Техника обогащения песчано-гравийных смесей

Методи Златев — менеджер проектов по Восточной Европе, горный инженер, д.т.н.

Замкнутый цикл обогащения песчано-гравийных отвалов с содержанием глины.

1. Введение

Добыча ценного минерального сырья из отвалов в настоящее время приобретает огромное значение и выгоду. Технологию повторного обогащения ценных вторичных ресурсов, глинистых песчано-гравийных смесей дальше развила компания HAVER & BOECKER, которая разработала инновационное промывочное и классифицирующее оборудование. С целью более гибкого применения оборудования создана контейнерная мобильная установка.

Рис. 1. Технологическая схема обогатительного оборудования для глинистых песчано-гравийных смесей

2. Обогатительная технологическая схема

Технологическая схема представленная на рис.1 показывает обогатительный процесс прохождения материала. Оборудование принято в производство с середины 2007 г. (см. рис. 2).

Оборудование разделено на три блока: 

• Блоки промывки и классификации с главными узлами системы высокого давления Hydro-Clean и специальный классифицирующий грохот с устройством для разделения от более легкого (органического) материала в восходящем потоке;
• Блок добычи мелкого песка 0/2 мм с помощью гидроциклона и обезвоживающего грохота;
• Интегрированная система водоочистки с составными элементами пакетного (пластинчатого) сгустителя и ленточного пресс-фильтра.

Подготовленный материал подается с помощью погрузчика в бункер. Песчано-гравийная смесь прежде чем поступить в агрегат высокого давления, проходит на лотковом конвейере через постоянный магнит для удаления металлических предметов. Затем под воздействием высокого давления до 100 атм. очищается от липкого глинистого материала. Благодаря способности струи воды высокого давления дезинтегрировать и разрушать трещиноватый материал, песчано-гравийная смесь хорошо промывается.

Рис. 2. С середины 2007 г. в производстве контейнерная мобильная конструкция промывочного и классифицирующего оборудования

Классификация песчано-гравийной смеси на грохоте (с интегрированной рамой для разделения органического материала от воды) на последующие фракции: вода + твердые частицы 0–2 мм, 2–16 мм, 16–Х мм.

Фракция < 2 мм поступает в гидроциклон, где происходит отделение шламового раствора (0/0,090 мм).

Рис. 3. Загрузка в бункер с гидравлической опрокидывающей решеткой

Для получения готового продукта из материала 0,090–2 мм удаляется вода на обезвоживающем грохоте и разгружается в отвал.

Материал 16–Х мм классифицируется по фракции 16–22 мм, 22–32 мм и >32 мм на следующем грохоте ( классификация возможна по российским нормам).

Водоочистка проводится через систему сгущения с помощью раствора флокулянтов, которые удаляют минеральную составляющую (0–0,09 мм.)

Рис. 4. Hydro-Clean® — принципиальная схема 

1. Сырье 2. Моющий ротор 3. Водные форсунки 4. Промывочный бак 5. Отвод материала 6. Сточная вода

Очищенная вода включaется снова в технологический процесс.

Сгущенные твердые частицы с 80%-ной влажностью (содержание твердых частиц прим. 200 г/л) обезвоживаются дальше в ленточном фильтр прессе в прессованный шлам в достаточной степени, что могут быть направлены в контейнер.

Рис. 5. Hydro-Clean® — Промывочный бак и моющий ротор

После вышеописанной промывки и классификации песчано-гравийная смесь полностью очищена, что соответствует нормам для инертных материалов.

2.1 Описание промывочного и классификационного модуля.
В зависимости от процентного содержания и вязкости глины из расчета по производительности максимум 80 тонн/час песчано-гравийная смесь в диапазоне 0–100 мм поступает в процесс обогащения. Песчано-гравийная смесь загружается средним погрузчиком в бункер рис.3. Бункер объемом до 8 м³ с гидравлической опрокидывающей решеткой, с расстоянием между колосниками 120 мм.

Минеральная смесь на лотковом ленточном конвейере проходит через постоянный магнит для удаления металлических частей, затем загружается в агрегат высокого давления воды. Hydro-Clean Тип HC 700/100 вымывает шламовый компонент из песчано-гравийного материала. Этот процесс характеризирует экономное потребление воды до 10 м³/час. Рис.3 показывает принцип действия Hydro-Clean.

Рис. 6. Материал перед и после промывки. Пример очистки железнодорожного балласта для повторного использования.

Центральным компонентом этого агрегата является вертикально установленная мойка (рис.4), в которую сырье поступает из бункера сбоку. Загружаемый материал промывается внутри мойки струями воды высокого давления реактивными форсунками, которые установлены на вращающемся роторе мойки. В промывочной камере гравий моется и за этот период времени он многократно переворачивается с под воздействием струй воды высокого давления.

Рабочее давление в диапазоне 40–200 атм. интенсивно воздействует на материал, очищая его от налипания и примесей. Высокое давление воды и абразивные частицы увеличивают разрушающее действие силы трения турбулентности и усиливают процесс очистки. Расстояние между моющим ротором и промываемым материалом в мойке переменное и позволяет системе быстро перенастраиваться к различным типам материала. Датчики уровня, расположенные в загрузочном входном отверстии, обеспечивают передачу точных данных к PLC блоку управления, таким образом позволяя регулировать поток сырья в систему и обеспечивать качество промывки. Остающиеся на материале частицы глины можно промыть на моющем классификационном грохоте с водонапорным орошающим устройством. По сравнению с обычными системами небольшой износ происходит на реактивных форсунках. При сравнении с традиционными системами «водяной инструмент» практически не создает трения. Конструкция HAVER Hydro-Clean рациональна в обслуживании, замена немногочисленных деталей проста. На рис. 6 показан материал перед и после промывки.

Рис. 8. Модули добычи песка

На следующем грохоте с эллиптической траекторией колебаний сита с двойным приводным валом проходит сортировка и разделение органического материала в восходящем потоке. Кроме этого, на этом грохоте классифицируется материал на 20 мм и 2 мм. Верхний продукт и подрешетный продукт первой деки (так называемый поздний отрезок работы) в дальнейшем будет раздроблен и классифицирован на конечный продукт.

Устройство восходящего потока см. на рис. 7. Через регулируемое переливное устройство направляется поток воды с взвешенными частицами органического происхождения из глины на нижний дек.

Рис. 7. Функциональная схема отделения легкого материала через воздействие восходящего потока

На нижней просеивающей поверхности отделяется вода от органики и легкого взвешенного материала, который поступает на конвейер.

2.2 Модули добычи песка
Подрешетный продукт второй деки специального просеивающего грохота на классы, материал которого размером < 2 мм вводится в модуль получения песка рис. 8.

Вода с твердыми частицами в смеси собирается в емкости и затем закачивается в гидроциклон. Через слив гидроциклона компоненты частиц в шламе (0/0,090 мм), которые были классифицированны с помощью «гидроклина» собираются во вторую емкость. Остающийся водно-шламовый раствор твердых частиц из нижнего слива гидроциклона (0.090/2 мм) направляется в HAVER — обезвоживающий грохот тип USE 1000 x 2000. Песок с обезвоживающего грохота с остаточной влажностью примерно 20% разгружается в качестве готового продукта .

2.3 Очистка воды
Подрешетный продукт обезвоживающего грохота поступает в туже емкость, в которой находится слив из гидроциклона(0/0,09 мм). Из этой емкости 77 м³/час вода с твердыми частицами максимум 54 г/л поступает на пластинчатый сгуститель (отстойник с поперечными перегородками), который является первой ступенью системы очистки воды.

Перед подачей на пластинчатый сгуститель, раствор смешивают с флокулянтами, так чтобы образовались хлопья с тонкими компонентами.

В установке для приготовления флокулянта рис. 9 смешивается порошкообразное флокулянтное средство с водой. Бассейн для обработки флокулянтом объемом 1000 литров. Порошок засыпается в смешивающую камеру посредством дозирующего устройства и смешивается с соответствующим количеством воды. Затем смесь закачивается во вторую камеру для созревания. После окончания созревания раствор готов и из установки для приготовления флокулянта закачивается в третью камеру. С третьей камеры по мере необходимости дозируется флокулянт в грязевый водовод. Процесс замешивания флокулянтов следует полностью автоматически.

Рис. 9. Подготовительная установка флокулянтной станции и водослив пакетного сгустителя

В пластинчатом сгустителе рис. 9 осаждаются полученные хлопья и уплотняются в нижней части сгустителя в шлам с 80% содержанием воды. Очистенная вода протекает вверх и собирается в промежуточном резервуаре.

После прохождения в пластинчатом сгустителе шлам обезвоживается дальше в ленточном фильтр прессе рис.10. Ленточный фильтр пресс состоит из верхней и нижней ленты. Шлам прессуется через различные ролики и вальцевание между лентами. Через эти ленты вода свободно дренирует, а шлам остается.

Вода собирается в нижней половине ванны ленточного фильтр пресса.

Поддон оснащается сигнализатором контроля заполнения с уровнемером по максимуму и минимуму. Оценка уровня заполнения ванны происходит автоматически.

При заполнении насос включается автоматически и перекачивает воду в емкости, в которой находится слив из гидроциклона(0/0,09 мм).

Рис. 10. Мощный ленточный фильтр пресс для уплотнения шлама

Пресс может пропускать до 4 тонн/ час твердого материала с нагрузкой от 20 м³ водной смеси. На рис. 10 показана подача материала на ленточный фильтр пресс.

В модуле очистки воды вторично подготовленная вода собирается в промежуточный резервуар и используется снова в промывочном и классифицирующем модуле. С этим процессом включается циркуляция воды. Через использование интегрированной водоочистки предприятие потребляет значительно меньшее количество свежей воды. Это соответственно дает значительную экономию и снижение производственных затрат, а также способствует соблюдению экологических норм.

Одно из условий для бесперебойной работы оборудования — это безупречно функционирующая система управления, которая также изготавливается HAVER&BOECKER.

В объем поставок компании входят транспортеры преимущественно с гидравлическим опрокидыванием конвейерных лент, насосная техника и металлические конструкции.

3. Заключение

Этой модульной конструкцией показал HAVER & BOECKER cвою компетентность в обогащении различного по сложности материала, которым безусловно является песчано-гравийная смесь с высоким содержанием глины, очистке железнодорожного балласта, а также возможность использовать такие технологии в обогащении тонкодисперсного золота в песчано-гравийных смесях с различным содержанием глинистого материала. Первый успешный опыт при обогащении аллювиального золота был получен в Канаде в 2008 г.

---

Мобильные контейнерные блоки
Место установки: везде
Объем поставок: серийное оборудование включая водоочистку и автоматику
Загружаемый материал: песчано-гравийная глинистая смесь до 100 мм с включениями гравия
Производительность: в зависимости от содержания и свойств глины до 80 тонн/час
Установленная мощность: 160 кW
Поставка: 2007 от HAVER & BOECKER

---

HAVER & BOECKER OHG,
Maschinenfabrik / Machinery Division Munster, Robert-BoschStr. 6, D-48153 Munster.
Tel.: + 49-251-9793-171.
Fax: + 49-251-9793-156.
E-mail: m.zlatev@haverboecker.com.
www.haverboecker.com

Филиал ООО «ХАВЕР и БЁКЕР» Холдинг ГмбХ»
Россия, 127106, Москва, Гостиничный проезд, д.8, корп.1, офис 42.
Тел: +7 (495) 783-34-48
www.haverrussia.ru

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 2 (9)/июль 2010 г.