Способ обогащения полезных ископаемых

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н ) 4(5I1 В 03 В 5/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3658276/22-03 (22) 03.08.83 (46)- 30.05.85. Бюл. Р 20 (72) А.P.Ìîëÿâêî, В.А.Кинареевский, В.В.Коворова, Л.Я.Коган, Т.Ф.Пименова и А.С.Орлов (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт обогащения твердых горючих ископаемых (53) 622.7.06(088.8) (56) 1. Патент США Ф 4198289, кл. 209-11 опублик. 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

> 1021474, кл. В 03 В 5/44, 1981. (54) g57) СПОСОБ ОБОГАШЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ, включающий формирование потока разделительной среды, ввод материала в поток разделительной среды, разделение материала по .плотности, вывод продуктов разделения, отделение разделительной среды, ее регенерацию, о т л и ч а ю щ и йс .я тем, что, с целью удеаевления процесса обогащения sa счет исключения фильтрации и сурепки продуктов разделения, в качестве разделительной среды вводят жидкий диоксид углерода.

1 158241

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых для разделе ния различного минерального сырья по плотности и может быть использо, вано для обогащения угля, гравия и других материалов.

Известны способы обогащения по плотности, в которых в качестве разделительной среды используются углеводородные жидкости, имеющие плот- !0 ность> равную плотности разделения $!) .

Однако используемые углеводородные жидкости отличаются высокой стоимостью, дефицитностью и сложной 15 схемой регенерации после выполнения технологических операций. Кроме того, их использование небезопасно в экологическом отношении, так как, попадая в атмосферу, они способству- 20 ют разрушению озонного слоя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения полезных ископаемых, вклю- 25 чающий формирование потока разделительной среды, ввод материала в поток разделительной среды, разделе,ние материала по плотности, вывод продуктов разделения, определение разделительной среды, ее регенерацию (2g.

Недостатком данного способа. является необходимость фильтрации, сушки продуктов разделения и ректификации или отстаивания разделительной среды, что влечет за собоч затраты на оборудование и нагрев сушильного агента.

Цель изобретения — удешевление процесса обогащения за счет исключе- О ния фильтрации и сушки продуктов разделения.

Цель достигается тем, что согласно способу обогащения полезных ископаемых, включающему формирование потока 45 разделительной среды, ввод материала в поток разделительной среды, разделение материала по плотности, вывод продуктов разделения, отделение разделительной среды, ее регенерацию, Ж в качестве разделительной среды вводят жидкий диоксид углерода !сжиженный углекислый газ .

Сущность сйособа заключается в том, что обогащение осуществляют Я разделением по плотности в потоке жидкого диоксида углерода, а в качестве обогатительных устройств используют напорные противоточные. аппараты типа КНС и СПС с динамическим режимом разделения, позволяет регулировать плотность разделения, среды.

Жидкий диоксид углерода полностью удовлетворяет технологическим требованиям,: предъявленным к разделительным средам. Его молекула инертна, состоит только из атомов углерода и кислорода, т,е, не загрязняет продукты разделения. Диоксид углерода экологически безопасен, так как является естественным компонентом земной атмосферы и относится к группе невоспламеняемых веществ (4-й класс малоопасных веществ по ГОСТ

12,1.007-7бССБТ) . Диоксид углерода дешев 75 руб/т), недефицитен, технология его получения Давно известна, проста и хорошо отработана. Исходным сырьем для производства диоксида углерода, в частности, служат. дымовые газы котельных установок. Процесс производства жидкого диоксида ,углерода заключаешься в охлаждении сжатой в трехступенчатом компрессоре до давления конденсации газообразной фазы и переводе ее в жидкое состояние путем ступенчатого дросселироваННН

Особенностью выбранного вещества является то, что при атмосферном давлении и комнатной температуре диоксид углерода существует только в газообразном состоянии. Для диоксида углерода характерны низкая критическая точка (f =31,05 С,P=7383 кПа) и высокая тройная точка равновесия между твердой, жидкой и газообразной фазами (t =5б, б" С, Р=518, 6 кПа) .

Эти его свойства позволяют исключить операции фильтрации и сушки продуктов разделения, так как для испарения оставшегося напродуктах СС4 достаточно сбросить на несколько атмосфер давление в сборниках концентрата и отходов. Регенерация жидкого диоксида углерода заключается, в основном, в возврате перешедшей в газообразное состояние части разделительной среды в компрессор для повторного сжатия и конденса-;ии, Жидкий диоксид углерода — бесцветная маловязкая жидкость (70 !0 Па,с) с плотностью равной 800-!000 кг/м,.

Кинематическая вязкость является существенным физическим свойством разделительной среды, характеризующим отношением вязких сил-к силам

Приведенные результаты показывают, что под воздействием диоксида углерода молекулы воды вытесняются

30 из пор угля, что позволяет обоГащать влажный уголь без дополнительной его сушки.

Влажность угля,X

После обработки в жидком СО

Исходная

6 5

8,6

12,3

2,0

)5,1

2,1

3 115

Я инерции. C увеличением кинематической вязкости повышается минимальный размер эффективно обогащаемого зерна и ухудшаются технологические показатели разделения. При обогащении мелких классов угля глубина обогащения имеет существенное значение, поэтому снижение кннематической- вязкости среды является положительным фактором.

На чертеже приведена технологичес- 10 кая схема обогащения полезных ископаемых, например угля, в жидком диоксиде углерода.

Схема включает напорную емкость 1, загрузочный бункер 2, обогатительный гравитационный аппарат 3, сборник концентрата 4, сборник отходов 5, приемную емкость для жидкого диоксида углерода 6, насос 7, компрессор

8, холодильник 9.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исходный уголь из загрузочного бункера 2 периодически. поступает в обогатительный противоточный аппарат типа КНС 3, где происходит разделение на два продукта: концентрат и отходы. В качестве разделительной среды в обогатительный аппарат

3 подается иэ напорной емкости 1 жидкий диоксид углерода. Требуемая плотность разделения в аппарате cosдается за счет увеличенной скорости потока разделительной среды. Полученный концентрат поступает в приемник концентрата 4, имеющий внутри сетча35 тую перегородку, на которой отделяется основная часть жидкой фазы, а отходы поступают в приемник 5, оснащенный такой же перегородкой. Жидкий дноксид углерода из сборников 4 и 5

40 сливается в емкость 6, так как основная масса жидкости уходит с концентратом, в сборнике концентра-а предусмотрен перелив жидкости иэ верхней части сборника 4 в емкость 6, после чего обогатительный аппарат 3 с приемниками концентрата н отходов

4 и 5 отключается вентилями от бункера с исходным питанием 2, напорной емкости 1 и сборника жидкого диокси- 0 да углерода 6. На продуктах разделения остается до l5X диоксида углерода, который при сбросе давления переходит в гаэ н поступает в компрессор 8 ..для сжатия и последующей М конденсации в холодильнике 9.

Сконденснровавшийся диоксид углерода поступает в сборник 6 и возвращается

8241 A в процесс. Из сборника 6 жидкий диоксид углерода перекачивается насо сом 7 в напорйую емкость 1.

Пример. На лабораторной установке проводились исследования. по отделению продуктов обогащения от жидкой фазы и их сушки. В качестве объекта исследований был выбран уголь марки "К" крупностью 2„57,0 мм Карагандинского бассейна.

Опыты проводились следующим образом, Уголь влажностью 6,0-15,0X а сетчатой емкости помещался в камеру, рассчитанную на 70 атм, которая .заполнялась жидким диоксидом углерода.

Контакт угля и жидкости осуществляа4 ся в течение 50 мин., затем жидкий днокснд углерода сливался во вторую емкость, рассчитанную на такое же давление, а давление в первой камере срабатывалось, влажность обработанного угля определялась взвеВ шиванием, Результаты этих опытов приведены в таблице.

Остаточные концентрации диоксида углерода на разных марках угля соетавляют 0,3-0,5Х. Эта величина определяет потери разделительной среды в процессе обогащения, которые необходимо восполнить.

По сравнению с базовым объектом обогащения угля в водной разделяю" щей среде предлагаемый способ обога

115Я 241

Составитель В. Кисиле ва

Редактор B.Êîâòóí Техред 31.Микеш Корректор В.Синицкая

Эаказ 343б/1О Тираж 525 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР

1-с по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, т. Проектная, 4 щения угля в жидком диоксиде углерода позволяет при постоянных технологических показателях разделения значительно упростить схему регенерации разделительной среды, исключить стадию сушки угля.