Способ обогащения руд автоматическими методами и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обогащения твердых полезных ископаемых, в частности автоматической покусковой рудосепарации. Способ включает грохочение материалов, формирование сплошного однорядного потока кусков с помощью перегрузочно-формирующих узлов, установленных в местах схода отдельных потоков кусков руды с грохота на ленточные сепараторы и выполненных в виде установленных под углом 35-45⁰ к горизонту стальных плит с плавно выгнутым концом и бортами, с шириной выпускной части, равной 2,5-3,0 диаметра сортируемого класса крупности, причем над поверхностью плит у одного борта размещена жесткая направляющая пластина, а у другого - последовательно сверху вниз расположены изогнутые упругие направляющие пластины. Подачу сплошного однорядного потока на ленту сепаратора производят при скорости кусков в потоке, равной скорости движения ленты, после чего сплошной однорядный поток проходит последовательно через автономные зоны измерения, расположенные вдоль траектории движения потока кусков в сепараторе, в каждой из которых непрерывно осуществляют регистрацию излучения от кусков, находящихся в потоке, в течение коротких интервалов времени 5-50 мс и дальнейшее выявление собственного излучения кусков и передачу сигнала на отбор кусков в концентрат. Технический результат - повышение качества сплошного однорядного потока кусков руды, повышение эффективности сепарации и улучшение селективности процесса разделения рудного потока. 2 н.п.ф-лы, 3 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области обогащения твердых полезных ископаемых, в частности автоматической покусковой рудосепарации.

Известны способы обогащения руд автоматическими методами, заключающиеся в предварительной подготовке руд (грохочение, промывка и т.д.), формировании на сепараторах разреженных потоков кусков (расстояние между кусками - 100-200 мм) и их покусковой сепарации с применением различных методов: радиометрического, рентгенорадиометрического, люминесцентных, электромагнитометрических, фотометрического и др. Указанные и другие способы и применяемое при этом различное сортировочное оборудование широко описаны в литературе (Мокроусов В.А., Лилеев В.А. Радиометрическое обогащение нерадиоактивных руд. М.: Недра, 1979; Ревнивцев В.И Рентгенорадиометрическое обогащение комплексных руд цветных и редких металлов. М.: Недра, 1990). Средняя технологическая эффективность по этим способам с учетом влияния рудоподготовки составляет 0,5-0,65 дол.ед.

Известны способ и устройство, в которых поток кусков руды направляют в зону измерения одностадиального сепаратора и разделяют на три продукта с помощью двухпозиционного узла разделения (Балдин С.А. и др. Многопродуктовый сепаратор для обогащения комплексных руд. "Обогащение руд", №5, 1986, с.26-27).

Известны способ и устройство рудоподготовки для обогащения руд методами автоматической сортировки (SU 1530255, В 03 В 1/00), согласно которым промывку выделенных классов крупности, их транспортирование, формирование из каждого такого класса отдельных потоков и направление их на автоматическую сортировку производят в процессе грохочения на грохоте. При этом в каждом формируемом потоке куски располагают в один ряд непосредственно друг за другом.

Устройство для рудоподготовки состоит из грохота и ленточных одностадиальных сепараторов, непосредственно примыкающих к грохоту и соединенных с ним посредством перегрузочно-формирующих узлов, с помощью которых сформированные потоки руды передаются с грохота на ленты сепараторов.

Особенность применяемых в устройстве перегрузочно-формирующих узлов состоит в том, что они выполнены в виде обычных плавно изогнутых рудоспусков (течек) прямоугольного сечения.

Недостаток известного способа обогащения руд и устройства для его осуществления заключается в том, что нарушается однорядность потока в связи с тем, что в качестве перегрузочно-формирующего узла используют обычный рудоспуск (закрытую течку), который не обеспечивает приемлемого выстраивания кусков в сплошной однорядный поток, так как часть кусков, разгоняясь при скольжении по нижней стороне течки, приобретают скорость движения, значительно превышающую скорость лент сепараторов. Кроме того, применяемые закрытые течки часто заклиниваются негабаритными кусками, что является причиной непредвиденной остановки всего технологического процесса.

Основной недостаток известного способа и устройства заключается в том, что анализ излучения кусков производят только в одной зоне измерения, оснащенной многопороговым регистратором излучения. В каждый данный момент через зону измерения, имеющую определенную диаграмму чувствительности, проходят группы кусков (3-5 шт.) с самыми различными сочетаниями их качества, а следовательно, с различным уровнем подсветки. В результате вместе с кусками повышенного качества в обогащенный продукт попадают и куски породы, и эффективность разделения уменьшается. Заметим, что технологические последствия отмеченного недостатка известного способа и устройства проявляются тем сильнее, чем богаче обогащаемая руда и сильнее ее контрастность.

Известен способ обогащения руд автоматическими методами, включающий грохочение материалов, формирование однорядного потока кусков, подачу на ленту сепаратора, и устройство для обогащения руд автоматическими методами, включающее грохот, рабочая поверхность грохота поделена на каналы для формирования рудных потоков, количество которых равно числу каналов в ленточных сепараторах, перегрузочно-формирующие узлы, установленные в местах схода отдельных потоков кусков руды с грохота на сепараторы (КЦ 2215584 С, 10.11.2003, В 03 В 7/00), принятые в качестве прототипа к предложенной группе изобретений.

Основными недостатками известных способа и устройства для обогащения руд автоматическими методами являются разделение руды только на два продукта и соответственно низкая эффективность разделения руды.

Технический результат состоит в устранении указанных недостатков, повышении качества сплошного однорядного потока кусков руды и улучшении селективности процесса разделения рудного потока и на этой основе повышение технологической эффективности обогащения руд автоматическими методами до 0,8-0,9 дол.ед. в зависимости от степени обогатимости полезных ископаемых.

Технический результат достигается тем, что в способ обогащения руд автоматическими методами, включающем грохочение материалов, формирование однорядного потока кусков, подачу на ленту сепаратора, согласно изобретению осуществляют формирование сплошного однорядного потока кусков с помощью перегрузочно-формирующих узлов, установленных в местах схода отдельных потоков кусков руды с грохота на сепараторы и выполненных в виде установленных под углом 35-45° к горизонту стальных плит с плавно выгнутым концом и бортами, с шириной выпускной части, равной 2,5-3,0 диаметра сортируемого класса крупности, причем над поверхностью плит у одного борта размещена жесткая направляющая пластина, а у другого - последовательно сверху вниз расположены изогнутые упругие направляющие пластины. При этом подачу сплошного однорядного потока на ленту сепаратора производят при скорости кусков в потоке, равной скорости движения ленты, после чего сплошной однорядный поток проходит последовательно через автономные зоны измерения, расположенные вдоль траектории движения потока кусков в сепараторе, в каждой из которых непрерывно осуществляют регистрацию излучения от кусков, находящихся в потоке, в течение коротких интервалов времени 5-50- мс и дальнейшее выявление собственного излучения кусков, и передачу сигнала на отбор кусков в концентрат.

В устройстве для обогащения руд автоматическими методами, включающем грохот, рабочая поверхность грохота поделена на каналы для формирования рудных потоков, количество которых равно числу каналов в ленточных сепараторах, перегрузочно-формирующие узлы, установленные в местах схода отдельных потоков кусков руды с грохота на сепараторы, согласно изобретению, перегрузочно - формирующие узлы выполнены в виде установленных под углом 35-45° к горизонту стальных плит с плавно выгнутым концом и бортами, с шириной выпускной части равной 2,5-3,0 диаметра сортируемого класса крупности, причем над поверхностью плит у одного борта размещена жесткая направляющая пластина, а у другого - последовательно сверху вниз расположены изогнутые упругие направляющие пластины, при этом вдоль лент сепараторов последовательно расположено по три или два автономных облучательно-измерительно-разделительных узла с течками для отвода продуктов обогащения.

Состав и тип автономных облучательно-измерительно-разделительных узлов может быть разным в зависимости от технологических свойств минерального сырья и применяемых методов сепарации. Если руда подвергается сортировке только одним методом, например радиометрическим, то все три автономных зоны однотипны и комплектуются только сцинтилляционными блоками детектирования гамма-излучения. При использовании рентгенорадиометрического метода зоны измерения комплектуются облучателями и блоками детектирования, монтируемыми под лентами.

Если руда должна обогащаться по двум или более разделительным признакам, например рентгенорадиометрическим и люминесцентным, то вдоль лент устанавливают соответствующие облучательно-измерительные узлы. Могут быть и другие варианты комплектации автономных зон измерения в сепараторах.

Важно отметить, что одновременное использование предложенного способа сепарации однорядного сплошного потока кусков руды в трех-двух последовательно расположенных автономных зонах измерения и дальнейшая непрерывная регистрация излучения короткими временными интервалами, а также новых устройств (плоский перегрузочно-формирующий узел и многостадиальный сепаратор) позволяют преодолеть главную трудность при сепарации указанных потоков, связанную с высокой степенью подсветки, и достигнуть указанный технический результат.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

- на фиг.1 показана схема общего вида устройства для обогащения руд автоматическими методами;

- на фиг.2 показана конструкция предлагаемого перегрузочно-формирующего узла;

- на фиг.3 приведена схема радиометрического сепаратора с тремя автономными узлами измерения на каждом его ручье.

Устройство для обогащения руд автоматическими методами состоит из двухсекционного грохота 1, десяти многостадиальных ленточных сепараторов 2 для различных классов крупности и открытых перегрузочно-формирующих узлов 3, размещенных перед каждым сепаратором 2.

Перегрузочно-формирующий узел 3 (фиг.2) состоит из плиты 4 с плавно выгнутым нижним концом и бортами 5. Вдоль бортов расположены изогнутые упругие направляющие 6 и жесткая направляющая 7. Ширина выпускной части 1 равна 2,5-3,0 диаметрам сортируемого класса крупности. Угол α=35-45°; угол β=60-65°. Узел 3 располагается в начальной части ленты 8 сепаратора 2.

Конструкция трехстадиального двухручейного сепаратора 2 (фиг.3) представляет собой раму 9, на валках 10 которой натянуты две параллельные транспортерные ленты 8, вдоль которых расположено по три или две автономных зоны измерения. Каждая из них состоит из блока облучения, блока детектирования 11 излучения кусков руды, свинцовой защиты 12, разделяющего устройства 13 и течки 14 для отвода продуктов сортировки. В конце ленты расположены течки 15 для вывода хвостов.

Следует отметить, что в состав устройства (фиг.1) в зависимости от его производительности и гранулированного состава перерабатываемой руды может входить только односекционный грохот и соответственно меньшее число сепараторов.

Комплекс технических решений, защищаемых данным изобретением, реализуют следующим образом. Исходную руду, как правило, крупностью -200 мм, подают на грохот 1, на котором выделяют и промывают сортируемые классы крупности, например -200+100, -100+50 и -50+25 мм. Во время их перемещения по грохоту из каждого класса крупности предварительно формируют узкие рудные потоки, количество которых равно числу каналов в сепараторах для соответствующего класса. Эти узкие потоки в местах их схода с грохота поступают на плоские перегрузочно-формирующие узлы 3.

Куски узких потоков кусков поступают на наклонную пластину 4 перегрузочно-формирующего узла 3 (фиг.2) и, проходя между направляющими пластинами 6 и 7, затормаживаются при контактах с направляющими из-за столкновения между собой и группируются в сплошной однорядный поток кусков, дополнительно несколько замедляясь на выгнутом конце наклонной пластины. В результате скорость движения кусков потока оказывается практически одинаковой со скоростью лент.

Для нормального функционирования необходимо, чтобы угол наклона плиты был в пределах 35-45°, а угол наклона жесткой направляющей β=60-65°. Выход на участок плиты 4 должен быть равен примерно 2,5 диаметрам наиболее крупных кусков в сепарируемом классе.

Характеристика потоков кусков, выходящих из известного (обычный рудоспуск) и заявленного устройств, дана в табл.1, анализ которой подтверждает большое преимущество (примерно в 2 раза) нового устройства перед известным по основным характеристикам (по коэффициентам перекрытия и порционности).

Сформированные однорядные потоки с плоских перегрузочно-формирующих устройств поступают на ленты 8 сепараторов 2 и проходят последовательно автономные зоны, размещенные вдоль лент.

В каждой автономной зоне непрерывно производят регистрацию излучения от кусков, находящихся в потоке, в течение которых интервалов времени длительностью по 5-50 мс (в зависимости от технологических свойств руды), обрабатывают полученную информацию и осуществляют выявление собственного излучения кусков (без влияния подсветки), а также передачу сигнала на отбор рудных кусков в концентрат.

Таблица 1
Наименование характеристик	Перегрузочно-формирующие узлы
	заявленное	известное
пределы колебаний параметров	средние значения	пределы колебаний параметров	значения
Число кусков на 1 п.м. ленты	20,2-21,5	20,8	16,2-22,3	19,4
Коэффициент перекрытия, %	9,2-11,3	10,2	15,5-20,9	18,8
Коэффициент порционности, %	15,1-16,9	16,1	24,4-43,0	34

Как правило, в первой зоне отбираются в концентрат наиболее богатые куски, во второй - средние по качеству, а третьей остающуюся часть руды делят на бедный концентрат и породу (хвосты). Соответственно уровни отсечки, выраженные в содержании полезного компонента, уменьшаются от первой зоны к последней. На практике, например при сепарации многокомпонентных руд (полиметаллических и др.), соотношение отсечек по зонам может быть и иным. В конечном счете, все определяется технологическими свойствами руд (вещественным составом, содержанием полезного компонента, контрастностью и фракционным составом руды по выбранному признаку или признаками разделения) или даже методами сепарации. В табл.2 приведены результаты радиометрической сепарации руд в промышленных условиях с применением одностадиальных сепараторов и в опытных условиях с применением предлагаемых способа и устройств.

Сравнение результатов показывает, что предлагаемые способ обогащения и устройство для его осуществления обеспечивают заявленный технический результат. Технологическая эффективность в целом по схеме увеличивается с 0,57-0,66 дол.ед. до 0,9-0,93 дол.ед., при этом значительно увеличивается выход хвостов, а содержание полезного компонента в общем, концентрате возрастает примерно в 2-3 раза. Как следует из табл.2, предлагаемые способ обогащения и устройство создают возможность раздельного выделения сразу трех обогащенных продуктов и позволяют также в ряде случаев изменять в благоприятную сторону дальнейшую технологию извлечения металлов из добываемых руд за счет раздельного извлечения полезного компонента из каждого обогащенного продукта. Так богатые концентраты (концентрат 1) могут перерабатываться по упрощенной и дешевой металлургической технологии, рядовые (концентрат 2) - по обычной технологии, а бедные (концентрат) могут перерабатываться совсем простым и дешевым методом - кучным выщелачиванием.

Таким образом, применение данного способа обогащения и соответствующего устройства позволяет за счет повышения качества концентратов, повышения эффективности сепарации и увеличения выхода пустой породы создать предпосылки для более экономной отработки месторождений полезных ископаемых и эффективного использования недр.

Таблица 2
Способ сепарации	Продукты сепарации	Результаты сепарации
выход, %	содержание ПК, %	извлечение ПК, %	коэффициент обогащения, отн.ед.	Эффективность сепарации
Руда №1
Известный	Концентрат	44,9	0,158	91,2	2,0	0,51
	Хвосты	55,1	0,013	8,8	0,17	0.66
Исходная руда	100,0	0,078	100,0	1,00
Заявлениий	Концентрат 1	6,4	0,739	59,9	9,4
	Концентрат 2	5,8	0,249	18,3	3,2
	Концентрат 3	5,5	0,104	7,2	1,3
	Общий
	концентрат	17,7	0,381	85,4	4,8	0,90
	Хвосты	82,3	0,014	14,6	0,18	0,93
Исходная руда	100,0	0,079	100,0	1,00
Руда №2
Известный	Концентрат	57,0	0,301	9,68	1,7	0,48
	Хвосты	43,0	0,014	3,2	0,08	0,57
Исходная руда	100,0	0,177	100,0	1,00
Заявлениий	Концентрат 1	7,6	1,636	74,4	9,6
	Концентрат 2	7,2	0,334	14,0	2,0
	Концентрат 3	6,8	0,115	4,6	0,7
	Общий
	концентрат	21,6	0,736	93,0	4,3	0,91
	Хвосты	78,4	0,015	7,0	0,09	0,90
Исходная руда	100,0	0,171	100,0	1,00

1. Способ обогащения руд автоматическими методами, включающий грохочение материалов, формирование однорядного потока кусков, подачу на ленту сепаратора, отличающийся тем, что осуществляют формирование сплошного однорядного потока кусков с помощью перегрузочно-формирующих узлов, установленных в местах схода отдельных потоков кусков руды с грохота на сепараторы и выполненных в виде установленных под углом 35-45° к горизонту стальных плит с плавно выгнутым концом и бортами, с шириной выпускной части, равной 2,5-3,0 диаметра сортируемого класса крупности, причем над поверхностью плит у одного борта размещена жесткая направляющая пластина, а у другого последовательно сверху вниз расположены изогнутые упругие направляющие пластины, при этом подачу сплошного однорядного потока на ленту сепаратора производят при скорости кусков в потоке, равной скорости движения ленты, после чего сплошной однорядный поток проходит последовательно через автономные зоны измерения, расположенные вдоль траектории движения потока кусков в сепараторе, в каждой из которых непрерывно осуществляют регистрацию излучения от кусков, находящихся в потоке, в течение коротких интервалов времени 5-50 мс и дальнейшее выявление собственного излучения кусков и передачу сигнала на отбор кусков в концентрат.

2. Устройство для обогащения руд автоматическими методами, включающее грохот, рабочая поверхность грохота поделена на каналы для формирования рудных потоков, количество которых равно числу каналов в ленточных сепараторах, перегрузочно-формирующие узлы, установленные в местах схода отдельных потоков кусков руды с грохота на сепараторы, отличающееся тем, что перегрузочно-формирующие узлы выполнены в виде установленных под углом 35-45° к горизонту стальных плит с плавно выгнутым концом и бортами, с шириной выпускной части, равной 2,5-3,0 диаметра сортируемого класса крупности, причем над поверхностью плит у одного борта размещена жесткая направляющая пластина, а у другого последовательно сверху вниз расположены изогнутые упругие направляющие пластины, при этом вдоль лент сепараторов последовательно расположено по три или два автономных облучательно-измерительно-разделительных узла с течками для отвода продуктов обогащения.