UA138484U - Спосіб одержання каоліну марки akprime - Google Patents

Abstract

Спосіб одержання каоліну, згідно з яким каолінову сировину подають до промивального барабана, звідки каолінову пульпу подають на вібросито для відділення від каолініту крупних фракцій піску, після чого каолінову пульпу піддають водній класифікації, причому водну класифікацію проводять у дві стадії. На першій стадії каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм, звідки верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають для додаткової очистки на гідроциклон із діаметром не більше ніж 200 мм, з якого верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають на гідроциклони із діаметром не більше ніж 325 мм.

Description

Корисна модель належить до галузі збагачення нерудної сировини, переважно, каолінів, і може бути використана для отримання концентратів, придатних для керамічної, фарфоро- фаянсової промисловості, металургійної та будівельної промисловості.

Більш детально, каолін марки АКРгіте застосовують як наповнювач при виробництві виробів сапітарно-будівельної кераміки і при виробництві керамічної плитки і виготовлення глазурі і т.п.

З геолого-мінералогічної (петрографічної) точки зору каолін - гірнича порода, глиниста частина якої представлена переважно каолінітом або, рідше, іншими мінералами однойменної групи і аналогічного складу (дикит, накрит), що утворилися в результаті екзогенної або гідротермальної каолінізації алюмосилікатів.

Зі споживчої точки зору каолін - це глина, яка складається переважно з чистого каолініту або споріднених глинистих мінералів аналогічного складу, що має в природному або збагаченому стані білий або майже білий колір, піддатлива збагаченню і облагороджуванню відомими методами і придатна в збагаченому вигляді для подальшого використання у виробництві білої кераміки, паперу, гуми, фарб та ін. За визначенням каолінового проекту Міжнародної програми геологічної кореляції каолін - порода, що характеризується корисним змістом каолінітових мінералів.

З рівня техніки відомий спосіб збагачування каоліну, що включає отримання рядового каоліну шляхом дезінтеграції каоліну-сирцю, класифікації, коагулювання каолінової суспензії вапняним молоком, зневоднення, сушіння та отримання хімічно вибіленого каоліну шляхом дезінтеграції каоліну-сирцю, класифікації фракціонування, хімічного відбілювання гідросульфатом натрію в кислому середовищі, нейтралізація каолінової суспензії, зневоднення і сушіння каоліну, при цьому при нейтралізації в каолінову суспензію вводять фільтрат, що утворюється при зневодненні рядового каоліну (5 1715768, опубл. 29.02.1992 р.). Недоліком відомого способу є те, що як коагулятор використовують вапняне молоком, що ускладнює процес збагачення й забруднює каолін і рідку фазу суспензії, призводить до накопичення шкідливих продуктів, що утворюються при реакціях. Крім того, використовувані у відомому способі хімічні реагенти ускладнюють процес диспергації каолінової суспензії, ускладнюють зневоднення і сушіння каоліну, а також тільки частково дозволяють його очистити від окислів

Зо Ее.

Відомий спосіб збагачування каоліну, що включає дезінтеграцію, диспергації, магнітну сепарацію, зневоднення і сушіння каоліну, відповідно до винаходу, диспергації каоліну проводять у віброакустичному середовищі при частоті коливань 7-18 Гц, магнітну сепарацію пульпи проводять при тій же частоті віброакустичних коливань одночасно на вході і виході з сепаратора при нерозривності струменя потоку пульпи з напруженістю магнітного поля 1,2-1,6

Те (ША 22229 А, опубл. 30.06.1998 р). Відповідно до відомого способу, не можливо одержати каолін із низьким вмістом окислів Ее.

Відомий спосіб збагачування каолінової сировини (ВО 2647549 СІ, опубл. 16.03.2018 р.), відповідно до якого проводять суспендування каолінової сировини у воді і розділення суспензії з виділенням каолінового концентрату, де каолінову сировину попередньо піддають гідротермальній обробці у автоклаві при температурі 180-265 град. С й тиску 1,5 МПа, після збросу тиску й охолодження суспензії до 40-60 град. С шляхом додавання води доводять до вмісту твердого компонента у суспензії 30-50 95. Відповідно до відомого способу, не можливо досягти високого витягу з сировини оксиду алюмінію й низького вмісту оксиду заліза.

В основу заявленого технічного рішення поставлена задача створити такий спосіб одержання каоліну, в якому враховані виявлені та усунені недоліки відомого рівня техніки, який забезпечує підвищення ефективності розділення каолінової сировини й підвищення збагачення каоліну.

Технічний результат полягає у зміні фізико-хімічних властивостей вихідної каолінітової сировини, що дозволяє одержати каолін кращого хімічного складу, із високим вмістом оксиду алюмінію, низьким вмістом оксиду заліза, більш високою плинністю, більш високою білизною, оптимальною в'язкістю.

Поставлена задача вирішується за рахунок нового способу одержання каоліну, згідно з яким каолінову сировину подають до промивального барабана, звідки каолінову пульпу подають на вібросито для відділення від каолініту крупних фракцій піску, після чого каолінову пульпу піддають водній класифікації, причому водну класифікацію проводять у дві стадії, де на першій стадії каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм, звідки верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають для додаткової очистки на гідроциклон із діаметром не більше ніж 200 мм, з якого верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають на гідроциклони із діаметром не більше ніж 325 мм; де на другій стадії водної класифікації каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів не більше ніж 75 мм, звідки верхній злив подають на згущення, а нижній злив подають для додаткової очистки на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 40 мм, звідки верхній злив подають на згущення, а нижній злив повторно для додаткової очистки подають до промивальних барабанів й на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм; де перед згущенням каолінову пульпу подають на вібросито для відділення органічних речовин, після чого для згущення до каолінової пульпи додають флокулянт - катіонний коагулятор, яким є співполімер акриламіду і акрилату натрію, згущену каолінову суспензію подають на зневоднення до фільтрпресів, причому зневоднення проводять до вологості не більше 27-32 95, після чого проводять сушіння, причому кількість гідроциклонів на другій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 75 мм, складає не менше ніж 24.

Пропонований даним технічним рішенням каолін є каоліном із найвищим ступенем впорядкованості кристалічної структури, із покращеними фізико-хімічними властивостями, більш детально, із високим вмістом оксиду алюмінію, низьким вмістом оксиду заліза, більш високою плинністю, більш високою білизною, оптимальною в'язкістю.

Відповідно до пропонованого способу одержують каолін іх покращеними фізико-хімічними характеристиками складу, наведеного у таблиці 1.

Таблиця 1 (Залишокна сітці Ме0063,96,небільшеї -:/ Її

РН В

Каолінова сировина, з якої одержують каолін відповідно до пропонованого даним технічним рішенням, є унікальною сировиною з родовищ й її властивості й характеристики описано нижче.

Каолін родовищ, використовуваний як сировина, належить до первинних каолінів і має три основні різновиди, що сформувалися за чудново-бердичівських гранітах і їх мігматити, біотит - плагіоклазових гнейсами, в тому числі гранатовмісні, порфіроподібні гранітам кіровоградського типу і апелюють - пегматоїдним гранітам і пегматитам. Каолін по чудново-бердичівських гранітах представлений щільною породою сірувато-білого або жовтувато-білого кольору з добре вираженою успадкованою середньо-і дрібнозернистою структурою. Залишкова структура

Зо проявляється більш-менш рівномірним чергуванням невеликих (5-7 мм) ділянок каолініту (білого по польових шпатах і жовтого або палевого) і зерен кварцу. У каоліні, що утворився за гранітовою різновидністю вихідної породи, спостерігаються охристі плями. На шліфах видно елементи структури материнської породи, дисперсний (по польових шпатах) або лускатий (по буттях) каолініт, кварц з розміром зерен 0,1-4 мм, домішки пилоподібних оксидів заліза, що асоціюються з великими лусочками каолініту, акцесорних (циркон, монацит) і вторинних мінералів. У цій литологічній різновидності каоліну міститься 51-56 95 каолініту, 42-47 95 кварцу, до 5 95 циркону, апатиту, ільменіту, лейкоксену.

Каолініт по порфіровидному граніту відрізняється більш грубозернистою реліктовою структурою (д--1-7 мм), обумовленою псевдоморфози каолініту по порфіровидному виділенню калієвого шпату, каолініт по буттям-жовтувато-білим кольором і меншим вмістом крупнозернистих частинок.

Крупнолускатий різновид каолініту, що утворився по біотиту, представлено відносно великими частками (д-»0,01-0,1 мм) і їх агрегатами віялоподібної, червоподібної і сноподібної форм, тоіколуската - частинками, що містять тонкодисперсні оксиди заліза і титану.

Гранулометричний і хімічний склад каолінів залежить від їх належності до того чи іншого літологічного різновиду.

Збагачені каоліни родовища різко відрізняються від вихідних меншим вмістом кварцу і значенням відношення 51О2:АІЇ2Оз а також значно меншим вмістом барвних оксидів - ГегОз і ТіОг2

Найбільш низькі концентрації цих оксидів характерні для самої дрібної, глинистої фракції (а«0,01 мм), в якій співвідношення мінералоутворюючих компонентів дуже близькі до теоретичних.

Найвищим ступенем впорядкованості кристалічної структури складає каолініт з профілю вивітрювання біотит - плагіоклазового гнейсу (ЙУ-1,3-1,6), найменший - каолініт, що утворився за порфіроподібним гранітом (ЙУ-0,5-0,7). Проміжні значення мають каолініт по аілітопегматоїдному граніту і каолініт по Чудново-Бердичівському граніту (ИУ-1,2-1,3).

Загальною тенденцією є збільшення індексу впорядкованості каолініту в межах профілю вивітрювання з материнських порід у міру переходу від нижчележачих зон до повної каолінізації.

За даними електронно-мікроскопічних досліджень каолініт родовища представлений більшою чи меншою мірою обмеженими різко сплощеними індивідами таблитчастого, пластинчастого і листуватого вигляду. Переважаюча більшість кристалів мають неповне огранювання.

Хімічний склад, 95, різних літологічних різновидів збагаченого каоліну родовища (а-0,056 мм) наведено у Таблиці 2.

Таблиця 2

Компонент Порфіровидні ові пово: . Біотитпла- Біотитпла 0. граніти ердичівські гіоклазові гіоклазові Пегматоїдні граніти мигматити гнейси

ГегОз

Гранулометричний склад літологічних різновидів каоліну родовища наведено у Таблиці 3.

Таблиця З складової фракцій

Материнська порода Піщаної (іч» Глинистої 45-0,05-0,02| дч- 0,02- 50,056мм (дес ММ 0005 мм | ех 0,005 мм ' «0,056мм й граніти і мигматити

Збагачення каоліну, засіюване на поділі методом класифікації у водному середовищі тонк дисперсних частинок каолініту, гідрослюди, крупних зерен кварцу, польового шпату, слюди та інших мінералів, що містяться в каоліновій сировині.

Далі буде наведено детальний опис технічного рішення. Даний опис не є обмежувальний, тобто спеціалісту мають бути зрозумілими можливі подальші удосконалення не виходячи за межі розкритої у формулі суті.

Пропонований спосіб здійснюють таким чином.

Каолінову сировину подають до промивальних барабанів. Одночасно в промивальні барабани подають технічну воду.

Отримана каолінова пульпа самопливом надходить на вібросита, де проходить розподіл каолініту від крупних фракцій піску. Пісок стрічковими конвеєрами відводять на площадку складування піску.

Після вібросит каолінова пульпа надходить до ємностей, звідкіль насосами її подають на стадію водної класифікації: 1 стадія водної класифікації: гідроциклони діаметром 325 мм (тиск - 0,8-1,5 Баг; кількість З шт), - верхній злив подають на гідроциклони діаметром 75 мм, - нижній злив подають на гідроциклони діаметром 200 мм.

Для додаткової очистки використовують гідроциклони 200 мм (тиск - 1,0-1,7 Баг; кількість 1 шт), - верхній злив подають на гідроциклони діаметром 75 мм, - нижній злив подають на гідроциклони діаметром 325 мм.

Для розвантаження першої стадії водної класифікації служить сито. Кварцовий пісок 20,8 мм відділяють від суспензії і подають на зовнішній відвал.

Суспензію з частинками «0,8 мм, яка пройшла станцію відсіювання, подають в зумпф насоса, звідки закачують в циклонну установку. 2 стадія водної класифікації: гідроциклони діаметром 75 мм (тиск - 1,5-3,0 Баг; кількість 24 шт), - верхній злив подають на згущення, - нижній злив подають на гідроциклони діаметром 40 мм.

Для додаткової очистки використовують гідроциклони 40 мм (тиск - 1,5-3,0 раї; кількість 34 шт), - верхній злив подають на згущення, - нижній злив подають до промивальних барабанів.

Використання водної класифікації у дві стадії шляхом пропускання каолінової пульпи через батареї циклонів для відділення частинок дозволяє отримати каолін покращеного хімічного складу, із високим вмістом оксиду алюмінію, низьким вмістом оксиду заліза, більш високою плинністю, більш високою білизною, оптимальною в'язкістю й провести збагачення каолінової сировини більш ефективно, ніж відомі способи.

Весь технологічний процес водної класифікації здійснюють автоматично за допомогою операторської панелі. Оператор технологічних установ згідно режимної карти вибирає заданий режим на панелі управління і проводить автоматичний пуск технологічного процесу. На операторській панелі запрограмовано весь технологічний процес водної класифікації від завантаження сировиною живильників до подачі каолінової суспензії в відділення згущення.

Очищену каолінову пульпу з водної класифікації насосами подають у відділення згущення на вібросита, де проходить відділення органічних речовин (дрібної жорстви, слюди), яка може бути в каоліновій пульпі. Після вібросит каолінову пульпу подають в розподільну ємкість, звідки розподіляють на б згущувачів. В розподільну ємність насосом МЕМО подають також і флокулянт. Як флокулянт використовують катіонний коагулятор, яким є співполімер акриламіду і акрилату натрію, у формі твердого гранулята марки 5-РІ ОС5-А112.

Використання співполімеру акриламіду і акрилату натрію не забруднює каолін і рідку фазу суспензії, не призводить до накопичення шкідливих продуктів, не ускладнює процес диспергації каолінової суспензії, не ускладнює зневоднення і сушіння каоліну.

Зневоднення каолінової суспензії проводять у фільтрпресовому відділенні Мо 1 або у фільтрпресовому відділенні Мо 2.

Згущену каолінову суспензію насосами типу СМ подають в 600 м3 ємності для подальшого зневоднення у фільтрпресовому відділенні Мо 1.

Далі насосами типу МЕМО, МАВМАКМ суспензію закачують в фільтрпреса АМОВІТ2.

В фільтрпресовому відділенні Мо 1 знаходиться 2 фільтрпреса АМОВІТ2. бо Станина фільтрпреса

1 Розмір камерних плит 1500х2000х80 мм 2 Кількість камер 218

З Глибина камери фільтрпреса 25 мм 4 Площа фільтра макс. 1003 ме 5 Об'єм фільтраційного кеку макс. 10 914 дм3 6 Матеріал плит РР (поліпропілен) 7 Довжина пакета плит МІ 17 000 мм 8 Тиск фільтрації макс. 20 бар 9 Робоча сторона їх праворуч, їх зліва 10 Габаритні розміри фільтрпреса (довжина х ширина х висота) 23 282х3300х4293 мм

Пуск обладнання фільтрпресів здійснюють автоматично з операторської панелі оператором.

Після фільтрації проводять розвантаження фільтрпресів. Коржі з вологою 27-29 96 системою конвеєрів подають до сушильного відділення.

Якщо зневоднення проводять у фільтрпресовому відділенні Ме 2, то згущену каолінову суспензію насосами типу СМ подають в контактні чани для подальшого зневоднення у фільтрпресовому відділенні Мо 2.

В фільтрпресовому відділенні Мо 2 знаходить 28 фільтрпресів ФОМ-52. Після розвантаження коржі з вологою 30-32 96 подаються системою конвеєрів в ящикові живильники стрічкових сушарок.

Станина фільтрпреса: 1. Робоча поверхня ф/преса - 52 ме 2. Кількість ф/плит - 58-60 шт 3. Об'єм камерного простору - 0,9 м3 4. Діаметр ф/плит - 800 мм 5. Робочий тиск -10 кгс/см?

Після зневоднення каолінової суспензії в фільтрпресовому відділенні Мо 1 сушіння коржів проходить в сушильному комплексі "ТЕМА".

Технологічний процес сушарки складається з наступних етапів. Призначений для сушіння

Зо каолін подають в передній частині стрічкового транспортера всередину змішувача; після змішування матеріал в задній частині змішувача потрапляє до гранулятора, після чого його подають стрічковим транспортером до осушувача із псевдозрідженим шаром. Матеріал падає на розподільну плиту з перфорацією, через яку проходить тепле повітря. Навколишнє повітря, яке забирається і спрямовується в осушувач, всмоктується ззовні (у разі необхідності попередньо нагрівається в підігрівачі повітря) і спрямовується вентилятором через систему пальників до осушувача із псевдозрідженим шаром. Це тепле повітря проходить крізь розподільну плиту та шар продукту. Під дією вібрації осушувача із псевдозрідженим шаром продукт переміщується і подається через розподільчу плиту в напрямку зони охолодження осушувача. Тут вентилятор подає холодне (навколишнє) повітря крізь шар продукту, охолоджуючи його. Швидкість вібрації, а також швидкість, із якою продукт подається через розподільну плиту, може змінюватись регулятором частоти. Пуск обладнання комплексу здійснюють автоматично з операторської панелі кочегаром технологічних печей. На операторській панелі запрограмований весь процес сушіння каоліну. Після сушарки каолін виходить у вигляді гранул. Пуск обладнання сушарок здійснюється автоматично з операторської панелі кочегаром технологічних печей. На операторській панелі запрограмований весь процес сушіння каоліну.

При сушінні у сушарці температура повітря, яке надходить з теплогенератора, складає 450 град. С, продукт сохне при температурі 70-80 град. С протягом приблизно 20 хвилин.

Після зневоднення каолінової суспензії в фільтрпресовому відділенні Мо 2 сушіння каолінових коржів відбувається в трьох стрічкових 12-ти камерних сушарках "Мірко" і "АКВ".

Матеріал для сушіння рівномірно розподіляється по всій поверхні на верхній стрічці сушарки і проходить зону з високою температурою, де відбувається випаровування з усією площі поверхні. З першої стрічки матеріал переходить на середню. У зоні просушування другої стрічки волога видаляється зсередини матеріалу. З другої стрічки матеріал переходить на нижню, на якій відбувається остаточне досушування. В останній камері сушарки просушений матеріал охолоджується повітрям, що надходить ззовні. При сушінні у сушарці "Мірко" температура повітря, яке надходить з теплогенератора, складає 250 град. С, продукт сохне при температурі 70-90 град. С. протягом приблизно 40 хвилин. При сушінні у сушарці "АКВ" температура повітря, яке надходить з теплогенератора, складає 220-230 град. С, продукт сохне при температурі 70- бо 90 град. С протягом приблизно 40 хвилин.

З сушарок висушений каолін попадає на стрічкові конвеєри, з яких його подають до системи трубних конвеєрів і розподіляють по боксам складу готової продукції.

Запропоноване технічне рішення не містить будь-яких складових частин, які б неможливо було відтворити на практиці, що підтверджує його промислову придатність.

Слід розуміти, що описані вище приклади та варіанти втілення є лише ілюстративними і спеціалістам у даній галузі пропонуються різні модифікації та зміни, які охоплюються сутністю цієї заявки та обсягом формули.

Слід розуміти, що наведена вище інформація ніяким чином не обмежує обсяг прав за заявкою.

Claims (11)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Спосіб одержання каоліну, згідно з яким каолінову сировину подають до промивного барабана, звідки каолінову пульпу подають на вібросито для відділення від каолініту крупних фракцій піску, після чого каолінову пульпу піддають водній класифікації, причому водну класифікацію проводять у дві стадії, де на першій стадії каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм, звідки верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають для додаткової очистки на гідроциклон із діаметром не більше ніж 200 мм, з якого верхній злив подають на другу стадію водної класифікації, а нижній злив подають на гідроциклони із діаметром не більше ніж 325 мм; де на другій стадії водної класифікації каолінову пульпу подають на батарею гідроциклонів не більше ніж 75 мм, звідки верхній злив подають на згущення, а нижній злив подають для додаткової очистки на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 40 мм, звідки верхній злив подають на згущення, а нижній злив повторно для додаткової очистки подають до промивальних барабанів й на батарею гідроциклонів із діаметром не більше ніж 325 мм; де перед згущенням каолінову пульпу подають на вібросито для відділення органічних речовин, після чого для згущення до каолінової пульпи додають флокулянт - катіонний коагулятор, яким є співполімер акриламіду і акрилату натрію, згущену каолінову суспензію подають на зневоднення до фільтрпресів, причому зневоднення проводять до вологості не більше 27-32 Об, Зо після чого проводять сушіння, причому кількість гідроциклонів на другій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 75 мм, складає не менше ніж 24.

2. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що кількість гідроциклонів на першій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 325 мм, складає не менше ніж 3.

3. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що тиск гідроциклонів на першій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 325 мм, складає 0,8-1,5 бар.

4. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що нижній злив із першого гідроциклона додатково відділяють на віброситі, з якого каолінову пульпу повторно подають у перший гідроциклон.

5. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що кількість гідроциклонів із діаметром не більше ніж 200 мм, складає 1.

6. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що тиск гідроциклона із діаметром не більше ніж 200 мм, складає 1,0-1,7 бар.

7. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що тиск гідроциклонів на другій стадії водної класифікації з діаметром не більше ніж 75 мм, складає 1,5-3 бар.

8. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що тиск гідроциклонів із діаметром не більше ніж 40 мм складає 1,5-3,0 бар.

9. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що кількість гідроциклонів із діаметром не більше ніж 40 мм, складає 34.

10. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що флокулянт використовують у формі твердого гранулята.

11. Спосіб одержання каоліну за п. 1, який відрізняється тим, що як флокулянт використовують З-РГ ОС5-А112. 000 Компютернаверстка!, Скворцова.дГ (00000000 Міністерство розвитку економіки, торгівлі та сільського господарства України,

вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601 (с;