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

)5 В 01 О 37 Е ИЗОБРЕТИДЕТЕЛЬСТВУ И И К АВТОРСКОМ 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 - 1500 и при весовом соотношении 1;1 - 40. Противотоком движению шламового продукта 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. С. Ш аститко, в, Н,И,Фомин М 140 (54) С ВАНИ состоящеи изнов, разгрузкищенных глипоследующимсуспензии натре через филлавсановой фиПримененет получить осне обеспечивность процесс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии(56) Аленгоз С.И. и др. Исследование фильт.рации хвостов флотации и глинисто-солевыхсуспензий. Сб, Флотация растворимых солей. Минск: Наука и техника, 1971, с.1 Б 2166,Доложицкий И.Я, Экспериментальныеисследования совместного фильтрованиясуспензий с крупно- и мелкодисперснойтвердой фазой. Сб. Технология, гидромеханические и массообменные процессы приобогащении калийных руд, Л.; Тр, ВНИИГ,1979, с,112 - 117,Авторское свидетельство СССР7514, кл. В 01 О ЗЗ/06, 1986,ПОСОБ СОВМЕСТНОГО ФИЛЬТРОЯ 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,песков хвостовых гидроциклохвостовых сгустителей и сгунисто-солевых шламов, сфильтрованием полученной вакуумном барабанном филььтровальную перегородку из льтроткани.ие этого способа не позволяадок с низкой влажностью и ает высокую производитель- а, Поскольку тойкодисперс 1736567ный шламовый продукт, равномерно рас- песковых продуктов обогащения фракций+ пределенныйвсуспензии.закупориваетпо,045 мм с влажностью 5-150, 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,ке 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 направлениюНаиболее близким к предлагаемому по движения фильтровальной перегородки, технической сущности является способ со Кроме того, в зону подачи шламового провместногофильтрования песковойишламо- дукта на фильтроеальную перегородку подвой частей продуктов обогащения, ают воздух в направлении движения заключающийся е подаче шламоеых про- фильтровальной перегородки.дуктоенафильтровальнуюнежесткуюпере- Поставленная цель достигается также городку и последующем фильтровании их за 15 тем, что в.устройстве для совместного филь- счет создания разности давлений по обеим трования песковых и шламовых продуктов сторонам фильтровальной перегородки. Не- обогащения, содержащем установленный е жесткая перегородка состоит из соприкаса- коробе барабан и патрубок для подачи исющихся жестко не связанных твердых ходного питания, патрубокдля подачишлачастиц пескоеых 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 фильтровальнойНедостатком известного способа явля- перегородки распределительным желобом, ется низкая эффективность процесса филь причем в части короба е зоне подачи шлама трования из-за высокой влажности образован пневмозатвор, а также тем, что получаемого осадка. Это связано стем, что распределительный желоб для подачи шлапри фильтровании тонкодисперсной шла- мового продукта установлен с возможномовойсуспензиичерезнанесенныйнагори- стью регулировки его положения в зонтальную опорную перегородку слой 30 горизонтальнойивертикальнойплоскостии осадка песковой части осуществляется пе- в зоне стекания шламоеого 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 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 представлен в основном частицами с размебильное 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 сгущенияИзвестен 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 щламовых продук- пенные продукты флотации шлемов, фильттов обогащения на наклонную нежесткую раты, сливы классификаторов.фильтроеальную перегородку, Фракция +0,045 мм с .влажностью 5 Целью изобретения является повыше получают следующим образом.ние качества осадка, 55 В реально существующем технологичеПоставленная цель достигается тем, что ском процессе перед фильтрованием проеспособесовместногофильтроеанияпеско- дукты обогащения подвергают вых и шламоеых продуктов обогащения, прм классификации, например к гидроциклонах, котором на непрерывно движущейся филь- слив которых сгущают, затем пески гидротроеальной перегородке получат осадок из циклона совместно с песками сгустителя1736567 6 подают в ванну фильтра. В начале процесса ность задерживать твердую фазу фильтруефильтрования на фильтровальной перегородке барабанного фильтра образуется слой осадка песковых продуктов, который в мой суспензии, т.е, шламовые частицы, наувеличивая при.зтом мутность фильтрата,Подача шламового продукта на фильтмм с влажностью. 5 - 15% осадок подают ее нормальную текучесть, низкую забиваемость нежесткой фильтоовальной перегошламовый продукт, после чего идет процесс совместного фильтрования, и суммарный 10 родки. Подача направленного потока воздуха взону распределения шламового продукта кек удаля ют. Суспензию шламовоого продукта при обеспечивает удержание шламовых частиц весовом соотношении жидкой и твердой фаэ.(Ж Т) 1-.40 получают в результате обес-.шламливания руды флотационным или гид на поверхности фил ьтровальной перегород-. ки и одновременно способствует просушке ромеханическим методами (2 - 4). В флотацианном, методе обеешламливания общего осадка. Использование устройства, снабженного патрубком для подачи шламового продукшламовый продукт получают в виде пены в та верхней части короба с расположенным флотомашинах МПМ-ЗО,МПСГ, колонных и ри ЖЛ, равном 5 - 15, В процессе гидромеханического .обесшламливания, например, в гидросепараторах шламовым продуктом поотив выходного. отверстия патрубка вдоль горизонтальной плоскости раСпредЕлительным желобом, установленным с возможноявляется слив гидросепаратора .при Ж;Т, равном 10 - 100, В процессе сгущения таких стью регулировки его полокения по высоте относительно фильтровальной перегородки и в горизонтальной плоскости, обеспечивает подачу шламового продукта равномеопродуктов в сгуститЕлях получают шламавый продукт при Ж:Т, равном 1;1 - 40, т.е. ным слоем на наклонную фильтровальную такой продукт является одним из продуктов переработки руд флотационным методом. Подача шламового продукта на наклонперегородку в направлении, противоположном ее движению, содновременным рыхлеЗО ную под острым углом к горизонтальной нием верхнего слоя шламового осадка плоскости поверхность нежесткой фильтро- предотвращающим его заболачивание и вальной перегородки (осадок из песковыхполное закупоривание пор. Одновременно продуктов) обеспечивает достаточную для сформированные в пневмозатворе потоки достижения поставленной цели скорость воздуха, направленные навстречу движепротивотока фильтруемых шламовых частиц относительно движущихся им навстрению шламового продукта по наклонной плоскости фильтровальной перегородки,чу, составляющих фильтровал ьную удерживают этот продукт от провала в переперегородку песковых (крупнозернистых) .ливное устройство и предохраняют от разчастиц. Движение фильтровальной нежест- рушения верхнйй слой осадка, а также кой перегородки и шламовых продуктов в 40. способствуютэффективномуперераспредепротивоположных направлениях и при их, лению шламовых частиц в его порах, непосредственном контакте обеспечивает На фиг,1 представлено устройство для рыхление верхнего слоя шламового осадка, . совместного фильтрования песковых и шлапредотвращает заболачивание и полное за-. мовых продуктов обогащения, общий вид; купоривание пор, что способствует эффек на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1: на фиг,З - вид тивному перераспределению шламовых А на фиг,1.частиц в порах, а.также сохраняет высокуюУстройство содержит короб 1 и установпроницаемость общего осадка по отноше- ленный в коробе 1 вакуумный барабан 2. В нию кжидкости испособствуеттакимобра-нлжней части короба 1 расположен патрузом снижению влажности общегоосадка,: 50 бок 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 - 15, создает пористость фильтрр Между фланцами 6 и 7 установлена утолвальной нежесткой: перегородки,. щенная мягкая прокладки 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 лительныйжелоб 9 для распределения шладостижения поставленнол цели способ- мового продукта по поверхности слоя точке подачи шламового продукта имеет 5 рование при соотношении жидкой и твервлажность 5 - 15 О. Именно на образован-: дой фаэ 1;1-40 обеспечивает оптимальчую ный из песковых продуктов фракции 0,045 плотность суспензии шламового продукта, 17365677осадка. По длине желоба.9 закреплены бол-, содержащуюся впорах. Затем в зоне отдувты 10, соединенные с коробом 1; Мягкая ки осадков удаляется с фильтра при помощи прокладка 8, установленная между фланца- сжатого воздуха. В зоне регенерации поры ми 5 и 7, обеспечивает возможностьизме- ткани очищаются от частиц твердого. На нения положения распределительного 5 этом цикл фильтрования заканчивается.желоба 9 относительно горизонтальнойСогласно изобретению распредели-плоскости фильтровальной перегородки, не тельный желоб 9 установлен с возможно- нарушая герметичность фланцевого соеди- стью изменения его положения нения,.а болты 10 предназначены для регу- относительно фильтровальной перегородки лировки и фиксации распределительного 10 в вертикальной и горизонтальной плоско- желоба 9 в положении, обеспечивающем стях. Для этого служат регулировочные болравномерное распределение шламового ты 10, соединяющие фланцы 5 и 7 и продукта по поверхности слоя осадка, Ниже прокладку 8. Распределительный желоб усосевой горизонтальной линии барабана 2 танавливается в определенное положение в выполнено окно 11, к нижнему борту кото зависимости от толщины осадка. обеспечирого наклонно вверх и в сторону барабана 1вающее равномерное распределение шлаприкреплен отражатель,12. С наружной сто- мового продукта по поверхности роны короба 1 под окном 11 установлен фильтровальной некесткой перегородки желоб 13 с патрубком 14. Отражатель 12 Предлагаемый способбыл реализован в предназначен для отвлечения нераспреде опытных условиях в процессе обезвоживалившихся в слое осадка шламовых частиц от ния отвальных продуктов обогащения капровала в исходное питание, подачу их че- лийсодержащих руд на барабанном. рез окно 11 в желоб,13 и направления по . вакуум-Фильтре, В ванну фильтра подают патрубку 14 на повторное фильтрование. пековые(отвальные хвосты или концентрат)Устройство работает следующим обра продукты класса +0,045 мм. При наличииработающей мешалки в ванне фильтра наВакуумныйбарабан, погруженный вис- блюдается расслоение суспензии по крупходное питание (песковые продукты), посту- ности, В верхних слоях суспензии в ванне пающее в нижнюю часть короба 1 через .находится до 100 крупных частиц, в средпатрубок 3, вращается. Под действием раз них до 40 и в нвжчих до 6070, Поэтому на .ности давлений по обе стороны фильтро- тканевой фильтровальной поверхности в вальной перегородки на ткани образуетсяпервую очередь образуется слой осадка, сослой осадка, а жидкость проникает через стоящий из тонких солевых частиц. затем поры осадка иудаляется всборникфильтра- высота слоя увеличивается за счет более та. Через патрубок 6 в распределительнь 1 й 35 крупных частиц из среднего и нижнего сложелоб 9 поступает продукт и равномерным ев, При выходе образованного слоя осадка потоком в направлении. противоположном, из ванны на его поверхности образуется движению барабана, переливается на по- слойосадкаизсамыхтонкихчастиц. Осадок верхность предварительно образованного такой структуры обезвоживают при помощи слоя осадка в зоне, где фильтровальная пе разности давлений по обеим сторонам двирегородка наклонена к горизонтальной пло- жущейся фильтровальной перегородкиВ .скости, Поступающий через переливное верхней части барабана на участке, распоокно 11 навстречу шламовому продукту по- ложенном наклонно к горизонтальной плоток воздуха удерживает шламовые частицы скости. на слой осадка наносят шламовый от провала в исходное питание, Переливной 45 продукт в виде суспензии, При этом шламо-.желоб 13 и отражатель 12 позволяют в слу- вая суспензия под действием. силы тяжести чае провала шламового продукта в исходное продвигается по наклонной плоскости слоя питание удалить избыточный поток шламов осадка в противотоке его движения и предиз зоны фильтрования. Шламовый продукт отвращает закупоривание входа в порыпод действием силы тяжести равномерно 50 фильтрующего слоя, Шламовые частицы перастекается по поверхности нежесткой рераспределяются в слое осадка, образофильтровальной перЕгородки и перерасп- ванного из песковой части продукта ределителя в ее порах, За счет разности обогащения, а жидкость; преодолевая содавлений по обеим сторонам фильтроваль- противление вновь образованного суммарной перегородки жидкая фаза суспензии 55 ного осадка,. удаляются в фильтрат, проходитчерез поры перегородки и попада- Структура суммарного осадка более тонковт во внутреннюю полость барабана, откуда дисперсна, чем структура песковой части отводится, Далее в зоне просушки под дей- . осадка и фильтровальной перегородки в наствием вакуума через общий осадок проса- чальной стадии фильтрования, Поэтому сывается воздух. вытесняя влагу, фильтровальная перегородка, через которую 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 через зону просушки и его удаляют из процесса при помощи отдувки сжатъм воздухом, а фильтроеальную ткань регенерируют и подают е ванну с суспензией для осуществления следующего цикла. 15В таблицу сведены результаты испытаний способа и устройства для совместного фильтрования песковых и шламовых про дуктов обогащения калийных руд, Во всехпримерах постоянными параметрами были 20 время фильтрования, а также соотношение хвостов и шламов. В примерах 2-18 и прототипе (пример 1) постоянной была крупность нежесткойфильтровальной перегородки из пескоеых продуктов (хвосты 25 фракции -0,8+0,045 мм); в примере 19 крупность хвостов составила -0.840 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 - 11,20;, По прототипу (пример 1). влажность суммарного осадка составила 17,100, и ри этом пример 1 выполнен аналогично примеру 2, но при 35 подаче шламового продукта на горизонтальную фильтровальную перегородку,Отклонение от заявляемых предельныхзначений крупности осадка песковых продуктов, в данных примерах хвостов (пример . 40 19), а также влажности пескоеых продуктов и соотношения жиДкОЙ и тверДОЙ фаз (Ж/Т) шламового продукта в примерах 9-18 приводит к увеличению влажности суммарного продукта до 14,9-25,100 и таким образом к 45 снижению эффективности процесса фильтрования, Основным критерием оценки эффективности способа является влажность суммарного осадка не более 1200, так как с увеличением влажности возрастают потери 50 ф полезного компонента с жидкой фазой, а.также 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 шлемов) 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 йродукта 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 отходое затопят огромные территории. Кроме того, сброс жидких шламовых отходов влечет за собой высокие потери полезного компонента с жидкой фазой.Формула изобретения1, Способ овместного фильтрования песковых и шламовых продуктов обогащения.включающий получение на непрерывно-движущейся фильтровальной перегородкеосадка из песковых продуктов обогащения и последующую подачу на него шламового продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества осадка, осадок получают из песковых продуктов фракции +0,045 мм с влажностью 5 - 15 Д, 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 е коробе барабанный вакуум- фильтр, отличающееся тем,что,сцелью повышения качества осадка, он снабжен патрубком для подачи шламового.продукта,расположенным в верхней части короба, и: 4. Устройство по п.З, о т л и ч а ю щ е еприсоединенным 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 совместногофильтрования песковых и шламовых продуктовобогащения калийных руд1736567 Вил А Составитель Т.ШастиТехред М.Моргентал ектор А.бсаулен Н.Горва Заказ 1848 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ СССР одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101