Отсадочная машина для обогащения полезных ископаемых
Отсадочные машины на россыпях золота преимущества и ограничения
Отсадочные машины предназначены для обогащения в водной среде руд и песков, содержащих благородные и цветные металлы, алмазы, ильменит, касситерит и др. Для извлечения тяжелых минералов они используются давно. Для извлечения золота из россыпей уже более 100 лет.
Ниже приведена небольшая выдержка из журнала «Золотая промышленность» № 11 1938 год.
В настоящее время при обогащении россыпей отсадочные машины используются в основных и промежуточных стадиях обогащения, а также при доводке шлюзовых концентратов. Например, при обогащении песков россыпных месторождений отсадочные машины МОД-1, МОД-2, МОД-3 входят в комплектацию приборов ПГО, СбПО, ПБСР и др. При этом они устанавливаются непосредственно после бочечного или плоского гидравлического грохота.
На драгах работают высокопроизводительные отсадочные машины ТРУД-6ПР, ТРУД-12.
Отсадка ТРУД-12 применяется как основной обогатительный агрегат в промывочных приборах (рис.вверху слева).
Небольшие отсадочные машины МОД-02, МОД-05, МОД-1 успешно используются в шлиходоводочных комплексах и шлиходоводочных установках (ШДУ).
По сравнению со шлюзами отсадочные машины требуют в 2-3 раз меньше воды и в определенных условиях обеспечивают более высокое извлечение полезных компонентов, в частности, позволяют извлекать золото крупнее 20-30 мкм.
Сравнительно небольшое распространение отсадочных машин на россыпях связано с тем, что отсадочная машина извлекает вместе с золотом максимальное количество тяжелых минералов (гематит, магнетит, сульфиды и пр.), поэтому после обогащения получается большое количество концентрата с низким содержанием. Чтобы уменьшить количество концентрата и поднять в нем содержание приходится ставить дополнительные перечистные отсадочные машины. Для получения «золотой головки» из перечищенного концентрата требуется концентрационный стол. В итоге получается отсадочный обогатительный комплекс из нескольких машин и стола.
Принципиальная схема промывочного прибора ПБО (Прибор бочечный отсадочный)
Например, при использовании отсадки Труд-12, ее концентрат перечищается на отсадочных машинах МОД-3М с перечисткой их концентратов на МОД-2М и МОД-1М. Перечищенный концентрат машин МОД-1М направляется на концентрационные столы СКО-7,5 (один или два) и СКО-2.
Сложный обогатительный комплекс требует наличия в штате предприятия обогатителя, обеспечивающего контроль за оборудованием: равномерностью питания, количеством воды, состоянием постели и др. Отсутствие контроля приводит к снижению извлечения золота.
Обогащение на отсадочных машинах
Отсадка – один из наиболее распространенных гравитационных способов обогащения. В практике обогащения золотых руд отсадочные машины вытеснили шлюзы и концентрационные столы, установленные в циклах измельчения. Они нашли применение почти на всех отечественных фабриках, а также зарубежных, как высокопроизводительные, компактные аппараты, не требующие больших затрат ручного труда.
Отсадочные машины, установленные в циклах измельчения, часто работают при следующих режимах:
— расход воды на 1 м решета 200–500 л/мин;
— высота постели 30–60мм;
— диаметр дроби для постели 3–5мм;
— ход диафрагмы 3–6 мм;
— число колебаний диафрагмы 200–300 в минуту.
Выход концентрата в этих условиях составляет от десятых долей до 2–3 %, что определяет необходимость его доводки. В концентрат переходит преимущественно крупное золото.
Мелкое золото почти полностью переходит в хвосты отсадки и затем, частично, в слив классификатора. Крупность металла в сливе может превышать флотационную и быть причиной потерь золота с хвостами флотации или цианирования. Улавливание такого золота в цикле измельчения осуществляют центробежными аппаратами.
Оптимальный расход воды при отсадке золотосодержащих песков составляет 1–4 м 3 /т, причем 20 % этой воды поступает с питанием, 50 % подается под решето первой и 30 % – второй камер. Отношение Ж:Т составляет от 1,7:1 до 10:1.
Наибольшее распространение получили диафрагмовые отсадочные машины.Для обогащения золота применяются отсадочные машины:ОВМ-1, МОД-2, МОД-3, МОД-4,МО-6 и др.
Успешное применение отсадки при обогащении песков объясняется более высоким извлечением полезных компонентов из мелких классов и более высокой удельной производительностью по сравнению со шлюзами. Кроме того, шлюзы при временной перегрузке обычно заиливаются, а это ведет к сносу тяжелых ценных минералов в хвосты, тогда как отсадочные машины даже при значительной перегрузке их обеспечивают удовлетворительные технологические показатели.
При обогащении золотосодержащих песков на отсадочных машинах обычно применяется искусственная постель толщиной до 30–40 мм из стальной дроби диаметром 4–6 мм или из искусственно приготовленных тел (металлической стружки, ферросилиция и других материалов на цементном растворе). В качестве постели иногда используются крупные фракции шлиховых минералов – пирита, магнетита, лимонита и т. д. Толщина постели зависит от крупности, плотности и формы зерен, слагающих постель.
Параметры постели при принятом числе пульсаций должны обеспечить свободное проникновение к решету ценных зерен и препятствовать проникновению зерен породы.
Большое влияние на технологические показатели отсадки оказывают характер обогащаемого материала, прежде всего содержание глины в обогащаемых песках. Необходимым условием успешной отсадки является предварительное обезиливание и обезвоживание исходного материала.
Исследованиями ИРГИРЕДМЕТа установлено, что предварительное обезвоживание песков, содержащих до 30–40 % мелкого золота, позволяет повысить извлечение его на 8–10 % от операции.
Для изыскания возможности упрощения технологических схем и снижения стоимости обогащения проведены исследования процесса обогащения материала, классифицированного по более широкой шкале (крупность –16+2 мм). Исследованиями процесса отсадки материала крупностью –16 + 2 мм определено, что оптимальный импульс пульсаций должен соответствовать максимальному размеру зерен обогащенной смеси, а оптимальные величина хода диафрагмы и число ходов получены близкие к значениям, установленным для обогащения узко-классифицированного материала крупностью –16 + 8 мм.
При отсадке грубо-классифицированного материала при оптимальном режиме пульсаций получено достаточно высокое извлечение ценных минералов, но с низкой степенью концентрации. Для определения возможности повышения степени концентрации ценных минералов испытывалась постель из зерен различной формы: шарообразной, цилиндрической и кубической. В результате установлено, что кубическая форма зерен постели обеспечивает самую высокую степень концентрации ценных минералов.
Извлечение золота на отсадочной машине на 6–7% выше, чем на стационарных, и на 2–3% выше, чем на металлических подвижных шлюзах (при трехразовом в сутки сполоске шлюзового концентрата).
Для обогащения песков с большой массовой долей мелкого золота разработана отсадочная технология (рис.6.7) обогащения (прямая отсадка песков крупностью менее 15 (20) мм) с предварительной дезинтеграцией и грохочением песков в скруббе-бутарах и барабанных грохотах (дражных бочках), в том числе с использованием для предконцентрации песков шлюзов с непрерывным выводом концентрата [9].
Отсадочные машины достаточно полно и надежно извлекают золото крупностью 100–150 мкм, а при оптимальном водном режиме отсадки и невысоких удельных нагрузках по твердому минимально извлекаемая крупность золота может составить 50 мкм.
Рис.6.7. Скрубберный промприбор СПО-20 с отсадочно-центробежной технологией обогащения песков с использованием отсадочных машин типа МОД.
Технологии на базе отсадочных машин МОД-3М и МОД-2М внедрены[9] на драгах «Амурзолото», «Джугуджурзолото», прииске «Усть-Кара», на всех драгах «Алданзолото» (около 20 драг), а также при открытом способе разработки россыпей с раздельной выемкой песков, в том числе техногенных, часть из которых продолжают эксплуатировать по настоящее время. Например, ЗАО ГДК «Алдголд», прииск «Усть-Кара – Забайкалье», ЗАО «Каменский карьер». Прирост извлечения золота по сравнению с обычной шлюзовой технологией в целом по объекту составил до 30 %.
Отсадка. Классификация отсадочных машин
ВВЕДЕНИЕ
Отсадочные машины с ручным приводом были известны ещё в древние времена. Первая поршневая отсадочная машина применена в начале 19 века в рудном бассейне Гарц (Германия) для обогащения свинцовых руд (т.н. гарцевская поршневая отсадочная машина).
В 1867 французский инженер Mapсо разработал и применил отсадочную машину с механическим приводом поршня, а в 1892 Ф. Баум в Германии изобрёл беспоршневую пневматическую отсадочную машину с возбуждением пульсаций воды сжатым воздухом. Позднее для обогащения мелких классов руд появились диафрагмовые отсадочные машины, создающие колебания среды эластично закреплённой диафрагмой [4].
Отсадка. Классификация отсадочных машин
Отсадкойназывают процесс разделения смеси минеральных зерен по плотности в водной или воздушной среде, колеблющейся (пульсирующей) относительно разделяемой смеси в вертикальном направлении. Исходный материал вместе с водой непрерывно подается на отсадочное решето, через отверстия которого попеременно походят восходящие и нисходящие потоки воды. В период восходящего потока материал поднимается и разрыхляется, а в период нисходящего – опускается и уплотняется.
В результате действия чередующихся восходящих и нисходящих потоков воды исходный материал через определенный промежуток времени разделяется на слои таким образом, что на отсадочном решете (внизу) располагаются зерна наибольшей плотности, а в верхних слоях – наименьшей. Следует отметить, что такое идеальное распределение зерен по плотностям возможно только в том случае, если они обладают одинаковыми размерами и формой. В реальных же условиях происходит попадание некоторой доли легких фракций в тяжелые, а тяжелых – в легкие (наблюдается засоряемость концентрата и отходов «посторонними фракциями»). По взаимозасоряемости получаемых в процессе отсадки продуктов обогащения судят о технологической эффективности процесса.
Слой материала, находящийся в решете, называется постелью. Постель, образуется при отсадке крупного материала, состоит из зерен самого материала и называется естественной. Через принудительно пульсирующую толщу материала тяжелые зерна проникают в нижние слои постели, а легкие в верхние. При обогащении мелкого материала (для руд
Отсадка проходит на отсадочных машинах. Отсадочная машинапредставляет собой устройство для гравитационного обогащения, в котором исходный материал разделяется на отсадочном решете под влиянием вертикальных колебаний жидкости. Разнообразие условий применения отсадочных машин привело к созданию большого числа конструктивных разновидностей (известно более 100), отличающихся назначением, способом создания колебательных движений жидкости, количеством получаемых продуктов обогащения, способом их разгрузки и др.
Каждый тип машин предназначен для обогащения определенных полезных ископаемых [1].
Машины классифицируются по следующим признакам:
по месту применения
· гидравлические отсадочные машины (процесс осуществляется в водной среде)
· пневматические осадочные машины (отсадка происходит в воздушной среде)
по конструкции приводного механизма
· поршневые отсадочные машины
· диафрагмовые отсадочные машины
· отсадочные машины с подвижными конусами
· отсадочные машины с подвижным решетом
· отсадочные машины с гидравлическим пульсатором
· беспоршневые отсадочные машины
по направлению разгружаемого продукта
· прямоточные отсадочные машины
· противоточные отсадочные машины
по способу разгрузки продуктов обогащения
· отсадочные машины с шиберной разгрузкой
· отсадочные машины с разгрузкой через решето
· отсадочные машины с комбинированной разгрузкой через шибер и решето
· одноступенчатые (однокамерные) отсадочные машины
· двухступенчатые отсадочные машины
· трехступенчатые отсадочные машины
· многоступенчатые отсадочные машины
по целевому назначению
· отсадочные машины для обогащения мелкозернистого, крупнозернистого или неклассифицированного материала
· шламовые отсадочные машины
Кроме этого так же применяются отсадочные машины лабораторного типа (как правило, с упрощенной конструкцией и небольшими габаритами) для научных исследований и проработки проб[2].
Из большого числа отсадочных машин рассматриваются только основные, получившие широкое распространение в практике обогащения полезных ископаемых.
Беспоршневыеотсадочные машины (воздушно-пульсационные). Воздушно-пульсационные машины широко применяют в практике обогащения углей и руд. Конструкции машин постоянно совершенствуют. Поэтому на практике применяют большое число машин, различающихся как по расположению воздушных камер, так и отдельными конструктивными элементами.
По расположению воздушных камер машины классифицируют: с боковым расположением воздушной камеры; боковым двухсторонним расположением воздушных камер; со сдвоенными центральными воздушными камерами; с подрешетным расположением воздушных камер; с патрубочными подрешетными воздушными камерами; с надрешетным расположением воздушных камер.
Поршневые отсадочные машины применяют для обогащения марганцевых, оловянных и вольфрамовых руд. В последнее время они заменяются диафрагмовыми машинами и машинами с подвижным решетом.
Диафрагмовые отсадочные машины наиболее широко применяются при обогащении руд (железных, марганцевых, оловянных, вольфрамовых, золотосодержащих россыпей, руд редких металлов и др.)[1].
Виды отсадочных машин
По конструкции отсадочные машины отличаются большим разнообразием (известно более ста разновидностей). Наибольшее распространение получили отсадочные машины с неподвижным решетом: поршневые, диафрагмовые и беспоршневые. Отсадочные машины с подвижным решетом применяются при обогащении железных и марганцевых руд[1].
Отсадочная машина с подвижным решетом(рис.2.1, а) состоит из секционного корпуса 4, в верхней части которого размещено подвижное решето 3. Размер его отверстий меньше минимального размера куска обогащаемого материала. Водная среда в машине остается относительно неподвижной. Колебания решету в вертикальном и горизонтальном направлениях передаются через систему рычагов 2.
Рис.2.1. Принципиальные схемы основных типов отсадочных машин:
а – с подвижным решетом; б – поршневая;
в – диафрагмовая; г – воздушно-золотниковая
Двигаясь вдоль машины, сырье расслаивается по плотностям. Тяжелый продукт уходит вниз через щели решета в конце каждой секции (на схеме их две) и выгружается с помощью элеватора. Количество продуктов разделения зависит от количества секций.
Машины с подвижным решетом находят ограниченное применение для обогащения марганцевой руды. Существенное их достоинство — незначительный расход воды на обогащение.
Поршневая отсадочная машина (рис.2.1, б) состоит из корпуса 5, имеющего рабочее 10 и поршневое 6 отделения. Решето в камере установлено неподвижно. Колебания жидкости и разделяемого материала вызываются перемещением поршня 7, связанного штоком 8 с эксцентриковым приводом 9. Работа машины обеспечивается подачей подпоршневой воды.
Легкий продукт выносится с потоком воды через борт установки, а тяжелый направляется в камеру через отверстия решета (при искусственной постели) или через щель в конце секции, затем он выгружается из машины с помощью элеватора или другого устройства.
Поршневые отсадочные машины не имеют широкого распространения вследствие низкой удельной производительности, а также большого расхода воды и электроэнергии. Они полностью вытеснены машинами воздушно-золотникового типа.
Диафрагмовая отсадочная машина (рис.2.1, в) отличается от поршневой наличием эластичной диафрагмы 12, связанной штоком с эксцентриковым приводом 11. В различных типах машин диафрагмы могут располагаться следующим образом: горизонтально сбоку отсадочного решета, горизонтально и наклонно под решетом, вертикально в перегородке между смежными секциями (как на рисунке) или в стенке корпуса машины.
Положительная особенность данной установки— постоянство хода диафрагмы, обеспечивающее «жесткий» режим пульсаций среды; недостаток — ограниченность производительности, невозможность увеличения площади отсадочного решета, так как это вызывает нарушение равномерности пульсаций среды. Диафрагмовые отсадочные машины наиболее широко применяют при обогащении руд.
Беспоршневая отсадочная машина(рис.2.1, г) наиболее совершенна в конструктивном и технологическом отношениях. Пульсации воды в рабочем отделении создаются периодическим впуском сжатого воздуха в камеру 13 посредством роторного или клапанного золотникового пульсатора 14. При впуске воздуха рабочая среда поднимается вверх, а при выпуске опускается вниз. Воздушные камеры в последних конструкциях машин размещены непосредственно под рабочим решетом.
Легкий продукт разгружается со сливом через борт установки, а тяжелый и промежуточной плотности — в щели, расположенные в конце каждого рабочего отделения.
Воздушно-золотниковые отсадочные машины используют преимущественно при обогащении угля и реже — руд [3].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Отсадка является одним из наиболее распространенных методов гравитационного обогащения полезных ископаемых.
Область применения охватывает полезные ископаемые по плотности извлекаемых компонентов от 1200 до 15600 кг/м 3 и по крупности обогащенного материала от 0,2 до 50 мм для руд, и от 0,5 до 120 (иногда и до 250) мм – для углей.
Отсадочные машины для обогащения руд, песков и концентратов: МОД-02; МОД-05, МОД-1, МОД-2
При отработке россыпных месторождений с мелким золотом часто возникает необходимость применения отсадочных машин. Если поступающий на обогащение материал имеет значительную крупность, его нельзя напрямую обрабатывать на концентрационных столах, центробежных концентраторах или винтовых сепараторов, так как крупность питания для них ограничена 1–3 мм.
В таком случае для предварительного обогащения руд, песков или концентратов лучше всего подходят отсадочные машины. При высоком извлечении золота крупность питания отсадочных машин достигает 16 мм (табл.).
Основные технические характеристики отсадочных машин МОД
Показатели |