§ 2. Обезвоживание

Продукты обогащения полезных ископаемых обычно содержат до 50–90% влаги, которую удалять до пределов, позволяющих вести дальнейшую технологическую обработку или транспортирование этих продуктов.

Из кусковых и зернистых материалов вода удаляется путем свободного стекания через поры между зернами минералов под силы тяжести. Такой способ удаления воды называют дренированием ли естественной фильтрацией.

Дренирование производят либо при свободном стекании воды из неподвижных продуктов, либо путем встряхивания их на обезвоживающих аппаратах при помощи механических устройств: ковшовых элеваторов, обезвоживающих ящиков, сгустителей и вакуум-фильтров.

Ковшовые элеваторы служат одновременно и транспортным, и обезвоживающим устройством. Устанавливают их при отсадочных машинах или при зумпфах, в которые направляют обезвоживаемый продукт. Ковши элеваторов выполнены из перфори­рованных стальных листов. Время нахождения материала в ков­ше после выхода его из воды устанавливается практическим пу­тем в зависимости от крупности материала.

Обезвоживание в один прием мелкого и тонкозернистого ма­териала осуществляют в обезвоживающих ящиках. В них влаж­ный продукт в виде пульпы с содержанием 60% твердого посту­пает в ящик прямоугольной формы с наклонным дном, который получает сотрясательное движение. При этом твердый материал постепенно уплотняется, выжимая воду на поверхность, а вода удаляется в виде слива в конце ящика.

Недостатком обезвоживающих ящиков является малая производительность этого способа обезвоживания из-за его прерыв­ности.

Удаление воды из тонкозернистых и шламистых концентратов и других продуктов обогащения крупностью 0,2÷0 мм осуществ­ляется сгущением. Процесс сгущения состоит в осаждении твер­дых частиц из минеральной взвеси, находящейся в водной среде, под действием силы тяжести.

Сгуститель представляет собой чан большого диаметра, внутри которого совершает круговые движения рама с гребками. Ско­рость движения гребковой рамы зависит от крупности материала и в среднем равна 6 м/мин. По мере наполнения сгустителя про­исходит образование хлопьев из оседающего материала, а затем образование нескольких зон осаждения. В нижней зоне образу­ется уплотненный осадок, который гребками подается к разгру­зочной воронке сгустителя, расположенной в центре. Сгущение происходит непрерывно при одновременном поступлении пульпы, удалении осветленной воды и сгущенного продукта.

Основным недостатком сгустителей является большая зани­маемая ими площадь и соответственно большая кубатура зданий.

Процесс обезвоживания на вакуум-фильтрах называют фильтрированием. Влага из продуктов обогащения удаляется через по­ристые фильтрующие перегородки (непроницаемые для твердых частиц) за счет разности давлений воздуха по обеим сторонам перегородок. Разность давлений создают путем разрежения (в вакуум-фильтрах) или нагнетания (в фильтр-прессах) воздуха с од­ной стороны перегородки. В качестве пористых перегородок при­меняют фильтровальные хлопчатобумажные, шерстяные или син­тетические ткани, а также металлические сетки.

Сушка является процессом удаления влаги из разнообразных материалов путем испарения ее при нагревании. Она улучшает транспортабельность пластичных, влагоемких руд внутри фабрики по точкам, конвейерам, питателям и другим аппаратам, предот­вращает смерзаемость материала в зимнее время и повышает производительность и эффективность грохочения.

Сушку осуществляют в аппаратах разнообразных конструкций. При малых количествах материала применяют подовые сушилки, представляющие собой плоскую плиту, нагреваемую снизу, на ко­торой тонким слоем распределяют высушиваемый материал. Транспортирование его осуществляется механическим перегребанием, что способствует скорости сушки. В многоподовых сушилках материал подвергают механическому перемешиванию на каждом поду, обеспечивающему передвижение материала с верхних по­дов на нижние.

В шахтных сушилках руду или концентрат подают сверху, а навстречу им движутся горячие газы, имеющие температуру 500÷700°С. Высота шахтных сушилок достигает 15÷20 м. В це­лях уменьшения скорости движения материала в печи устанавли­вают полки, на которых руда задерживается и медленно пересы­пается. Время пребывания материала в сушилке составляет 10÷ 20 с.

При выпуске значительных количеств концентратов или пром- продуктов для их сушки применяют более производительные бара­банные сушилки разных конструкций и размеров. В большей ча­сти барабанных сушилок подогретый воздух или газы имеют не­ не­посредственное соприкосновение с материалом, но в отдельных случаях сушилки выпускаются без непосредственного соприкос­новения теплоносителя с материалом. Сушилки второго типа бо­лее сложны по конструкции, поэтому имеют меньшее распрост­ранение.