Внутрифабричный транспорт

Оглавление

 

 

 

1 Полиградиентная магнитная сепарация 3

1.1 Барабанные полиградиентные сепараторы 4

1.2 Роторные полиградиентные сепараторы 6

2 Обогащение в желобах и шлюзах 9

2.1 Обогащение в шлюзах 9

2.2 Обогащение в желобах 13

3 Аварийные водосбросы хвостохранилищ обогатительных фабрик 14

4 Внутрифабричный транспорт 17

4.1 Самотёчный транспорт 17

4.2 Устройства, применяемые при самотечном транспорте 18

4.3 Вибропитатели 21

4.4 Ленточные конвейеры 23

4.5 Ленточно-канатные и ленточно-цепые конвейеры 26

4.6 Вибрационные конвейеры 31

Список литературы 33

 

 

1 Полиградиентная магнитная сепарация

 

Магнитный метод обогащения основан на использовании  различия магнитной восприимчивости частиц обогащаемой руды в специальных аппаратах — магнитных сепараторах. Отделение магнитных частиц от немагнитных происходит вследствие воздействия магнитной и механических сил в рабочем пространстве сепаратора. Траектории движения магнитных и немагнитных частиц будут различными, что позволяет их раздельное выделение с получением продуктов сепарации различного качества. Обычная магнитная сепарация (в полях напряженностью 800—1500 э) не встречает затруднений для разделения магнитного и немагнитного продукта сильномагнитных руд (магнетитовых), так как магнитная восприимчивость магнетита в десятки тысяч раз больше магнитной восприимчивости других породообразующих минералов. Значительно труднее обогащать магнитным методом слабомагнитные руды. С целью более эффективного разделения таких минералов применяются обычно сепараторы с высокими значениями напряженности магнитного поля (до 20 000 э). Принцип действия этих сепараторов аналогичен обычным магнитным сепараторам со слабомагнитным полем; одинаковы также и многие конструктивные элементы сепараторов. Первые сепараторы для обогащения слабомагнитных руд были созданы еще в конце XIX в., и в настоящее время существует множество различных модификаций сепараторов, используемых главным образом для обогащения руд цветных металлов, марганцевых и отчасти железных (сидеритовые и лимонитизированные). Однако, как правило, такие сепараторы позволяют вести обогащение только крупновкрапленных руд (сепарируемые частицы не менее 0,2 мм), в то время как большинство железных руд (окисленные и полуокисленные железистые кварциты) и руд других металлов имеют вкрапленность ниже 0,1 мм. Обогащение таких руд на валковых и роликовых сепараторах осуществляется пока малоэффективно. Для повышения эффективности разделения тонкоизмельченного материала прежде всего необходимо значительное увеличение магнитной силы, действующей на частицу, а также времени воздействия этой силы. Во внешнем однородном магнитном поле частицы превращаются в магнитные диполи, на которые будет воздействовать только вращающий момент сил, и только в неоднородном магнитном поле появляются магнитодвижущие (пондеромоторные) силы, вызывающие разделение частиц минералов.

Создание  многополюсной системы (зубцы на валках или роликах, диски) обеспечивает значительную неоднородность магнитного поля вблизи полюсных наконечников сравнительно в небольших объемах, вдали от таких полюсов магнитодвижущая сила резко уменьшается, и при использовании таких многополюсных систем (валки, ролики, диски) рабочее пространство сепаратора охватывает только периметр магнитной системы. Поэтому была бы целесообразна конструкция сепаратора, позволяющая использовать весь объем создаваемого сепаратором магнитного поля. Получение неоднородного распределения магнитного поля возможно путем введения в рабочее пространство сепаратора различных ферромагнитных тел, например стальных шариков. На краях таких тел будут возникать локальные неоднородности магнитного поля — внешнее магнитное поле будет усилено как по величине, так и по неоднородности.

1.1 Барабанные полиградиентные сепараторы

Для магнитного обогащения тонковкрапленных слабомагнитных руд разработано несколько типов  барабанных полиградиентных сепараторов, отличающихся друг от друга некоторыми конструктивными особенностями.  Институтом НИИКМА совместно с Механобром разработан промышленный образец барабанного сепаратора типа 230-СЭ с постоянными магнитными системами (рисунок 1) .

Сепаратор состоит из пустотелого немагнитного барабана  диаметром 600 мм и длиной 2500 мм, вращающегося вокруг неподвижной пятиполюсной системы 2. Магнитная система смещена таким образом, что крайний нижний магнит совпадает с вертикальной осью барабана. Угол охвата магнитной системы на барабане составляет 160°. Сепаратор имеет ванну 7, выполненную из немагнитной стали толщиной 2,5 мм. Ванна перегородкой разделена по оси барабана на два пирамидальных отделения (для концентрата и хвостов). В ней смонтирован двухскатный неподвижный грохот 6. Он выполняется из шпальтовых сит, колосники, шайбы и стягивающие стержни — из немагнитного материала. Зазор между барабаном и шпальтовым грохотом составляет 60—80 мм и может регулироваться перемещением ванны в вертикальной плоскости. Грохот по оси барабана имеет выступающий (на 10—15 мм) порог 8, предотвращающий попадание хвостов в концентратное отделение ванны. Размер щелей в шпальтовом грохоте составляет 1,5— 2 мм. Перед началом работы сепаратора на грохот загружаются шарики 3. Диаметр их определяется крупностью обогащаемого материала и задачами сепарации.

 

 

Рисунок 1 Схема промышленного образца    барабанного   сепаратора с шариковой рабочей зоной    и    постоянными    магнитами     (230-СЭ)

 

За счет неоднородности магнитного поля приставшие к барабану шарики имеют укладку с прядями и каналами между ними. Уплотняются они на барабане сепаратора специальным листовым прижимным устройством 9. В зоне подачи питания установлено промывное устройство 11. Для смыва приставших к шарикам рудных частиц в месте разгрузки концентрата установлено двухрядное брызгало 4 типа «душ». Питание сепаратора осуществляется при помощи питателя 10. Торцовые концы барабана для предотвращения просыпания шариков в зоне разгрузки имеют реборды высотой 50—60 мм. Привод барабана осуществляется через цепную передачу и червячный редуктор с большим передаточным числом.

Загружаемые на сито шарики (стальная дробь) скатываются  по нему в нижнюю часть и притягиваются  к барабану слоем толщиной 50—60 мм (толщина слоя зависит от диаметра шариков). Приставшие к барабану шарики движутся вместе с ним до тех пор, пока не выйдут из зоны магнитного притяжения. Немагнитные частицы с основной массой воды протекают (фильтруются) через слой шариков на барабане и свободно разгружаются в хвостовое отделение ванны сепаратора. Магнитные частицы задерживаются в каналах между намагниченными шариками, в которых создается сильное неоднородное магнитное поле, и транспортируются вместе с ними туда, где магнитное поле практически отсутствует. Шарики вместе с приставшими к ним магнитными частицами падают на наклонный лоток 5. Действиями удара и смывной воды магнитные частицы отделяются от них и разгружаются в виде концентрата. Шарики скатываются по ситу вниз под барабан до порога, где они под воздействием магнитного поля опять притягиваются к поверхности барабана. Таким образом, притяжение шариков к барабану, фильтрация пульпы через намагниченные шарики, отмыв от них магнитных частиц и повторное их притяжение осуществляются непрерывно.

1.2 Роторные полиградиентные сепараторы

Роторные  сепараторы имеют один или несколько  рабочих органов, которые могут быть расположены вертикально или горизонтально. В связи с тем, что роторные сепараторы имеют замкнутую магнитную систему, индукция в полиградиентной среде может достигать 10—12 тыс. гс, что позволяет обогащать тонкодисперсные материалы с малой удельной магнитной восприимчивостью (марганец, гидроокислы железа, сидерит). Наряду с этим роторные полиградиентные сепараторы при большом диаметре ротора могут иметь несколько зон питания, что дает возможность на этих сепараторах повысить производительность (до 120 т/ч). Однако существенным недостатком этих сепараторов является тот факт, что полиградиентная среда в них находится в статических условиях и отмывка магнитных частиц производится только смывной водой. Последнее обстоятельство приводит к тому, что при обогащении руд, содержащих сильномагнитные минералы, происходит забивка полиградиентной среды через несколько часов работы.

На базе исследований фирмой Ферро-Магнетикс  Лимитид (США) разработаны полупромышленные и промышленные образцы роторных магнитных сепараторов с высокой напряженностью магнитного поля. По лицензии этой фирмы фирма Клекнер-Гумбольдт-Дейц (ФРГ) начала изготовлять промышленные образцы этих сепараторов и оснащать ими строящиеся фабрики по обогащению окисленных железных руд.

Схема сепаратора Джонса показана на рисунке 2. Сепаратор состоит из рамы 1 со стальными секциями, выполненными из специального профиля. На раме укреплены полюсные башмаки 2 с электромагнитными катушками. 3. Между электромагнитными системами вращаются два роторных диска (желоба) 6, которые крепятся на вертикальном вале 4. Привод роторных дисков осуществляется при помощи клиноременной передачи 5. Роторные желоба заполнены стальными рифлеными плитами 7. Следует отметить, что роторное кольцо разделено перегородками на несколько секций. Под роторными дисками установлены выпускные желоба 8. Подача пульпы в рабочую зону ротора осуществляется питателем 9. Для смыва механически захваченных нерудных частиц в зоне действия магнитного поля установлено смывное устройство низкого давления 10. В зоне отмывки магнитного продукта установлено смывное устройство высокого давления 11.

 

Рисунок 2  Схема

промышленного образца

роторного сепаратора Джонса

 

Разделение  на  сепараторе производится следующим  образом.

Пульпа  подается в рабочее пространство ротора, которое находится в зоне магнитного поля. Нерудные частицы, фильтруются через каналы, образованные выступами плит, и разгружаются как хвосты. Слабомагнитные минералы под действием магнитной силы притягиваются к выступам плит, образуя при этом слой определенной толщины. С целью удаления механически увлеченных нерудных частиц в магнитную фракцию подается смывная вода низкого напора в тот момент, когда рабочая часть ротора еще не вышла из зоны действия магнитного поля. После  выхода рабочей части ротора из зоны действия магнитного поля подается смывная вода 9 высокого давления, под действием которой и происходит   отмывка   слабомагнитных частиц.  Сепаратор имеет две точки питания по окружности ротора. В настоящее время фирма Клекнер-Гумбольдт-Дейц выпускает семь  типоразмеров этого сепаратора   с   различной производительностью (от 5 до 120 т/ч). Максимальная производительность сепаратора до 120 т/ч при его   основных размерах: длина—6300,   ширина — 3830   и высота—4250 мм. Масса сепаратора составляет 96 т, т. е. на 1 т его производительности приходится 0,8 т металлоконструкций. Следует отметить, что сепаратор в основном используется на относительно легкообогатимых окисленных железных рудах типа    спекуляритов. На этих рудах получены весьма хорошие показатели.

2 Обогащение  в желобах и шлюзах

2.1 Обогащение  в шлюзах

Шлюзы являются простейшими аппаратами, которые применяются для обогащения россыпей золота, платины, вольфрама, олова и др. Шлюзы применяются также на флотационных фабриках, обрабатывающих руды, содержащие свободное золото, касситерит и другие тяжелые минералы, которые не извлекаются флотацией. Они особенно эффективны при плотности ценного минерала более 6—6,5.

Шлюз представляет собой длинный  наклонный деревянный желоб, по которому движется поток пульпы. На дне шлюза  имеются выступы, углубления и пороги той или иной формы.

Для грубозернистого материала  шлюзы покрывают рифлями, или  трафаретами. Применяют различные  типы трафаретов: продольные или поперечные деревянные брусья, деревянные торцы, которые пилят из четырехугольных брусьев или круглого леса разнообразного сечения и высоты и устанавливают на дно шлюза поперечными рядами с определенными промежутками между ними. Можно применять рельсы, которые располагают вдоль или поперек шлюза, или панцирные сетки с отверстиями 12—16 мм и толщиной проволоки 2—3 мм и др.

Иногда вихревые потоки достигают  дна углублений между трафаретами  и вымывают оседающие в углублениях  мелкие зерна тяжелого минерала. Обычно это наблюдается на шлюзах с небольшим слоем потока пульпы (малым наполнением) и с низкими трафаретами. Для устранения этого подстилают под трафареты рыхлую ткань, в порах которой задерживаются тяжелые по плотности минералы. В качестве подстилки применяют каламовые (из травы калам, растущей в Средней Азии), кокосовые и резиновые маты.

Для обработки тонкого материала  применяют шлюзы с мягкими покровами из ворсистой или рифленой материи, например кордероя, или из рифленой и ячеистой резины. Легкая смываемость концентрата, весьма малое поглощение зерен тяжелого минерала и прочность рифленой и ячеистой резины обусловили ее широкое распространение. Кроме кордероя, рифленой и ячеистой резины в качестве покрытий употребляют также рогожу, сукно, половики, груботканые ковры, войлок, грубый холст, парусину, плис и др.

  При движении пульпы по шлюзу вначале из потока выпадают и осаждаются в нижние слои зерна тяжелых минералов, более крупная галька и валуны уносятся потоком и катятся по дну шлюза (рисунок 3). Вместе с ними уносятся и весьма тонкие частицы (шлам). Осевшие пески скопляются в углублениях трафаретов или в отдельных ячейках между ворсом  и находятся под действием вихревых потоков в состоянии разрыхления. Разрыхление и колебательные движения осевших зерен способствуют накоплению между трафаретами или ворсом зерен более тяжелых минералов, постепенно образующих среду с такой плотностью, которая не позволяет проникать в нее зернам легких минералов. Последние двигаются поверх трафаретов или ворса, образуя слой первичной концентрации. Завихрения потока способствуют получению более чистого концентрата,:

По мере накопления тяжелых минералов  в промежутках трафаретов или ворса плотность среды постели увеличивается, промежутки полностью заполняются зернами тяжелого минерала и улавливание их прекращается. В этом случае прекращают подачу литания на шлюз и снимают осадок. Операцию по снятию осадка называют сполоском.

 

 

Поверхность пульпы

Рисунок 3  Схема обогащения  руды  на шлюзах:

/ — слой    взвешенных    частиц;     // — слой    первичной концентрации;    /// — слой   окончательной   концентрации;  1 — мертвое пространство;   2 — вихревые потоки; 3 — дно шлюза; 4 — мат; 5 — трафарет

Если в качестве покрова шлюза  применяют трафареты, то их постепенно снимают, осадок слегка промывают струей воды, а затем собирают в какой-либо приемник. Снятый материал обычно представляет собой бедный концентрат, который поступает на дополнительное обогащение, например на шлюз меньшего размера, в отсадочную машину и т. п. Сполоск ворсистой ткани производят по очереди с каждой секции шлюза. Для этого ткань снимают и промывают в специальном баке.