Вилучення металів із металургійних шлаків за допомогою пневматичної відсаджувальної машини ВАТАС® -
Ханс-Дітер Васмут, д-р, інж.; Дітер Зіая, дипл. інж., KHD Humboldt Wedag GmbH (Кельн, Німеччина) А.Н. Архіпов, к.т.н.; А.І.Макєєв, дипл. інж., Московське представництво KHD Humboldt Wedag GmbH
Принцип використання пульсуючого повітря на відсаджувальних машинах ВАТАС®, що добре зарекомендував себе при збагаченні вугілля та руд, може також застосовуватися для вилучення металів із шлаків та виділення в товарний концентрат.
Конструктивні особливості відсаджувальної машини ВАТАС®
Поздовжній розріз з основними розмірами відсаджувальної машини ВАТАС показано на рис. 1. Застосовуючи систему повітряних клапанів, стиснене повітря порційно (дискретно) подається в повітряні камери, а вода, що витісняється з повітряних камер циклічно, отримує пульсуючий рух. У конструкції відсаджувальної машини ВАТАС для збагачення руд і мінералів використовуються пластинчасті клапани, що викликають різкі відсікання руху на вході і виході повітря.
Клапани для входу та виходу повітря можуть регулюватися за частотою та довжиною ходу. Здатність змінювати циклічну характеристику дає можливість розпушувати шар вихідного матеріалу для досягнення ефективного розшарування по щільності і розміру зерен. Пневматичні клапани керуються електронним пристроєм, зазвичай розташованим на пульті керування установкою.
Відсадна машина включає дві відсаджувальні камери з гідравлічно керованими стовпами розвантажувальних для концентрату і одну кінцеву відсаджувальну камеру - для проміжного продукту збагачення з окремим стовбуром розвантажувального.
Відсадкові камери оснащені ситами з перфорацією 20 мм2 і 40% живого перерізу. Відсадна машина має частоту 60 циклів/хв. притиск повітря відсадки 40 кПа, витраті стисненого повітря на відсадку
8000 мЗ/год та витраті підживлювальної води
Випробування проб на лабораторній відсадній машині ВАТАС®
Незважаючи на те, що останнім часом накопичено певний досвід випробувань представницьких проб руди, все
А тестові випробування необхідно проводити на спеціально розробленій лабораторній відсадній машині ВАТАС®. Тестові випробування дозволяють визначити результати поділу та встановити параметри промислової відсаджувальної машини ВАТАС®: розміри пластин сита, число відсаджувальних камер, частоту та довжину пульсаційних циклів за одиницю часу.
Лабораторна відсадна машина ВАТАС® (рис. 2) складається з двох камер відсадження ефективної ширини 0.5 м і довжини 1.0 м кожна. Перша камера є розвантажувальною, вона має на виході розвантажувальний шибер з гідрокеруванням, в той час як друга камера є камерою з шаром, що підстилає для розділення руди. Сити обох камер можна легко замінювати в залежності від розміру вихідного матеріалу. Кількість підживлювальної води регулюється за допомогою витратомірів, а частота відсадження та діаграма пульсацій відсаджувальної машини задаються цифровими перемикачами роликового типу. Частота може змінюватися від 40 до 240 коливань за хвилину.
Випробування, які проводяться на лабораторній відсадній машині ВАТАС®, це нетривалі тести з порціями руди. При цьому відсадкова камера заповнюється заданою кількістю вихідного матеріалу, а машина після цього функціонує приблизно протягом 2 хвилин згідно з заданою частотою пульсації, довжиною ходу і кількістю підживлювальної води. Протягом цього періоду вихідний матеріал розшаровується за щільністю та його компонентами. Сформовані таким чином шари роздільно знімаються та вивчаються.
Технологічна схема для вилучення металів із ферохромових шлаків (рис. 3)
Ферохромовий шлак спочатку подрібнюється до меншої 20 мм. Тонка фракція менше 1 мм (
25% маси подібного матеріалу) збагачується на триступеневому спіральному класифікаторі (16) після відділення шламу в гідроциклонах (15).
Фракція крупністю від 20 до 1 мм обробляється у двох відсаджувальних машинах ВАТАС® (4 і 8), в які завантажується за допомогою дозуючих стрічкових живильників (2, 3 і 6, 7) через проміжні бункери. Перелив «верхнього продукту» відсаджувальної машини первинної обробки шириною 2.5м зневоднюється на горизонтальному вібраційному гуркоті (13) і направляється за допомогою стрічкових конвеєрів у секцію обробки суміші для подальшої обробки, і згодом використовується як дорожній будівельний матеріал. Первинний концентрат зневоднюється та розвантажується ковшовим елеватором (5) - і повторно обробляється у відсадній машині ВАТАС для вилучення металу (8).
Кінцевий очищений концентрат розвантажується ковшовим елеватором (9) і потім поділяється на гуркоті (10) на дві фракції: для утворення окремих відвалів -розміром від 20 до 12 мм і від 12 до 1 мм - для різних цілей рециркуляції, які вирушають у склади-накопичувачі чи надходять на реалізацію як кінцевий продукт. Середній продукт переливу відсаджувальної машини зневоднюється на вібраційному гуркоті (11) і направляється в конусну дробарку для четвертої стадії дроблення (12) з подальшим виділенням та рециркуляцією у вихідний продукт. Весь тонкий верхній продукт зернистістю менше 1 мм збирається в загальний згущувач (19), а вся вода переливу повертається на спіральну і відсадкову установки і через верхній напірний бак для технічної води (21).
Випробування, проведені з великимкількістю матеріалів на лабораторній відсадній машині ВАТАС® дозволили накопичити великий досвід, на основі використання якого створено комерційні промислові установки відсаджувальних машин ВАТАС® для переробки шлаків.
Відсаджувальні машини ВАТАС можуть виготовлятися майже будь-якого розміру. Найбільша машина, випущена на цей час, має ширину 7.0 м і довжину.
6.2 м, забезпечуючи площу збагачення 43.4 м2. Ця відсадна машина розвиває продуктивність 1000 т/год з переробки незбагаченого вугілля крупністю -100___+1 мм. Найбільша установка ВАТАС для залізних руд, що складається з двох машин з робочою шириною 4.5 м і робочою довжиною 4.4 м і 5.2 м, знаходиться на заводі фірми Golds-worthy в Австралії, а одна установка з робочою шириною 5.5 м і довжиною 3.9 м на заводі фірми Ferteco у Бразилії. На ряді збагачувальних фабрик Південної Африки та Туреччини для переробки ферохромових шлаків також використовуються відсаджувальні машини ВАТАС®.
Накопичений досвід будівництва та експлуатації збагачувальних фабрик, що використовують відсаджувальні машини ВАТАС®, свідчать, що вкладені інвестиції можуть окупитися залежно від вмісту металу у шлаку та кон'юнктури світових цін на метали протягом 20—28 місяців їх експлуатації.