Способ совместного фильтрования песковых и шламовых продуктов обогащения и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам фильтрования и устройствам для фильтрования и позволяет повысить качество осадка . Способ заключается в том, что на движущейся фильтровальной перегородке получают осадок из Песковых продуктов фракции +0,045 м, затем в момент нахождения перегородки в наклонном положении к горизонтали на нее подают в обратном направлении шламовый продукт с влажностью 5-15% и при весовом соотношении 1:1-40. Противотоком движению шламового продукта подают воздух, Устройство для осуществленияспособасодержит цилиндрический к ороб с патрубком для подачи исходного продукта, установленный в коробе барабанный вакуум-фильтр и патрубок для подачи шламового продукта, установленный в верхней части короба, при этом в коробе ниже горизонтальной оси выполнено окно для подачи воздуха 2 с п флы, 2 з п ф-лы, 3 ил. (Л С ч со о СП о XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 01 D 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4717496/26 (22) 11.07.89 (46) 30.05.92, Бюл, М 20 (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (72) И.П,Ходаковский, Т,С.Шаститко, А.Д.Любушенко, В.Ф.Игумнов, Н.И,Фомин и А.Е.Поляков (53) 66.067.324(088.8) (56) Аленгоз С.И. и др. Исследование фильт.рации хвостов флотации и глинисто-солевых суспенэий. Сб, Флотация растворимых солей. Минск: Наука и техника, 1971, с.162166, Доложицкий И.Я. Экспериментальные исследования совместного фильтрования суспензий с крупно- и мелкодисперсной твердой фазой. Сб. Технология, гидромеханические и массообменные процессы при обогащении калийных руд. Л.: Тр, ВНИИГ, 1979, с.112 — 117.

Авторское свидетельство СССР

N 1407514, кл. В 01 D ЗЗ/06, 1986.

{54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ФИЛБТРОВАНИЯ ЛЕСКОВЫХ И ШЛАМОВЫХ ПРОИзобретение относится к технологии и оборудованию для фильтрования суспензий и может быть использовано для осуществления совместного фильтрования песковых (крупнозернистых) и шламовых (тонкодисперсных) продуктов флотационного обогащения руд, Известен способ совместного фильтрования хвостов флотации сильвинитовых руд и глинисто-солевых шламов, заключающийся в подготовке фильтровальной суспензии, ...5U(„17Зб5б7 А1

ДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам фильтрования и устройствам для фильтрования и позволяет повысить качество осадка. Способ заключается в том, что на движущейся фильтровальной перегородке получают осадок из песковых продуктов фракции+0,045 м, затем в момент нахождения перегородки в наклонном положении к горизонтали на нее подают в обратном направлении шламовый продукт с влажностью

5 — 15% и при весовом соотношении 1:1 — 40.

Противотоком движению шламового про дукта подают воздух, Устройство для осуществления способа содержит ) цилиндрический короб с патрубком для подачи исходного продукта. установленный в коробе барабанный вакуум-фильтр и патрубок для подачи шламового продукта, установленный в верхней части короба, при этом в коробе ниже горизонтальной оси выполнено окно для подачи воздуха. 2 с.п.флы, 2 з.п.ф-лы, 3 ил. состоящей из песков хвостовых гидроциклонов, разгрузки хвостовых сгустителей и сгущенных глинисто-солевых шламов, с последующим фильтрованием полученной суспензии на вакуумном барабанном фильтре через фильтровальную перегородку из лавсановой фильтроткани.

Применение этого способа не позволяет получить осадок с низкой влажностью и не обеспечивает высокую производительность процесса, Поскольку тойкодисперс1736567 ный шламовый продукт, равномерно рас- песковых продуктов обогащения фракций+ пределенныйвсуспензии.закупориваетпо- 0,045 мм с влажностью 5-15 /, затем на ры фильтроткани, при этом не слой этого осадка, расположенный на наобеспечивается эфффективный проход жид- клонном к горизонтальной плоскости участкой фазы через поры фильтровальной пере- 5 е фильтровальной перегородки, подают городки и увеличивается влажность осадка, шламовый продукт при весовом соотношечто влечет за собой увеличение потерь по- нии жидкой и твердой фаз 1:1-40 в направлезного компонента. лении, противоположном направлению

Наиболее близким к предлагаемому по движения фильтровальной перегородки. технической сущности является способ со- 10 Кроме того, в зону подачи шламового провместногофильтрования песковойишламо- дукта на фильтровальную перегородку подвой частей продуктов обогащения, ают воздух в направлении движения заключающийся в подаче шламовых про- фильтровальной перегородки. дуктовнафильтровальнуюнежесткуюпере- Поставленная цель достигается также городку и последующем фильтровании их за 15 тем, что в.устройстве для совместного фильсчет создания разности давлений по обеим трования песковых и шламовых продуктов сторонам фильтровальной перегородки. Не- обогащения, содержащем установленный в жесткая перегородка состоит из соприкаса- коробе барабан и патрубок для подачи исющихся жестко не связанных твердых ходного питания, патрубок для подачи шлачастиц песковых продуктов обогащения, 20 мового продукта расположен в верхней предварительно нанесенных в виде осадка части короба и снабжен расположенным на горизонтально расположенную пори- против выходного отверстия патрубка вдоль стую опорную перегородку. горизонтальной плоскости фильтровальной

Недостатком известного способа явля- перегородки распределительным желобом, ется низкая эффективность процесса филь- 25 причем в части короба в зоне подачи шлама трования из-за высокой влажности образован пневмозатвор, а также тем, что получаемого осадка. Это связано с тем, что распределительный желоб для подачи шлапри фильтровании тонкодисперсной шла- мового продукта установлен с возможномовойсуспензиичерезнанесенныйнагори- стью регулировки его положения в зонтальную опорную перегородку слой 30 горизонтальной и вертикальной плоскости и осадка песковой части осуществляется пе- в зоне стекания шламового продукта короб рераспределение частиц шламов в порах снабжен переливным устройством. общего осадка с постепенным полным их В предлагаемом способе песковыми явзакупориванием и последующим образова- ляются крупнодисперсные, а шламовыми— нием верхнего слоя шламового осадка. Та- 35 тонкодисперсные продукты флотационного кая структура осадка характеризуется обогащения руд. Шламовые продукты облавысокой сжимаемостью и низкой проница- дают высокой степенью диаперсности и емостью по отношению к жидкости. Верх- представлены в основном частицами крупний шламовый слой осадка заболачивается ностью менее 0,045 мм. Песковые продукты и высокая его влажность переходит в ста- 40 представлен восновномчастицамисразмебильное состояние, Это определяет потери ром более 0,045 мм. полезного компонента с влагой осадка, не- В процессе обогащения, например, обходимость снижения нагрузки и увеличе- сильвинитовых руд к песковым продуктам ние времени осуществления процесса.. относятся пески классификации и сгущения

Известен барабанный вакуумный 45 галитовыххвостов,камерныепродуктыфлофильтр, выбранный в качестве прототипа тации шламов, пески сгущения концентравредлагаемого устройства, содержащий ус- та, промежуточные продукты перечистки тановленный в коробе барабан и патрубок концентрата и другие продукты указанной для подачи исходного питания, крупности. К шламовым продуктам относятИзвестный. барабанный вакуум-фильтр 50 ся сливы гидросепараторов и сгустителей, не обеспечивает подачу шламовых продук- пенные продукты флотации шламов, фильттов обогащения на наклонную нежесткую раты, сливы классификаторов. фильтровальную перегородку. Фракция +0,045 мм с .влажностью 5Целью изобретения является повыше- 15 получают следующим образом. ние качества осадка. 55 В реально существующем технологичеПоставленная цель достигается тем, что ском процессе перед фильтрованием провспособесовместногофильтрованияпеско- дукты обогащения подвергают вых и шламовых продуктов обогащения, прм классификации, например к гидроциклонах, котором нз непрерывно движущейся филь- слив которых сгущают, затем пески гидротровальной перегородке получат осадок из циклона совместно с песками сгустителя

1736567

6 подают в ванну фильтра. В начале процесса ность задерживать твердую фазу фильтруеточке подачи шламового продукта имеет 5 рование при соотношении жидкой и твервлажность 5 — 15%. Именно на образован-: дой фаэ 1;1-40 обеспечивает оптимальчую ный из песковых продуктов фракции 0,045 плотность суспензии шламового продукта, мм с влажностью. 5 — 15% осадок подают ее нормальную текучесть, низкую забиваешламовый продукт, после чегоидетпроцесс мость нежесткой фильтровальной перегосовместного фильтрования, и суммарный 10 родки.

Подача направленного потока воздуха в зону распределения шламового продукта кек удаля ют.

Суспензию шламовоого продукта при обеспечивает удержание шламовых частиц на поверхности фильтровальной перегородвесовом соотношении жидкой и твердой фаэ.(Ж;.Т) 1-.40 получают в результате обески и одновременно способствует просушке

15 шламливания руды флотационным или гидобщего осадка.

Использование устройства, снабженного патрубком для подачи шламового продукфлотомашинах МПМ-ЗО, МПСГ, колонных та верхней части короба с расположенным и ри ЖЛ, равном 5 — 15, В процессе гидромепротив выходного. отверстия патрубка вдоль ханического .обесшламливания, например, в гидросепараторах шламовым продуктом горизонтальной плоскости раСпредЕлительным желобом, установленным с возможноявляется слив гидросепаратора .при Ж;Т, равном 10 — 100. В процессе сгущения таких стью регулировки его поло>кения по высоте относительно фильтровальной перегородки

25 и в горизонтальной плоскости, обеспечивапродуктов в сгуститвлях получают шламовый продукт при Ж;Т, равном 1 1 — 40, т.е. такой продукт является одним из продуктов ет подачу шламового продукта равномеоным слоем на наклонную фильтровальную переработки руд флотационным методом.

- Подача шламового продукта на наклонперегородку в направлении, противоположном ее движению, с одновременным рыхле30 ную под острым углом к горизонтальной нием верхнего слоя шламового осадка плоскости поверхность нежесткой фильтро - предотвращающим его заболачивание и вальной перегородки (осадок из песковых .. полное закупоривание пор. Одновременно продуктов) обеспечивает достаточную для достижения поставленной цели скорость сформированные в пневмозатворе потоки воздуха, направленные навстречу движению шламового продукта по наклонной плоскости фильтровальной перегородки, удерживают этот продукт от провала в перетиц относительно движущихся им навстречу, составляющих фильтровальную перегородку песковых (крупнозернистых) частиц. Движение фильтровальной нежест.ливное устройство и предохраняют от разрушения верхнйй слой осадка, а также способствуют эффективному перераспреде40 кой перегородки и шламовых продуктов в

råíèþ шламовых частиц в его порах.

На фиг,1 представлено устройство для противоположных направлениях и при их непосредственном контакте обеспечивает совместного фильтрования песковых и шламовых продуктов обогащения, общий вид; рыхление верхнего слоя шламового осадка, предотвращает заболачивание и полное-забок 3 для подачи исходного питания, а в. Использование в качестве нежесткой.. верхней части короба 1 установлен патруфильтровальной перегородки песковых . бок 4 с фланцем 5. Через патрубок 4 внутрь продуктов обогащения, например, хвостов короба 1 свободно опущен патрубок 6 для флотации крупностью+0,045 мм с влажно- . подачи шламового продукта с фланцем 7. стью 5 — 157, создает пористость фильтрр- 55 Между фланцами 6 и 7 установлена утолвальной нежесткой: перегородки,. щенная мягкая прокладка 8, а фланцам необходимую для обеспечения хорошей . обеспечено болтовое соединение. Внутри проницаемости ее по отношению к жидкой: короба 1 к патрубку 6 прикреплен распреде.фазе суспензии, а также. достаточную для лительныйжелоб9для распределения шла- достижения поставленнол цели способ- мового продукта по поверхности слоя фильтрования на фильтровальной перегородке барабанного фильтра образуется слой осадка песковых продуктов, который в ромеханическим методами (2 — 4). В флотацианном, методе обеешламливания шламовый продукт получают в виде пены в противотока фильтруемых шламовых час- 35 купоривание пор, что способствует эффек- 45 тивному перераспределению шламовых частиц в порах, а.также сохраняет высокую проницаемость общего осадка по отношению к жидкости и способствует таким обра- . зом снижению влажности общего осадка.: 50 мой суспензии, т.е. шламовые частицы, на увеличивая при.зтом мутность фильтрата, Подача шламового продукта на фильтна фиг.2 — разрез А-А на фиг.1: на фиг.3 — вид

А на фиг,1.

Устройство содержит короб 1 и установленный в коробе 1 вакуумный барабан 2. В нлжней части короба 1 расположен патру1736567 осадка. По длине желоба.9 закреплены бол-, ты 10, соединенные с коробом 1; Мягкая прокладка 8, установленная между фланцами 5 и 7, обеспечивает возможность изменения положения распределительного желоба 9 относительно горизонтальной плоскости фильтровальной перегородки, не нарушая герметичность фланцевого соединения,.а болты 10 предназначены для регулировки и фиксации распределительного желоба 9 в положении, обеспечивающем равномерное распределение шламового . продукта по поверхности слоя осадка. Ниже осевой горизонтальной линии барабана 2 выполнено окно 11, к нижнему борту которого наклонно вверх и в сторону барабана 1 прикреплен отражатель,12. С наружной стороны короба 1 под окном 11 установлен желоб 13 с патрубком 14. Отражатель 12 предназначен для отвлечения нераспределившихся в слое осадка LUëàMQBûx частиц от провала в исходное питание, подачу их через окно 11 в желоб,13 и направления по патрубку 14 на повторное фильтрование.

Устройство работает следующим образом.

Вакуумный барабан, погруженный в исходное питание (песковые продукты), поступающее в нижнюю часть короба 1 через патрубок 3, вращается. Под действием раз.ности давлений по обе стороны фильтровальной перегородки на ткани образуется слой осадка, а жидкость проникает через поры осадка и удаляется в сборник фильтрата. Через патрубок 6 в распределительный желоб 9 поступает продукт и равномерным потоком в направлении. противоположном движению барабана, переливается на поверхность предварительно образованного слоя осадка в зоне, где.фильтровальная перегородка наклонена к горизонтальной плоскости. Поступающий через переливное окно 11 навстречу шламовому продукту поток воздуха удерживает шламовые частицы от провала в исходное питание. Переливной желоб 13 и отражатель 12 позволяют в случае провала шламового продукта в исходное питание удалить избыточный поток шламов из зоны фильтрования. Шламовый продукт . под действием силы тяжести равномерно растекается по поверхности нежесткой. фильтровальной перегородки и перераспределителя в ее порах. За счет разности давлений по обеим сторонам фильтровальной перегородки жидкая фаза суспензии проходит через поры перегородки и попадает во внутреннюю полость барабана, откуда отводится, Далее в зоне просушки под действием вакуума через общий осадок просасывается воздух. вытесняя влагу, содержащуюся в порах. Затем в зоне отдувки осадков удаляется с фильтра при помощи сжатого воздуха. В зоне регенерации поры ткани очищаются от частиц твердого. На

5 этом цикл фильтрования заканчивается.

Согласно изобретению распределительный желоб 9 установлен с возможностью изменения его положения относительно фил ьтровал ьной перегородки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для этого служат регулировочные бол10 ты 10, соединяющие фланцы 5 и 7 и прокладку 8. Распределительный желоб устанавливается в определенное положение в

15 зависимости от толщины осадка, обеспечивающее равномерное распределение шламового продукта по поверхности фильтровальной не>кесткой перегородки,, Предлагаемый способ был реализован в

20 опытных условиях в процессе обезвоживания отвальных продуктов обогащения калийсодержащих руд на барабанном вакуум-фильтре. 8 ванну фильтра подают пековые (отвальные хвосты или. концентрат) продукты класса +0,045 мм. При .наличии

25 работающей мешалки в ванне фильтра наблюдается расслоение суспензии по крупности. В верхних слоях суспензии в ванне .находится до 10% крупных частиц, в сред30 них до 40% и B нжжчих до 60% Поэтому на тканевой фильтровальной поверхности в первую очередь образуется слой осадка, состоящий иэ тонких солевых частиц. затем высота слоя увеличивается за счет более

35 крупных частиц из среднего и нижнего слоев, При выходе образованного слоя осадка, из ванны на его поверхности образуется. слой осадка из самых тонких частиц. Осадок такой структуры обезвоживают при помощи

40 разности давлений по обеим сторонам движущейся фильтровальной перегородки. 8 верхней части барабана на участке, расположенном наклонно к горизонтальной плоскости. на слой осадка наносят шламовый

45 продукт в виде суспензии, При этом шламо-. вая суспензия под действием. силы тяжести продвигается по наклонной плоскости слоя осадка в противотоке его движения и предотвращает закупоривание входа в поры фильтрующего слоя, Шламовые частицы пе50 рераспределяются в слое осадка, образодисперсна, чем структура песковой части осадка и фильтровальной перегородки. в начальной стадии фильтрования. Поэтому фильтровальная перегородка, через котованного из песковой части продукта обогащения, а жидкость; преодолевая сопротивление вновь образованного суммар55 ного осадка, удаляются в фильтрат, Структура суммарного осадка более тонко1736567

10 рую формировался слой пескового осадка, не оказывает сопротивления продвижению фильтрата и на этой стадии процесса является опорной перегородкой. на которой расположен слой осадка песковых продуктов, в 5 дальнейшем являющийся фильтровальной перегородкой с постепенным закупориванием пор в процессе совместного фильтрования песковых и шламовых продуктов, Далее суммарный осадок проходит че- 10 рез зону просушки и его удаляют из процесса при помощи отдувки сжатъ м воздухом, а фильтровальную ткань регенерируют и подают в ванну с суспензией для осуществления следующего цикла. 15 .В таблицу сведены результаты испытаний способа и устройства для совместного фильтрования песковых и шламовых про* дуктов обогащения калийных руд. Во всех примерах постоянными параметрами были 20 время фильтрования, а также соотношение хвостов и шламов. В примерах 2-18 и прототипе (пример 1) постоянной была крупность нежесткой фильтровальной перегородки из песковых продуктов (хвосты 25 фракции -0,8+0,045 мм); в примере 19 крупность хвостов составила -0.84-0 мм, т.е, запредельное значение.

В примерах 2-8. выполненных в оптимальных, указанных в формуле изобретения 30 условиях, получен совместный осадок (хвосты + шлам) с влажностью 8,9 — 11,2%, По прототипу (пример 1).влажность суммарного осадка составила 17, t%, при этом пример.

1 выполнен аналогично примеру 2, но при 35 подаче шламового продукта на горизонтальную.фильтровзльную перегородку, Отклонение от заявляемых предельных значений крупности осадка песковых продуктов, в данных примерах хвостов (пример . 40

19), а также влажности песковых продуктов и соотношения жидкой и твердой фаз (Ж/Т) шламового продукта в примерах 9-18 приводит к увеличению влажности суммарного продукта до 14,9-25,1% и таким образом к 45 снижению эффективности процесса фильтрования. Основным критерием оценки эффективности способа является влажность суммарного осадка не более 12%, так как с увеличением влажности возрастают потери 50 полезного компонента с жидкой фазой, атакже усложняются процессы транспортировки и складирования отходов.

Применение предлагаемого способа и устройства позволяет в промышленном -55 масштабе осуществить процесс совместного фильтрования отходов, например калийного производства (хвостов и шламов) с высокой эффективностью без значительных дополнительных затрат. Кроме того, удаление отходов совместно позволяет осуществить их совместное складирование. В настоящее время хвосты после фильтрования до влажности 10-12% складируются в солеотвалах. Шлэмы. после сгущения до весового соотношения жидкой и твердой фаз 1,5 — 2,0 складируются в искусственно созданных бассейнах-шламохранилищах, занимающих огромные площади плодородных земель:. ежегодно отвод земли для ПО "Белорускалий" составляет 36 га, Кроме того. наличие .операции сгущения шламового йродуктэ требует эксплуатации большого числа технологического обрудования и производственных площадей: В предлагаемом способе процесс фильтрования осуществляется при .

Ж/Т шламового продукта 1:1-40, т.е. в широком диапазоне весового соотношения жидкой и твердой фаз, при этом операция сгущения шламов не является обязательной..

Наличие шламохранилищ оказывает отрицательное влияние на экологическую обстановку в бассейне отработки калийного месторождения, приводит к засолению почв, дамбы шламохранилищ постоянно находятся под угрозой прорыва, в случае которого миллионы кубических метров жидких глинисто-солевых отходов затопят огромные территории. Кроме того, сброс жидких шламовых отходов влечет за собой высокие потери полезного компонента с жидкой фазой.

Формула изобретения

1. Способ овместного фильтрования песковых и. шламовых продуктов обогащения. включающий получение на непрерывно-движущейся фильтровальной перегородке осадка из песковых продуктов обогащения и последующую подачу на него шламового продукта, отличающийся тем, что. с целью повышения качества осадка, осадок получают из песковых продуктов фракции

+0,045 мм с влажностью 5 — 15%, а шламовый продукт подают в направлении, противоположном движению фильтровальной перегородки в момент нахождения в наклонном положении к горизонтали, и при массовом соотношении жидкой и твердой фаз, составляющем 1:1 — 40, 2, Способ по п.1, отличающийся тем, что при подаче шламового продукта на фильтровал ьную перегородку подают воз-. дух в направлении ее движения.

3. Устройство для совместного фильтрования песковых и шлэмовых продуктов обогащения, содержащее короб с патрубком для подачи исходного продукта и установленный в коробе барабанный вакуумфильтр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества осадка, он снабжен патрубком для подачи шламового.продукта, : 1.1

1736567

1с расположенным в верхней части короба, и .: 4. Устройство по п.3, о т л и ч а ю щ e е присоединенным к этому патрубку распре-: с.я тем, что распределительный желоб при.делительным желобом, при этом ниже гори- соединен. к патрубку с воэможностью измезонтальной оси .барабана -в "коробе нения положения в.горизонтальной и, выполнено окно для подачи воздуха.: 5 вертикальной плоскостях.

Результаты испытаний способа и устройства для совместного фильтрования песковых и шламовых продуктов обогащения калийных руд

1736567

А

1736567

Вил А

Составитель Т.Шаститко .Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.бсауленко

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. 1Q1

Заказ 1848 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по йзобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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