Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа

Изобретение относится к технологии утилизации отходов переработки полезных ископаемых, в частности утилизации угольных шламов илонакопителей, которые образуются на обогатительных фабриках угольной и коксохимической промышленности. Способ обогащения угольных шламов илонакопителей включает подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из деки концентрационного стола. Разделение углесодержащих фракций и породы угольного шлама выполняют с подачей на рабочую поверхность деки концентрационного стола дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды. Способ обогащения осуществляют на концентрационном столе, включающем раму, деку с рифлями на ее рабочей поверхности, упругие опоры, с помощью которых дека установлена на раме, вибропривод, соединенный с декой, механизмы регулирования поперечного и продольного углов наклона деки, установленные на упругих опорах, средства подачи пульпы и промывочной воды на рабочую поверхность деки, средства раздельной разгрузки углеродсодержащих фракций и породы угольного шлама из рабочей поверхности деки. В деке параллельно рифлям деки выполнены каналы подвода дополнительной промывочной воды, которые через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, соединены с рабочей поверхностью деки. Технический результат - увеличение степени извлечения углесодержащих фракций из угольного шлама, повышение выхода угольного концентрата и эффективности обогащения угольных шламов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к технологии утилизации отходов переработки полезных ископаемых, в частности утилизации угольных шламов илонакопителей, которые образуются на обогатительных фабриках угольной и коксохимической промышленности как технологические отходы.

В результате длительной и интенсивной угледобычи, например, в Украине в 74-х илонакопителях 62-х обогатительных фабрик содержится 62,5 млн м3 угольных шламов - отходов технологии углеобогащения, которые занимают площадь более 1500 га. Существует острая необходимость переработки этих отходов с целью выделения полезного сырья и рекультивации земель (http://waste.com.ua/cooperation/2005/theses/matsak.html). В отдельных регионах накоплено такое количество промышленных отходов, что вопрос их утилизации превратился в серьезную экономическую и экологическую проблему. Например, в Донецкой области Украины находится более 170 тыс тонн балансовых шламов с зольностью 45%, забалансовых шламов первой категории - более 13,5 млн тонн с зольностью 60% и забалансовых шламов второй категории - более 14,5 млн тонн с зольностью 70-75%, (http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Geotm/2009_82/15.pdf).

С развитием механизации угледобычи наметилась тенденция повышения выхода мелких классов угля. Например, переход на комбайновую выемку приводит к повышению выхода класса 0-1 мм до 30-35% вместо допустимых раньше 10-15%. Существенно повышается выход мелких угольных фракций при многоэтапной системе транспортировки горной массы на поверхность. Способы гидравлической добычи и транспортировки угля, развивающиеся в последнее время, приводят к дополнительному измельчению угля в трубопроводах, углесосах и др.

Проблемой переработки угольных шламов является обогащение угольных шламов с выделением тонких фракций угля, которая не решена в полной мере до настоящего времени. Известные технологии обогащения угольных шламов не обеспечивают эффективного выделения углесодержащей фракции из мелких классов угля. Сложность обогащения угольных шламов илонакопителей, в основном, определяется высокой зольностью исходного продукта, низким содержанием зернистых частиц, поскольку твердая фаза угольных шламов на 70% и более представлена частицами менее 75 мкм, резкими колебаниями фракционного и гранулометрического состава шлама илонакопителей.

Для обогащения угольных шламов широко применяются методы флотации с использованием различных флотореагентов и специализированного оборудования. При флотации угольных шламов, как правило, применяются схемы, предусматривающие получение двух продуктов - угольных концентратов и отвальных хвостов (отходов).

Как пример флотационного обогащения угольных шламов можно привести способ обогащения угольных шламов, известный по патенту Российской Федерации №2223828, МПК7 B03D 1/02, дата подачи заявки 04.04.2002. Изобретение относится к способам селективной концентрации и выделения мелких угольных частиц из водоугольных суспензий и может быть использовано для обогащения угольных шламов на обогатительных фабриках, переработки шламов гидроотвалов, регенерации шламовых вод предприятий.

Заявленный способ включает подачу в водоугольную суспензию масляного реагента и пенообразователя, селективную масляную агломерацию угольных частиц при непрерывной подаче в суспензию диспергированного воздуха, разделение обогащаемых продуктов с помощью флотации, при этом селективную масляную агломерацию осуществляют в камере агломерации при перемешивании суспензии на протяжении 2-3 минут вращающейся мешалкой при окружной скорости ее вращения 6 м/с, масляный реагент и пенообразователь вводят в суспензию при весовом соотношении реагентов от 5:1 до 40:1 и общем их количестве 0,1-0,25% от массы сухого угля, а разделения продуктов селекции флотацией выполняют в флотационной камере по окончанию перемешивания суспензии. В результате при расходах масляного реагента 0,18% и пенообразователя 0,02% от массы сухого угля получают угольный концентрат с выходом 87,3%, зольностью 6,5% и отходы зольностью 61,6%. Способ реализуют с использованием специального флотационного оборудования и флотореагентов.

Возможности флотационного обогащения тонких угольных шламов ограничены низкой селективностью разделения частиц класса -0,05 мм, необходимостью использования капитальных сооружений, специального флотационного оборудования и дорогих флотореагентов, что существенно повышает капитальные и эксплуатационные расходы, а также загрязнение флотореагентами, часто канцерогенными, продуктов обогащения.

В последнее время особое внимание уделяют гравитационным методам обогащения угольных шламов, которые позволяют реализовать технологию обогащения с помощью простого, высокопродуктивного и недорогого оборудования с минимальным энергопотреблением по сравнению с другими процессами обогащения. Гравитационное обогащение применяется для переработки целого ряда минералов, в том числе и угольных шламов илонакопителей.

Под гравитационными процессами обогащения понимают процессы, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером или формой, обусловлено отличием в характере и скорости их движения в текучей среде под действием силы тяжести и сил сопротивления их движению. К гравитационным процессам относятся, например, отсадка, обогащение на шлюзах, желобах, винтовых сепараторах, концентрационных столах. В качестве среды, в которой осуществляется гравитационное обогащение, чаще всего используют воду. В этих условиях на частицы материала действуют гравитационная сила, гидродинамические силы, силы, возникающие при столкновении частиц и их трении, как между собой, так и о дно или стенки аппарата, в котором осуществляется обогащение. При использовании воды в качестве среды, в которой осуществляется гравитационное обогащение, процесс разделения частиц называют гидравлическим. При этом силы взаимодействия между частицами малые по сравнению с гидродинамическими силами.

Учитывая особенности заявляемых способа и средств обогащения угольных шламов илонакопителей, особый интерес представляют технологии гравитационного обогащением угольных шламов с использованием концентрационных столов.

Гравитационное обогащение на концентрационном столе является процессом разделения твердых частиц по плотности и крупности в слое пульпы, протекающей по плоской наклонной деке, которая осуществляет возвратно-поступательное (колебательное) движение в горизонтальной плоскости. За время пребывания материала на деке концентрационного стола происходит транспортировка частиц в продольном и поперечном направлениях в соответствии с их плотностью и крупностью под действием колебаний деки, турбулентных пульсаций (возбуждений) потока пульпы, а также струй на поверхности раздела пульпа - воздух. Расслоившийся материал непрерывно поддается воздействию смывающего потока воды. При сходе обогащенного материала с кромки стола в первых зонах располагаются наиболее мелкие и наиболее легкие зерна (углесодержащие фракции), в последующих зонах плотность материала растет (фракции породы).

Следует отметить, что, несмотря на широкое применение во всем мире гравитационных методов обогащения многих минералов на концентрационных столах, сегодня не существует математических моделей, которые всесторонне и адекватно описывают процессы разделения фракций. Очевидно, что применение различного оборудования, а также неудачные попытки практической реализации технологии гравитационного обогащения угольных шламов на концентрационных столах, вытекают из-за недостаточного понимания процессов, которые при этом происходят.

В настоящее время технология гравитационного обогащения угольных шламов на концентрационных столах предусматривает подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама и последующую раздельную разгрузку углесодержащих фракций и породы через карманы концентрационного стола. Указанная технология описана во многих источниках информации (например, "Технология переработки угольных шламов с применением концентрационного стола опорного типа, выпускаемого заводом «Труд»", г.Новосибирск (http://sibecotechnika.narod.ru/>index1.html), "Обогащение на колебательных столах, основные принципы" (<http://www.masters.donntu.edu.ua/2007/fema/svetlichnaya/library/spravochnik>.htm), "Гравитационное обогащение полезных ископаемых" (<http://www.enc-dic.com/>encgeolog/Gravitacionnoe-Obogaschenie-1643.html), "Гравитационное обогащение" (http://bse.sci-lib.com/article012653.html), и другие). То есть технология и средства ее реализации являются широко известными.

Таким образом, в качестве прототипа заявляемого способа принят широко известный способ гравитационного обогащения угольных шламов с использованием концентрационных столов, который включает подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из концентрационного стола.

Общими признаками прототипа и заявляемого способа являются: способ гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей, включающий подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из концентрационного стола.

Широко известны концентрационные столы, используемые в технологиях гравитационного обогащения минерального сырья, в том числе и для гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей, которые классифицируются как по технологическим признакам (песчаные для обогащения руд крупностью -3 -+0,2 мм, шламовые для обогащения исходных продуктов крупностью -0,2 мм), так и по конструктивным признакам (столы с прямоугольной декой, столы с диагональной декой, столы опорные, столы подвесного выполнения и т.д.).

Учитывая особенности заявляемого концентрационного стола, в качестве прототипа выбран концентрационный двухдечний опорный стол СКО-15, выпускаемый заводом «Труд», г.Новосибирск, РФ (Донченко А.С., Донченко В.А. "Справочник механика рудо-обогатительной фабрики", Москва, "Недра", 1975, с.173), который сегодня широко используется для мокрого обогащения разнообразных руд и углей ("Технология переработки угольных шламов с применением концентрационного стола опорного типа, выпускаемого заводом «Труд», г.Новосибирск" (http://sibecotechnika.narod.ru/>index1.html)).

Концентрационный стол СКО-15 включает раму, на которой упруго с использованием резиновых амортизаторов установлены две деки (верхняя и нижняя), которая соединена с виброприводом. На рабочих (верхних) поверхностях дек выполнены рифли с образованием межрифлевых зон. Деки установлены на раме на трех опорах (одна передняя опора со стороны вибропривода и две задних опоры с противоположной стороны). Опоры оснащены винтовыми механизмами регулирования продольного и поперечного углов наклона дек. В верхней части дек установлены средства подачи пульпы обогащаемого материала и промывочной воды на рабочие поверхности дек. В нижней части дек закрепленные желоба для раздельной разгрузки углесодержащих фракций (угольного концентрата) и породы из рабочих поверхностей дек концентрационного стола.

Перед работой устанавливают заданные углы продольного и поперечного наклона дек с помощью винтовых механизмов, установленных на опорах дек. Упруго закрепленные деки приводятся виброприводом в колебательное движение с заданной частотой, амплитудой и другими параметрами колебательного движения. На рабочую поверхность дек подают предварительно подготовленную пульпу угольного шлама с заданным содержанием твердой фазы и классом ее крупности и промывочную воду. На деке концентрационного стола происходит транспортировка частиц в продольном и поперечном направлениях в соответствии с их плотностью и крупностью под действием колебаний деки, турбулентных пульсаций (возбуждений) потока пульпы, а также струй на поверхности раздела пульпа - воздух. В результате частицы перемещаются по диагонали деки. Распределение частиц по высоте потока и рабочей поверхности деки определяется их крупностью, плотностью и формой в результате совместимого действия указанных сил. Промывочная вода сносит эти зерна из деки стола в разгрузочный желоб. При этом в первую зону разгрузочного желоба поступают наиболее тонкие и наиболее легкие зерна угольного шлама (углесодержащие фракции), а в последующие зоны разгрузочного желоба поступают фракции высокой плотности (фракции породы). Таким образом, на деке концентрационного стола создается веер разделения частиц материала по плотности и крупности, что обеспечивает возможность раздельной разгрузки углесодержащих фракций и породы угольного шлама из деки концентрационного стола.

Общими признаками прототипа и заявляемого концентрационного стола являются: концентрационный стол, включающий раму, деку с рифлями на ее рабочей поверхности, упругие опоры, с помощью которых дека установлена на раме, вибропривод, соединенный с декой, механизмы регулирования поперечного и продольного углов наклона деки, установленные на упругих опорах, средства подачи пульпы и промывочной воды на рабочую поверхность деки, средства раздельной разгрузки углесодержащих фракций и породы угольного шлама из рабочей поверхности деки.

В описанных выше способе гравитационного обогащения угольных шламов и концентрационном столе для реализации способа, которые выбраны в качестве прототипов, имеет место фактор, ограничивающий эффективность обогащения пульпы угольного шлама. Объясняется это следующим.

Характер движения пульпы угольного шлама совместно с промывочной водой по рабочей поверхности деки концентрационного стола показан на фиг 1.

В результате завихрений потока в межрифлевой зоне деки концентрационного стола в областях, примыкающим к рифлям, образуются застойные циркуляционные зоны (вихри) трубчатой формы, внутри которых частицы с наибольшей плотностью (порода) могут захватить и удерживать легкие тонкие частицы угля. Причиной этого является поле скоростей вихря в поперечном сечении, благоприятное для указанного явления. Циркуляционные вихри особенно развиты в областях, примыкающим к ниже расположенной рифле. Указанное явление приводит к снижению степени извлечения углесодержащих фракций из пульпы угольного шлама, снижению выхода угольного концентрата, снижению зольности отходов, то есть к снижению эффективности переработки угольного шлама.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационного стола как средства реализации способа, в которых за счет технологических и конструктивных особенностей обеспечивается увеличение степени извлечения углесодержащих фракций из пульпы угольного шлама, повышения выхода угольного концентрата и эффективности переработки угольного шлама.

Поставленная задача решается тем, что в способе гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей, включающем подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из концентрационного стола, в соответствии с изобретением, разделение углесодержащих фракций и породы угольного шлама выполняют с подачей на рабочую поверхность деки концентрационного стола дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды.

Указанные признаки являются существенными признаками заявляемого способа гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей.

Поставленная задача решается также тем, что в концентрационном столе, как в средстве реализации способа, включающем раму, деку с рифлями на ее рабочей поверхности, упругие опоры, с помощью которых дека установлена на раме, вибропривод, соединенный с декой, механизмы регулирования поперечного и продольного углов наклона деки, установленные на упругих опорах, средства подачи пульпы и промывочной воды на рабочую поверхность деки, средства раздельной разгрузки углесодержащих фракций и породы угольного шлама из рабочей поверхности деки, в соответствии с изобретением, в деке параллельно рифлям деки выполнены каналы подвода дополнительной промывочной воды, которые через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, соединены с рабочей поверхностью деки.

Указанные признаки являются существенными признаками заявляемого концентрационного стола как средства реализации способа обогащения угольных шламов илонакопителей.

Целесообразно отверстия подвода дополнительной промывочной воды выполнить в области межрифлевой зоны, примыкающей к ниже расположенной рифле, а каналы подвода дополнительной промывочной воды расположить на деке через 2-5 рифли деки.

Существенные признаки изобретения находятся в причинно-следственной связи с достигаемым результатом.

Так, отличительные признаки заявляемого способа гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей (разделение углесодержащих фракций и породы угольного шлама выполняют с подачей на рабочую поверхность деки концентрационного стола дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды), в совокупности с существенными признаками, общими с прототипом, обеспечивают увеличение степени извлечения углеродсодержащих фракций из пульпы угольного шлама, повышения выхода угольного концентрата и эффективности переработки угольного шлама.

Отличительные признаки концентрационного стола, как средства реализации способа гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей (в деке параллельно рифлям деки выполнены каналы подвода дополнительной промывочной воды, которые через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, соединены с рабочей поверхностью деки) в совокупности с существенными признаками, общими с прототипом, обеспечивают увеличение степени извлечения углесодержащих фракций из пульпы угольного шлама, повышения выхода угольного концентрата и эффективности переработки угольного шлама.

Это объясняется следующим. Подача дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке концентрационного стола между рифлями деки, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды изменяет картину движения пульпы угольного шлама совместно с промывочной водой по рабочей поверхности деки концентрационного стола. На фиг.2 показан характер движения пульпы при подаче дополнительной промывочной воды указанным способом.

Подача дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке концентрационного стола между рифлями деки при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды позволяет ликвидировать застойные области в межрифлевых зонах, особенно в областях, примыкающим к ниже расположенной рифле, обеспечивает интенсивное расслоение твердой фазы пульпы по плотности и крупности, вынесение легких и тонких частиц углесодержащих фракций в верхние слои потока, их смыв промывочной водой и тем самым увеличить степень извлечения углесодержащих фракций, повысить выход угольного концентрата и эффективность переработки угольного шлама.

После того как тонкие и легкие частицы углесодержащих фракций будут вынесены в верхние слои потока пульпы и смыты промывочной водой в следующую межрифлевую зону, вероятность их попадания в циркуляционный вихрь внутри межрифлевой зоны без подачи дополнительной промывочной воды резко снижается. Поэтому дополнительная промывочная вода подается в межрифлевые зоны с шагом от 2 до 5 рифлей. Дополнительная промывочная вода подается в несколько межрифлевых зон для полного удаления тонких и легких частиц из циркуляционных вихрей и снижения потерь углесодержащих фракций с отходами. Шаг подачи дополнительной промывочной воды зависит от многих факторов, основными из которых являются гранулометрический и фракционный составы твердой фазы исходного шлама. Шаг подачи дополнительной промывочной воды (от 2 до 5 рифлей) определен экспериментально и является оптимальным для эффективного разделения фракций угольного шлама.

Расход дополнительной промывочной воды также зависит от многих факторов, основным из которых является гранулометрический состав угольного шлама. Расход дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% определен экспериментально и является оптимальным для эффективного разделения фракций угольного шлама.

Способ гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол, как средство реализации отмеченного способа, которые заявляются, отвечают требованиям единства изобретения, так как один из них (концентрационный стол) предназначен для осуществления другого (способа гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей) и образуют единственный изобретательский замысел.

Ниже приводится описание способа гравитационного обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационного стола для реализации способа, а также примеры их практического использования со ссылками на чертежи, на которых показано:

Фиг.1 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, характер движения пульпы без подачи дополнительной промывочной воды.

Фиг.2 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, характер движения пульпы с подачей дополнительной промывочной воды.

Фиг.3 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, принципиальная схема способа.

Фиг.4 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, концентрационный стол.

Фиг.5 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, дека концентрационного стола.

Фиг.6 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, узел I на фиг.5.

Фиг.7 - Способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа, разрез А-А на фиг.6.

Заявляемый способ обогащения угольных шламов илонакопителей включает подачу на рабочую поверхность деки концентрационного стола предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и основной промывочной воды, а также подачу дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, которые выполнены в деке между ее рифлями, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из концентрационного стола. Принципиальная схема способа показана фиг.3.

Подготовку пульпы с заданными классом крупности и содержанием твердой фазы выполняют по известным технологиям с применением известного оборудования (вибрационные грохоты, гидроциклоны, смесители и другие).

Разделение на рабочей поверхности деки концентрационного стола углесодержащих фракций и породы угольного шлама по плотности и крупности осуществляется в слое пульпы, протекающем по плоской наклонной деке, которая осуществляет колебательное движение в горизонтальной плоскости. Под действием колебаний деки, турбулентных пульсаций (возбуждений) потока пульпы, а также струй на поверхности раздела пульпа - воздух, твердые частицы пульпы перемещаются по диагонали деки. При этом в нижних слоях потока располагаются самые тонкие зерна большой плотности, над ними - крупнее той же плотности в смеси с мелкими зернами меньшей плотности, еще выше - крупные и мелкие зерна малой плотности. Подача дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке концентрационного стола между рифлями деки, при указанном расходе позволяет ликвидировать застойные области в межрифлевых зонах. При сходе обогащенного материала из стола в первых зонах разгружаются тонкие и наиболее легкие зерна (углесодержащие фракции), в последующих зонах разгружаются более плотные фракции (фракции породы). Таким образом обеспечивается раздельная разгрузка углесодержащих фракций (угольный концентрат) и фракций породы (отходы).

Полученный угольный концентрат, как правило, подвергают последующей обработке для обеспечения заданных потребительских характеристик конечному продукту путем обезвоживания угольного концентрата с возможными вариантами его гранулирования или брикетирования по известным технологиям.

Концентрационный стол для реализации описанного способа (фиг.4, 5, 6, 7) включает раму 1, на которой упруго (с использованием резиновых амортизаторов) установлены две деки 2 (верхняя и нижняя), которые соединены с виброприводом 3. На рабочих (верхних) поверхностях дек 2 выполнены рифли 4 с образованием межрифлевых зон 5. Деки 2 установлены на раме на трех опорах 6 (одна передняя опора 6 со стороны вибропривода 3 и две задних опоры 6 с противоположной стороны). Опоры 6 оснащены винтовыми механизмами 7 регулирования продольного и поперечного угла наклона дек 2. В верхней части дек 2 установлены средства подачи на рабочие поверхности дек пульпы обогащаемого материала в виде приемных лотков 8 и промывной воды в виде лотков 9. В нижней части дек 2 закреплены средства раздельной разгрузки из рабочих поверхностей дек 2 концентрационного стола углесодержащих фракций (угольного концентрата) в виде лотков 10 и породы в виде лотков 11. Лотки 10, 11 разгрузки угольного концентрата и породы выполнены со сливными трубами 12. В деках 2 параллельно рифлям 4 дек 2 выполнены каналы 13 подвода дополнительной промывочной воды, которые через отверстия 14, выполненные в деках 2 между рифлями 4, соединены с рабочими поверхностями дек 2. Отверстия 14 подвода дополнительной промывочной воды выполнены в области межрифлевой зоны 5, которая примыкает к ниже расположенной рифле 4. Каналы 13 подвода дополнительной промывочной воды расположены на деке с шагом через 2-5 рифли 4 деки 2.

Перед началом работы устанавливают заданные углы продольного и поперечного наклона дек 2 с помощью винтовых механизмов 7, установленных на опорах 6 дек 2. Упруго закрепленные деки 2 приводятся виброприводом 3 в колебательное движение с заданной частотой, амплитудой и другими параметрами колебательного движения. На рабочую поверхность дек 2 подают предварительно подготовленную пульпу угольного шлама с заданным содержанием твердой фазы и классом ее крупности и промывочную воду. Расходы промывочной воды определяются, в первую очередь, характеристиками пульпы угольного шлама. На деках 2 концентрационного стола происходит транспортирование твердых частиц пульпы в продольном и поперечном направлениях в соответствии с их плотностью и крупностью под действием колебаний деки 2, турбулентных пульсаций (возбуждений) потока пульпы, а также струй на поверхности раздела пульпа - воздух. В результате твердые частицы пульпы перемещаются по диагонали деки 2. Распределение частиц по высоте потока и по рабочей поверхности деки 2 определяется их крупностью, плотностью и формой в результате совместимого действия указанных сил. При этом в нижних слоях потока пульпы располагаются самые тонкие зерна большой плотности, над ними - крупнее той же плотности в смеси с мелкими зернами меньшей плотности, еще выше - крупные и мелкие зерна малой плотности. Промывочная вода сносит эти зерна из дек 2 стола в разгрузочный желоб. При этом в первые разгрузочные желоба поступают наиболее тонкие и наиболее легкие зерна угольного шлама (углесодержащие фракции), а в последующие разгрузочные желоба поступают фракции высокой плотности (фракции породы). Таким образом обеспечивается возможность раздельной разгрузки углесодержащих фракций и породы угольного шлама из дек 2 концентрационного стола.

Ниже в табличной форме приводятся примеры практической реализации заявляемых способа и концентрационного стола для реализации способа.

Таблица
Наименование параметров Пример 1 Пример 2 Пример 3
Параметры исходной пульпы Содержание твердой фазы в пульпе, г/л пульпы 250 230 270
Класс крупности твердой фазы в пульпе, мм 0,1-3,0 0,1-3,0 0,1-3,0
Зольность шлама в пульпе, % 48,0 50,5 46,4
Параметры процесса обогащения пульпы Расход дополнительной промывочной воды, % от расхода основной промывочной воды 15,0 15,0 20,0
Параметры угольного концентрата Содержание твердой фазы в угольном концентрате, г/л 230 230 220
Класс крупности твердой фазы в угольном концентрате, мм 0,1-3,0 0,1-3,0 0,1-3,0
Зольность угольного концентрата, % 20,8 20,3 12,9
Зольность отходов, % 81,5 82,3 84,2
Степень извлечения углесодержащих фракций, % 64,5 65,6 73,3

Из таблицы видно, что предложенный способ обогащения угольных шламов илонакопителей и концентрационный стол для реализации способа обеспечивают увеличения степени извлечения углесодержащих фракций из угольных шламов (степень извлечения углесодержащих фракций по прототипу составляет 50,2-58,7%), и, следовательно, повышение эффективности переработки угольных шламов.

1. Способ обогащения угольных шламов илонакопителей, включающий подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из деки концентрационного стола, отличающийся тем, что разделение углесодержащих фракций и породы угольного шлама выполняют с подачей на рабочую поверхность деки концентрационного стола дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20% от расхода основной промывочной воды.

2. Концентрационный стол, включающий раму, деку с рифлями на ее рабочей поверхности, упругие опоры, с помощью которых дека установлена на раме, вибропривод, соединенный с декой, механизмы регулирования поперечного и продольного углов наклона деки, установленные на упругих опорах, средства подачи пульпы и промывочной воды на рабочую поверхность деки, средства раздельной разгрузки углеродсодержащих фракций и породы угольного шлама из рабочей поверхности деки, отличающийся тем, что в деке параллельно рифлям деки выполнены каналы подвода дополнительной промывочной воды, которые через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, соединены с рабочей поверхностью деки.

3. Концентрационный стол по п.2, отличающийся тем, что отверстия подвода дополнительной промывочной воды выполнены в области межрифлевой зоны, примыкающей к ниже расположенной рифле.

4. Концентрационный стол по п.2, отличающийся тем, что каналы подвода дополнительной промывочной воды расположены на деке с шагом через 2-5 рифли деки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче ценного компонента благородных и редких металлов из береговых пляжных отложений. .

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при промывке золото- и платиносодержащих песков. .

Изобретение относится к области разделения твердых материалов с помощью жидкостей и может быть использовано при обогащении минерального сырья, при геологических и технологических исследованиях.

Изобретение относится к горной промышленности, к обогащению песков россыпных месторождений и может быть использовано при разработке золотосодержащих песков. .

Изобретение относится к области гравитационного обогащения полезных ископаемых, в частности к устройствам для разделения материалов в воде по плотности, и может применяться для разделения труднообогатительных руд, содержащих пылевидные и пластинчатые металлы и минералы.

Изобретение относится к конструкции шлюзов для добычи тонкодисперсных тяжелых минералов типа золота, ртути и т.п. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для добычи золота и других самородных металлов из россыпных месторождений методом промывки. .

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гравитационного обогащения, и может быть использовано для извлечения полезного компонента из различных зернистых материалов.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в черной металлургии на обогатительных фабриках, перерабатывающих магнетитовые руды.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гравитационного обогащения, и может быть использовано для извлечения полезного компонента из различных зернистых материалов.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения преимущественно мелких минеральных частиц, различающихся по плотности.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения преимущественно мелких минеральных частиц, различающихся по плотности.

Изобретение относится к горно-перерабатывающей отрасли, а именно к обогатительным процессам, и может быть использовано для получения концентрата при переработке металлоносных песков.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к аппаратам для гравитационного обогащения, и может быть использовано для извлечения полезного компонента из различных зернистых материалов с одновременным разделением материала по крупности частиц.

Изобретение относится к отрасли горной промышленности и может быть использовано для извлечения ценных компонентов по плотности, например для извлечения благородных металлов, а также минералов редких металлов и олова.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности предназначено для извлечения благородных металлов, а также минералов тантала, ниобия, вольфрама, олова и др.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для гравитационного разделения в потоке пульпы мелкозернистых и шламовых руд. .

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых из руд и россыпей гравитационным способом в тонкослойных потоках на аппаратах, сочетающих принципы обогащения на концентрационных столах обычного типа и вращающихся.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых из руд и россыпей гравитационным способом динамического типа в тонкослойных потоках на аппаратах, сочетающих принципы обогащения на концентрационных столах обычного типа и вращающихся с активизацией процесса обезвреживания промпродукта.

Изобретение относится к области классификации и обогащения полезных ископаемых и используется при разработке россыпей золота. Наклонный шлюз содержит загрузочный и разгрузочный узлы. Корпус днища выполнен из двух плоскостей под углом друг другу в виде желоба, с сужением со стороны подачи материала к разгрузке. Снабжен рифлями прямоугольного сечения. Рифли уложены симметрично друг другу на двух плоскостях под углом. Снабжен отсекателем, установленным над рифлями на расстоянии 4-8 мм и выполненным из пластин, расположенных на равном расстоянии друг от друга под углом 40-50° к оси шлюза и наклоненных под углом 60-80° в сторону разгрузочного узла, таким образом, чтобы линия внутренней границы пластин сужалась от загрузочного узла к разгрузочному, а конец пластин упирается в боковую кромку борта. Верхняя кромка пластин находится выше бокового борта. Технический результат - повышение эффективности разделения материала, повышение извлечения тяжелых фракций. 4 ил.

Изобретение относится к технологии утилизации отходов переработки полезных ископаемых, в частности утилизации угольных шламов илонакопителей, которые образуются на обогатительных фабриках угольной и коксохимической промышленности. Способ обогащения угольных шламов илонакопителей включает подачу предварительно подготовленной пульпы угольного шлама и промывочной воды на рабочую поверхность деки концентрационного стола, разделение на рабочей поверхности деки углесодержащих фракций и породы угольного шлама с последующей раздельной разгрузкой углесодержащих фракций и породы из деки концентрационного стола. Разделение углесодержащих фракций и породы угольного шлама выполняют с подачей на рабочую поверхность деки концентрационного стола дополнительной промывочной воды непрерывными струями через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, при расходе дополнительной промывочной воды в пределах 5-20 от расхода основной промывочной воды. Способ обогащения осуществляют на концентрационном столе, включающем раму, деку с рифлями на ее рабочей поверхности, упругие опоры, с помощью которых дека установлена на раме, вибропривод, соединенный с декой, механизмы регулирования поперечного и продольного углов наклона деки, установленные на упругих опорах, средства подачи пульпы и промывочной воды на рабочую поверхность деки, средства раздельной разгрузки углеродсодержащих фракций и породы угольного шлама из рабочей поверхности деки. В деке параллельно рифлям деки выполнены каналы подвода дополнительной промывочной воды, которые через отверстия, выполненные в деке между ее рифлями, соединены с рабочей поверхностью деки. Технический результат - увеличение степени извлечения углесодержащих фракций из угольного шлама, повышение выхода угольного концентрата и эффективности обогащения угольных шламов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Наверх