.

Фракци  +0,045 мм с -влажностью 5- 15% получают следующим образом.

5 В реально существующем технологическом процессе перед фильтрованием продукты обогащени  подвергают классификации, например к гидроциклонах, слив которых сгущают, затем пески гидроциклона совместно с песками сгустител 

подают в ванну фильтра В начале процесса фильтровани  на фильтровальной перегородке барабанного фильтра образуетс  слой осадка Песковых продуктов, который в точке подачи шламового продукта имеет влажность 5-15%. Именно на образованный из Песковых продуктов фракции 0,045 мм с влажностью 5-15% осадок подают шламовый продукт, после чего идет процесс совместного фильтровани , и суммарный кек удал ют.

Суспензию шламовоого продукта при весовом соотношении жидкой и твердой фаз (Ж;Т) 1-40 получают в результате обес- шлэмливани  руды флотационным или гид- ромеханическим методами (2-4). В флотационном методе обеешламливани  шламовый продукт получают в виде пены в флотомашинах МПМ-30, МПСГ, колонных при-Ж:Т, равном 5-15. В процессе гидроме- ханического обеешламлиьани , например, в гидросепараторах шламовым продуктом  вл етс  слив гидросепаратора при Ж;Т, равном 10-100. В процессе сгущени  таких продуктов в сгустител х получают ui/jaMO- вый продукт при Ж Т, равном 1 1-40, т.е. такой продукт  вл етс  одним из продуктов переработки руд флотационным методом.

Подача шламового продукта на наклонную под острым углом к горизонтальной плоскости поверхность нежесткой фильтровальной перегородки (осадок из Песковых продуктов) обеспечивает достаточную дл  достижени  поставленной цели скорость противотока фильтруемых шламовых час- тиц относительно движущихс  им навстре- чу, составл ющих фильтровальную перегородку Песковых (крупнозернистых) частиц. Движение фильтровальной нежесткой перегородки и шламовых продуктов в противоположных направлени х и при их непосредственном контакте обеспечивает рыхление верхнего сло  шламового осадка, предотвращает заболачивание и полное за- куп оривание пор что способствует эффек- тивному перераспределению шламовых частиц в порах, а также сохран ет высокую проницаемость общего осадка по отношению к жидкости и способствует таким образом снижению влажности общего осадка.

Использование в качестве нежесткой фильтровальной перегородки Песковых продуктов обогащени , например, хвостов флотации крупностью +0.045 мм с влажностью 5-15%, создает пористость фильтрр- вальной нежесткой перегородки, необходимую дл  обеспечени  хорошей проницаемости ее по отношению к жидкой фазе суспензии, а также достаточную дл  достижени  поставленной цели способность задерживать твердую фазу фильтруемой суспензии, т.е. шламовые частицы, не увеличива  при этом мутность фильтрата.

Подача шламового продукта на фильтрование при соотношении жидкой и твердой фаз 1:1-40 обеспечивает оптимальную плотность суспензии шламового продукта, ее нормальную текучесть, низкую забивае- мость нежесткой фильтровальной перегородки

Подача направленного потока воздуха в зону распределени  шламового продукта обеспечивает удержание шламовых частиц на поверхности фильтровальной перегородки и одновременно способствует просушче общего осадка

Использование устройства, снабженного патрубком дл  подачи шламового продукта верхней части короба с расположенным против выходного отверсти  патрубка вдоль горизонтальной плоскости распределительным желобом, установленным с возможностью регулировка его положени  по высоте относительно фильтровальной перегородки и в горизонтальной плоскости, обеспечивает подачу шламового продукта равномерным слоем на наклонную фильтровальную перегородку в направлении, противоположном ее движению, с одновременным рыхлением верхнего сло  шламового осадка, предотвращающим его заболачивание и полное закупоривание пор Одновременно сформированные в пневмозатворе потоки воздуха, направленные навстречу движению шламового продукта по наклонной плоскости фильтровальной перегородки, удерживают этот продукт от провала в переливное устройство и предохран ют от разрушени  верхний слой осадка, а также способствуют эффективному перераспределению шламовых частиц в его порах

На фиг 1 представлено устройство дл  совместного фильтровани  Песковых и шламовых продуктов обогащени , общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1; на фиг 3 - вид А на фиг.1.

Устройство содержит короб 1 и установленный в коробе 1 вакуумный барабан 2. В нижней части короба 1 расположен патрубок 3 дл  подачи исходного питани , а в верхней части короба 1 установлен патрубок 4 с фланцем 5 Через патрубок 4 внутрь короба 1 свободно опущен патрубок 6 дл  подачи шламового продукта с фланцем 7. Между фланцами 6 и 7 установлена утолщенна  м гка  прокладки 8, а фланцам обеспечено болтовое соединение. Внутри короба 1 к патрубку 6 прикреплен распределительный желоб 9 дл  распределени  шламового продукта по поверхности сло 

осадка По длине желоба 9 закреплены бол-, ты 10, соединенные с коробом 1. М гка  прокладка 8, установленна  между фланцами 5 и 7, обеспечивает возможность изменени  положени  распределительного желоба 9 относительно горизонтальной плоскости фильтровальной перегородки., не наруша  герметичность фланцевого соединени , а болты 10 предназначены дл  регулировки и фиксации распределительного желоба 9 в положении, обеспечивающем равномерное распределение шламового продукта по поверхности сло  осадка. Ниже осевой горизонтальной линии барабана 2 выполнено окно 11, к нижнему бо рту которого наклонно вверх и в сторону барабана 1 прикреплен отражатель 12 С наружной стороны короба 1 под окном 11 установлен желоб 13 с патрубком 14 Отражатель 12 предназначен дл  отвлечени  нераспределившихс  в слое осадка шламовых частиц от провала в исходное питание, подачу их через окно 11 в желоб,13 и направлени  по патрубку 14 на повторное фильтрование.

Устройство работает следующим образом .

Вакуумный барабан, погруженный в исходное питание (песковые продукты), поступающее в нижнюю часть короба 1 через патрубок 3, вращаетс . Под действием разности давлений по обе стороны фильтровальной перегородки на ткани образуетс  слой осадка, а жидкость проникает через поры осадка и удал етс  в сборник фильтрата . Через патрубок 6 в распределительный желоб 9 поступает продукт и равномерным потоком в направлении, противоположном движению барабана, переливаетс  на поверхность предварительно образованного сло  осадка в зоне, где фильтровальна  перегородка наклонена к горизонтальной плоскости , Поступающий через переливное окно 11 навстречу шламовому продукту поток воздуха удерживает шламовые частицы от провала в исходное питание. Переливной желоб 13 и отражатель 12 позвол ют в случае провала шламового продукта в исходное питание удалить избыточный поток шламов из зоны фильтровани . Шламовый продукт . под действием силы т жести равномерно растекаетс  по поверхности нежесткой фильтровальной перегородки и перераспределител  в ее порах. За счет разности давлений по обеим сторонам фильтровальной перегородки жидка  фаза суспензии проходит через поры перегородки и попадает во внутреннюю полость барабана, откуда отводитс , Далее в зоне просушки под действием вакуума через общий осадок просасываетс  воздух, вытесн   влагу,

содержащуюс  в порах. Затем в зонеотдув- ки осадков удал етс  с фильтра при помощи сжатого воздуха. В зоне регенерации поры ткани очищаютс  от частиц твердого. На этом цикл фильтровани  заканчиваетс .

Согласно изобретению распределительный желоб 9 установлен с возможностью изменени  его положени  относительно фильтровальной перегородки

0 в вертикальной и горизонтальной плоскост х . Дл  этого служат регулировочные болты 10, соедин ющие фланцы 5 и 7 и прокладку 8. Распределительный желоб устанавливаетс  в определенное положение а

5 зависимости от толщины осадка, обеспечивающее равномерное распределение шламового продукта по поверхности фильтровальной нежесткой перегородки Предлагаемый способ был реализован в

0 опытных услови х в процессе обезвоживани  отвальных продуктов обогащени  ка- лийсодержащих руд на барабанном вакуум-фильтре. В ванну фильтра подают пековые (отвальные хвосты или концентрат)

5 продукты класса +0,045 мм. При наличии работающей мешалки в ванне фильтра наблюдаетс  расслоение суспензии по крупности В верхних сло х суспензии в ванне находитс  до 10% крупных частиц, в сред0 них до 40% и в нижних до 60%. Поэтому на тканевой фильтровальной поверхности в

первую очередь образуетс  слой осадка, состо щий из тонких солевых частиц, затем высота сло  увеличиваетс  за счет более

5 крупных частиц из среднего и нижнего слоев . При выходе образованного сло  осадка f из ванны на его поверхности образуетс  слой осадка из самых тонких частиц. Осадок такой структуры обезвоживают при помощи

0 разности давлений по обеим сторонам движущейс  фильтровальной перегородки. В верхней части барабана на участке, расположенном наклонно к горизонтальной плоскости , на слой осадка нанос т шламовый

5 продукт в виде суспензии. При этом шламова  суспензи  под действием силы т жести продвигаетс  по наклонной плоскости сло  осадка в противотоке его движени  и предотвращает закупоривание входа в поры

0 фильтрующего сло . Шламовые частицы перераспредел ютс  в слое осадка, образованного из песковой части продукта обогащени , а жидкость, преодолева  сопротивление вновь образованного суммар5 ного осадка, удал ютс  в фильтрат. Структура суммарного осадка более тонкодисперсна , чем структура песковой части осадка и фильтровальной перегородки в начальной стадии фильтровани . Поэтому фильтровальна  перегородка, через которую формировалс  слой пескового ocaflKas не оказывает сопротивлени  продвижению фильтрата и на этой стадии процесса  вл етс  опорной перегородкой, на которой расположен слой осадка Песковых продуктов, в дальнейшем  вл ющийс  фильтровальной перегородкой с постепенным закупориванием пор в процессе совместного фильтровани  Песковых и шламовых продуктов.

Далее суммарный осадок проходит через зону просушки и его удал ют из процесса при помощи отдувки сжатым воздухом, а фильтровальную ткань регенерируют и подают в-ванну с суспензией дл  осуществлени  следующего цикла.

В таблицу сведены результаты испытаний способа и устройства дл  совместного фильтровани  Песковых и шламовых продуктов обогащени  калийных руд. Во всех примерах посто нными параметрами были врем  фильтровани , а также соотношение хвостов и шламов. В примерах 2-18 и прототипе (пример 1) посто нной была крупность нежесткой фильтровальной перегородки из Песковых продуктов (хвосты фракции -0,8+0,045 мм); в примере 19 крупность хвостов составила -0.8+0 мм, те. запредельное значение.

В примерах 2-8. выполненных в оптимальных , указанных в формуле изобретени  услови х, получен совместный осадок (хвосты + шлам) с влажностью 8,9-11,2%. По прототипу (пример 1).влажность суммарного осадка составила 17,1%, при этом пример- 1 выполнен аналогично примеру 2, но при подаче шламового продукта на горизонтальную-фильтровальную перегородку.

Отклонение от за вл емых предельных значений крупности осадка Песковых продуктов , в данных примерах хвостов (пример 19), а также влажности Песковых продуктов и соотношени  жидкой и твердой фаз (Ж/Т) шламового продукта в примерах 9-18 приводит к увеличению влажности суммарного продукта до 14,9-25,1% и таким образом к снижению эффективности процесса фильтровани . Основным критерием оценки эффективности способа  вл етс  влажность суммарного осадка не более 12%, так как с увеличением влажности возрастают потери полезного компонента с жидкой фазой, а также усложн ютс  процессы транспортировки и складировани  отходов.

Применение предлагаемого способа и устройства позвол ет в промышленном - масштабе осуществить процесс совместного фильтровани  отходов, например калийного производства (хвостов и шламов) с высокой эффективностью без значительных дополнительных затрат. Кроме того, удаление отходов совместно позвол ет осуществить их совместное складирование. В насто щее врем  хвосты после фильтровани  до влажности 10-12% складируютс  в солеот- 5 валах. Шламы после сгущени  до весового соотношени  жидкой и твердой фаз 1,5-2,0 складируютс  в искусственно созданных бассейнах-шламохранилищах, занимающих огромные площади плодородных земель:

10 ежегодно отвод земли дл  ПО Белоруска- лий составл ет 36 га. Кроме того, наличие операции сгущени  шламового продукта требует эксплуатации большого числа технологического обрудовани  и производст15 венных площадей. В предлагаемом способе процесс фильтровани  осуществл етс  при Ж/Т шламового продукта 1:1-40, т.е. в широком диапазоне весового соотношени  жидкой и твердой фаз, при этом операци 

0 сгущени  шламов не  вл етс  об зательной. Наличие шламохранмлищ оказывает отрицательное вли ние на экологическую обстановку в бассейне отработки калийного месторождени , приводит к засолению

Claims (4)

1.Способ совместного фильтровани  пе- сковых и шламовых продуктов обогащени . .

5 включающий получение на непрерывно-движущейс  фильтровальной перегородке осадка из Песковых продуктов обогащени  и последующую подачу на него шламового продукта, отличающийс  тем, что. с

0 целью повышени  качества осадка, осадок получают из Песковых продуктов фракции +0,045 мм с влажностью 5-15%. а шламовый продукт подают в направлении, противоположном движению фильтровальной перего5 родки в момент нахождени  в наклонном положении к горизонтали, и при массовом соотношении жидкой и твердой фаз, составл ющем 1:1-40.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   0 тем, что при подаче шламового продукта на

фильтровальную перегородку подают воздух в направлении ее движени .

3. Устройство дл  совместного фильтровани  Песковых и шламовых продуктов обо- 5 гащени , содержащее короб с патрубком дл  подачи исходного продукта и установленный в коробе барабанный вакуум- фильтр, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества о садка, он снабжен патрубком дл  подачи шламового продукта,

расположенным в верхней части короба, и присоединенным к этому патрубку распределительным желобом, при этом ниже гори- зонтальной оси барабана в коробе выполнено окно дл  подачи воздуха.

4. Устройство по п.З, отличающее- с   тем, что распределительный желоб присоединен к патрубку с возможностью изменени  положени  в горизонтальной и -«вертикальной плоскост х

Результаты испытаний способа и устройства дл  совместного

фильтровани  Песковых и шламовых продуктов

обогащени  калийных руд

Физ.З