книги из ГПНТБ / Щедринский М.Б. Обогащение асбестовых руд

Сушка руды

Применяемые в настоящее время методы извлечения асбесто­ вого волокна удовлетворительно могут осуществляться при влаж­

ности руды не выше 2%.

Асбест и особенно мелкие классы вмещающей его породы в

руды крупностью ■— 30÷35 мм.

Гигроскопическая влага, не входящая в химический состав асбеста, размещается в нем в виде тончайших столбиков, стенка­ ми которых являются волокна асбеста, и удаление ее в производ­

ственных условиях успешно производится в диапазоне темпера-

Рис. 17. Кривая зависимости содержания влаги or крупности руды

тур теплоносителя от 100 до 600°, причем главная масса влаги

выделяется при температуре теплоносителя до 450°.

Летом влажность руды резко уменьшается, порой совершенно исключая надобность в сушке, а высокосортные руды ручной добычи в засушливое время жаркого лета иногда нуждаются даже

в легком увлажнении для восстановления природной эластичности

волокна и предохранения его от сильной распушки.

Процесс сушки, особенно при повышенном температурном ре­

жиме, снижает механическую прочность асбеста, самопроизвольно

восстановимую при последующем хранении руды в течение некото­ рого времени на открытом воздухе. Этот период должен быть тем больше, чем выше была температура сушки, и рекомендуется в

пределах от 4 до 15 суток.

Прочность асбестового волокна снижается в процессе сушки не

только от температурного воздействия, но также из-за механиче­

ских деформаций, претерпеваемых им в сушильных аппаратах. Де­ формированное, не высушенное волокно теряет 35% своей перво­

50

начальной прочности, а высушенное при температуре 200° теряет

50%.

Верхним допустимым температурным пределом для сушки сво­

бодного волокна считается 300°, а для сушки руды 500—600°,

так как в последнем случае основная часть волокна защищена от прямого действия высоких температур сопутствующей породой.

Исследовательскими работами установлено, что около 40% руды

крупностью +30 мм после первых двух стадий дробления имеет

токов руды и теплоносителя, т. е. горячих топочных газов, а во

второй руда имеет направление, встречное потоку теплоносителя.

При прямоточной системе исходная руда поступает в поток то­

почных газов максимальной температуры; руда с кондиционным

содержанием влаги, выходящая из сушильного аппарата, имеет соприкосновение, с газами минимальной температуры, которые не

могут заметно влиять на прочность асбестового волокна.

Но просушенная руда находится в контакте с насыщенным те­ перь влагой теплоносителем и при этом получается как бы пропа­ ривание волокна, что нежелательно.

При разгрузке продукта из сушильного аппарата температура руды и газов обычно сравнивается.

При противоточной системе сушки исходная руда встречается

с потеком топочных газов наименьшей температуры.

4* 51

При движении по сушильному аппарату руда, постепенно отда­

вая влагу, встречает все повышающуюся температуру, и в момент

разгрузки ее из сушильного аппарата температура газов и руды достигает максимума, который в отдельных случаях может быть

вреден для прочности волокна.

При прямоточной системе сушки обеспечиваются лучшие тех­ нологические показатели, однако наблюдается большой вынос в

атмосферу мелких фракции руды и свободного волокна в связи с

совпадением направлении потоков продукта и теплоносителя. Расход топлива на тонну испаренной влаги при поточной системе несколько выше, чем при противоточной. Указанное явление

объясняется тем, что при встрече потока горячих газов с влажным и холодным продуктом у входа в сушильный аппарат происходит

резкое снижение температуры газов и в дальнейшем снижение

температуры при движении по барабану происходит более равно­

мерно, чем при противоточной сушке.

Крупная руда может подаваться в процесс обогащения бе:?

сушки или сушится отдельно от руды мелких классов.

При раздельной сушке крупных и мелких классов руды сво­

бодное волокно, концентрирующееся в мелких классах, лучше со­ храняется, так как на него не действуют крупные куски руды и,

кроме того, при однородном продукте легче установить постоян­ ный оптимальный режим сушки.

Сушка руды производится в сушильных барабанах и в шахтных

печах.

Для обеспечения нормальных условий сушки руды необходимо

иметь такую скорость воздушного потока в сушильном аппарате,

которая обеспечит своевременное и полное удаление пара. По­

скольку вместе с воздухом выносится некоторое количество пыли

и волокна, то отработанный воздух пропускается через очистные сооружения (циклоны, фильтры и т. и.).

Руда после сушки транспортируется в склад сухой руды, не­ обходимость которого обусловливается следующим:

а) температура руды после сушки достигает 60—70°. Обогаще­

ние горячей руды, продолжающей выделять пар, затрудняется, так

как в холодное время года вследствие конденсации паров воды

забиваются воздухопроводы и отверстия сит на грохотах, что при­ водит к нарушению технологического процесса; следовательно, пе­

ред обогащением необходимо руду охладить.

б) руда, поступающая на фабрику, не имеет постоянного соста­ ва по общему содержанию и сортности асбеста, причем в течение

даже отдельных смен колебания могут быть значительными. Пра­ вильное послойное складирование руды обеспечивает некоторое

усреднение ее состава, что облегчает дальнейшее ведение техноло­

гического процесса;

в) горячее волокно менее прочно и легко деформируется при

обогащении. Для восстановления прочности необходимо выдер­

жать волокно на воздухе;

52

г) наличие склада перед цехом обогащения гарантирует более

устойчивое питание его рудой при возможных колебаниях в ее до­ ставке с рудников и в период остановок ДСК и обогатительного

комплекса для проведения планово-предупредительного ремонта.

Для складирования сухой руды применяются склады различ­ ных конструкций.

Если извлечение чернового концентрата из руды перед сушкой

не производилось, то эта операция должна быть предусмотрена перед складом сухой руды.

Если же извлечение концентратов произведено из сырой руды,

то должны быть предусмотрены средства отдельной сушки этих

концентратов перед дальнейшим их транспортированием.

В сухое время года, когда получающиеся концентраты будут

иметь допустимую влажность, можно будет этой дополнительной сушильной установкой не пользоваться.

Выделение из руды черновых концентратов перед ее направле­

нием в сушильные аппараты имеет то преимущество, что в этом

Классификация

случае лучше сохраняется текстура волокна, а это обстоятельство и является определяющим смысл извлечения свободного волокна

из руды перед ее складированием.

Склад оказывает весьма отрицательное влияние на текстуру свободного волокна: чем выше штабель руды в складе, гем боль­

ше порча текстуры волокна.

Для извлечения чернового концентрата могут применяться воз­ душно-проходные сепараторы, центробежные сепараторы, пневма­

тические камеры или грохоты с отсасыванием.

53

В процессе сушки отработанным воздухом уносится в циклоны 4—6% продукта от исходного в сушку. Этот продукт содержит до

8—10% свободного длинноволокнистого асбеста жесткой тексту­ ры и 85—90% пыли.

При совместном складировании руды с этим чрезвычайно за­

пыленным продуктом пыль настолько прочно вбивается в массу

волокна, что последующая его очистка от пыли оказывается за­

труднительной.

Наиболее правильным следует считать такое положение, при

котором пыль должна выводиться из технологического процесса

в любом пункте ее образования. В соответствии с этим продукт

выноса из сушильных установок, уловленный в циклонах, должен быть сразу же обеспылен и пыль удалена в отвал. Полученный

черновой концентрат вместе с концентратом, полученным из про­ дукта до (или после) сушки, должен отдельным от руды потоком

Секции могут быть однотипными при питании однородной по круп­ ности рудой или разными, если поступают разные по обогатимо­ сти руды.

Назначение данных цехов — максимально вскрыть асбестовое

волокно, сохранив его текстуру при возможно полном извлечении вскрытого волокна из продуктов до и после каждой стадии дроб­ ления.

Дробление руды производится в четыре-шесть стадий при раз­

личной степени дробления в каждом аппарате.

Впервой и второй стадиях устанавливаются короткоконусные

имолотковые дробилки, а иногда валковые дробилки, отличаю­

щиеся хотя и сравнительно невысокой способностью вскрытия во­

локна, но сохраняющие его текстуру, что особенно важно при

получении текстильного асбеста, извлекаемого преимущественно

в первых стадиях дробления, поскольку такое волокно менее проч­

но соединено с сопутствующей породой, чем короткое волокно.

Устанавливаеімые в третьей стадии молотковые дробилки, де­

зинтеграторы и кулачковые дробилки ударного действия до неко­

торой степени сами вскрывают волокно, а главное подпушают, делают как бы парусными агрегаты волокна, вскрытые в первых

двух стадиях, благодаря чему они могут быть уже извлечены из

руды воздушной струей на грохоте или в сепараторе.

54

В четвертой и пятой стадиях устанавливают дезинтеграторы и кулачковые дробилки.

Для увеличения производительности, улучшения степени дроб­ ления руды и вскрытия волокна перед дробильными аппаратами производится отделение руды мелких фракций. Руда, поступаю­

щая в дробильный аппарат, не должна содержать свободного во­

локна более 0,1—0,2%, так как в процессе дробления портится его

текстура.

Для извлечения черновых концентратов применяются грохоты

с отсасыванием, центробежные воздушные сепараторы и пневмо­

руды на грохоте, создает лучшую пористость его, обеспечивающую

хорошее всплывание волокна и более полное его извлечение.

Черновой концентрат, полученный с грохота, имеющего сетку с крупными отверстиями, содержит меньше пыли и легче обраба­

тывается в последующих операциях.

Верхний продукт при отсутствии в нем мелочи лучше дробится при хорошем вскрытии волокна и сохранении текстуры.

Промежуточные продукты, состоящие из просевов грузовых грохотов, верхних продуктов перечистных грохотов и просевов не­

которых обеспыливающих аппаратов, обрабатываются отдельно от

основного потока и только иногда возвращаются в последние ста­ дии основного потока в виде так называемого оборотного про­

дукта.

Выход промежуточного продукта по грузовому потоку состав­

ляет 10—15%, а в целом по цеху вместе с перечистным отделе­ нием до 30—40% исходной руды в цех при содержании в нем ас­

55

беста 8—12%. Возвращение его в основной поток отрицательно

влияет на технологические показатели.

Общий выход черновых концентратов при обогащении отсасы­

ванием 35—40% исходного в цех при содержании в них асбеста

Рис. 22. Принципиальная схема обогащения от­ сасыванием с грохотов

( + 0,5 мм) составляет 20—25%. Примерный выход чернового кон­

центрата по стадиям обогащения от исходного в цех приведен

в табл. 9.

56

Исходная руда

Рис. 23. Принципиальная схема обогащения с применением сепараторов

57

Общин выход чернового концентрата при сепарации составляет

10—12% исходного.

На рис. 22 и 23 приведены принципиальные схемы цехов обо­

гащения.

При извлечении черновых концентратов отсасыванием и при

обезгаливании на грохотах вместе с отработанным воздухом уно­ сится в пылеосадительные устройства некоторое количество сопут­

ствующей породы и короткого волокна.

В среднем в пылеосадительные устройства ' уносится 2—4%

продукта от исходной руды, переработанной цехом обогащения.

Этот продукт содержит до 25% волокна крупнее 0,5 мм и подвер­

гается дополнительной обработке по удалению пыли и классифи­

кации с получением камерных сортов асбеста.

Перечистка и классификация концентратов

Черновые концентраты, полученные с грузовых грохотов, со­ держат значительное количество пыли (35—40%) и гали (40— 45%).

Для получения кондиционной продукции черновой концентрат подвергается обеспыливанию и обезгаливанию, затем классифици­

руется на товарные сорта.

Для этих целей применяют качающиеся грохоты с отсасыва­ нием, цилиндрические грохоты (сортовки) и т. д.

Перечистка и классификация являются наиболее сложными

операциями в процессе обогащения асбестовых руд.

Таблица 10

Ситовый состав и текстура волокна черновых концентратов при обога­ щении рядовых руд

58

Каждая фабрика имеет отличную от других, весьма сложную

•схему обработки концентратов, зависящую от типа перерабаты­

ваемых руд.

Черновой концентрат разных стадий обогащения имеет различ­ ный ситовый состав и текстуру (табл. 10), но это различие незна­

чительно у продуктов смежных стадий, особенно при однотипных дробилках.

Черновые концентраты каждой стадии могут обрабатываться

раздельно от начала до конца, но практически их объединяют в

два или три потока, например: при объединении в два потока:

первый поток — концентрат, полученный до и после первой ста­ дии дробления и после второй стадии дробления;

третьей, четвертой и пятой стадий дробления.

Черновой концентрат, получаемый при обработке промпродук­ та, обычно присоединяется ко второму или третьему потоку.

Окончательное решение этого вопроса определяется специаль­ ными экспериментами при проведении исследовательских работ по разработке технологической схемы для некоторой определенной

РУДЫ.

Первый и второй потоки дают наиболее высокие сорта товар­

ного асбеста для данной фабрики.

Объединение концентратов в потоки производится непосредст­ венно после извлечения их из рудного потока или после однократ­

ной или Двукратной перечистки. Если обработка концентратов

ведется без предварительной классификации, то концентраты объ­

единяются после перечистки, и наоборот. Перечистка черновых концентратов может производиться с предварительной классифи­ кацией и без нее. Предварительная классификация заключается в том, что черновой концентрат перед операцией перечистки разде­

ляется по крупности на два потока, которые проходят перечистку

раздельно.

Перечистка с предварительной классификацией является более сложной, но имеет ряд преимуществ, а именно:

а) достигается большая сохранность природных качеств во­ локна;

б) лучше классифицируется продукт и повышается удельный выход высоких сортов;

в) требуется меньше операций обезгаливания.

При наличии предварительной классификации подавляющая

59