Обезвоживание

Качество концентратов определяется содержанием в них не только ценного компонента или примесей, но и воды (влаги). После флотации концентрат имеет влажность в пределах 50-80%. Допустимое же содержание влаги определяется условиями складирования и транспортирования концентратов и регламентируется в пределах от 3,8 до 9% (в зависимости от наименования концентратов и времени года).

Для достижения регламентированной влажности концентраты обезвоживают.

Обезвоживанием называется процесс удаления воды (влаги) из продуктов обогащения.

Схема цепи аппаратов, обезвоживания продуктов обогащения Учалинской обогатительной фабрики приведена на рис. 13.

Процесс обезвоживания состоит из операций механического удаления воды из продуктов обогащения – сгущения, фильтрации и термической сушки.

4.5.1. Сгущение.

Сгущением называются операции обезвоживания мелкозернистых пульп и суспензий, основанные на расслоении их путем осаждения взвешенных в пульпах (суспензиях) твердых частиц под действием силы тяжести и отделения их в виде осадка – сгущенного продукта от жидкости - слива.

Сгущение – процесс повышения содержания твердого в пульпе путем осаждения твердых частиц.

На фабрике сгущение производится в отделении сгущения главного корпуса.

На сгущение поступают медный, цинковый, пиритный, грубый цинковый концентраты и хвосты медной флотации, а также медный и цинковый фильтрат и дренажные смывки флотационного отделения. Для сгущения установлено 10 сгустителей с периферическим приводом диаметром 50 м (8 шт.) и 30 м (2 шт.).

Питанием сгустителей являются концентраты флотационного отделения и продукты возврата ФСО.

Продукты возврата пиритного сгустителя подаются на насосы №№ 1 и 2 и перекачивается в р/к сгустителя № 6.

Имеется возможность:

– подключать сгуститель №8 под готовый цинковый концентрат;

– производить перекачку сгущенного продукта в режиме «сам на себя», минуя р/к отделения фильтрации, на всех сгустителях;

– производить перекачку сгущенного продукта со сгустителей № 1 на № 2 и наоборот, с № 3 на № 4 и наоборот, с № 5 на № 6 и наоборот, с № 7 на № 8 и наоборот, с № 9 на № 10 и наоборот, с № 3 на № 1, 2 и наоборот, с № 1, 2 на № 5, с № 9,10 на № 7,8;

– производить самотечную подачу пиритных продуктов возврата в сгуститель № 6;

– подключать сгустителя №№ 1,2,4 под медный концентрат;

– подключать сгуститель № 6 в роли № 4,5 для сгущения медных хвостов;

– в настоящее время сгуститель № 1 работает на дренажных смывках;

– сгуститель № 2 работает на медном фильтрате;

– сгуститель № 10 работает на цинковом фильтрате.

– подключать сгуститель № 6 для приема «кислой» воды со станции нейтрализации, при этом вода со слива сгустителя через фильтратный насос № 2 подается на флотацию, а через разгруз в отвал откачивается осадок.

– подавать с ФСО медный фильтрат на 3(4) сгустителя и цинковый фильтрат на 9 (8,10) сгустителя напрямую без предварительного сгущения в 1(2) и 10 сгустителях соответственно.

В таблице 4.15 приведены данные по сгущению концентратов.

Таблица 4.15.
Наименование продукта	Количество сгустителей	Тип сгусти-теля	Пло-щадь осажде-ния, м2	Удельные нагрузки	Процент твердого, %
В работе	в резерве	т/м3 час	т/м3 сутки	в питании	в разгрузе	в сливе
Смывки с дренажей			П–30		0,020	0,484	0 -20	25-45	Чистые
Медный фильтрат			П–30		0,020	0,484	0 - 5	20 – 40	Чистые
Медный концентрат			П–50		0,020	0,484	25-34	55-75	Чистые
Цинковый концентрат			П–50		0,015	0,357	10-25	55-75	Чистые
Цинковый фильтрат			П–50		0,015	0,357	0-5	20-40	Чистые
Пиритный концентрат		-	П–50		0,046	1,10	25-35	70-75	2-6
Грубый цинковый концентрат			П–50		0,031	0,734	28-34	71-75	Чистые
Хвосты медной флотации			П–50		0,038	0,917	25-30	42-55	Чистые

Процесс сгущения ведется по технологическому режиму в соответствии с таблицей 4.16.

Таблица 4.16.
Наименование продукта	Тип сгусти-теля	№ сгусти-теля	Количество сгустителей в	Допустимые параметры продуктов, % тв.	Оптимальные параметры продуктов, % тв.
в работе	в резерве	питание не <	разгруз	слив	питание не <	Разгруз	Слив
Смывки с дренажей	П–30	1(2)			0-20	20-45		5-10	30-35
Медный фильтрат	П–30				0-5	20-40		2-3	25-32
Медный концентрат	П–50	3(4)				55-75		20–25	65–70
Цинковый концентрат	П–50	9 (10,8)				55-75			65-70
Цинковый фильтрат	П–50				0-5	20-40		2-3	25-32
Пиритный концентрат	П–50	6 (5)	1–2	0-1		70-75	не > 2		73-74	не > 2
Грубый цинковый концентрат	П–50	7, 8(10)				71-76			74-75
Хвосты медной флотации	П-50	4,5(6)				45-55			47-50

Примечание: Во избежание потерь твердого в сливах сгустителей необходимо:

1. Подачу сгущенного материала производить в количестве, обеспечивающем предельно малый перелив пульподелителей.

2. Плотность возврата Ру концентрата из ФСО не должна превышать 30% твердого.

3. Своевременно очищать сливные пороги от посторонних предметов.

4. Для разрушения пены на сгустителях медного и цинкового концентратов подавать воду из специальных брызгал.

5. Подачу воды на сальники насосов на разгрузах сгустителей подавать в количествах, обеспечивающих снижение плотности сгущенного продукта не более чем на 3%

6. При прекращении фильтрации медного и цинкового концентратов более чем на два часа, разгруз сгустителей производить в режиме «сам на себя», минуя пульподелители ФСО, не допуская увеличения потерь материала со сливами сгустителей.

4.5.2. Фильтрация.

Фильтрованием называются операции обезвоживания мелкозернистых пульп и суспензий, основанные на принудительной, под давлением, фильтрации содержащейся в них воды через фильтрующую пористую перегородку (поверхность), непроницаемую для твердых частиц пульпы (суспензии). Твердые частицы, задержанные фильтрующей перегородкой, называются осадком, а вода, проходящая сквозь перегородку, - фильтратом. Фильтрование осуществляется на дисковых вакуум/фильтрах и пресс - фильтрах «Diemme». Рабочим элементом дисковых вакуум-фильтров является фильтрующая поверхность - перегородка. По обеим сторонам фильтрующей перегородки создается разность давлений для принудительной фильтрации воды за счет вакуума - разрежения воздуха - путем откачивания его из-под фильтрующей перегородки.

Фильтрование происходит следующим образом. Пульпа подается на фильтрующую поверхность фильтра. Под действием вакуума вода из пульпы фильтруется через осадок из твердых частиц и фильтрующую поверхность. После накопления достаточного слоя осадка подача пульпы на фильтрующую поверхность прекращается и осадок еще некоторое время просушивается струей воздуха, пропускаемой через него, а затем снимается с фильтрующейся поверхности.

Фильтрование в пресс - фильтрах происходит за счет избыточного давления, создаваемого сжатым воздухом. Исходную суспензию под давлением подают одновременно во все камеры. При заполнении камер происходит процесс фильтрования. Жидкая фаза, проходя через слой фильтроткани, удаляется по специальным каналам между ребрами пластин и отверстиями в плитах. Твердые частицы удерживаются в фильтроткани. Фильтрование продолжается до полного заполнения камер осадком, затем осуществляют отжатие кека и продувку осадка сжатым воздухом. По окончании фильтрования пластины раздвигаются, и готовый концентрат разгружается на ленточный конвейер. После окончания разгрузки и промывки пластин цикл фильтрования повторяют.

Фильтрация концентратов на обогатительной фабрике осуществляется на фильтровальном участке фильтровально - сушильного отделения.

Сгущенные концентраты из сгустителей корпуса обогащения насосными агрегатами типа Гр подаются раздельно на пульподелители медного, цинкового и пиритного концентрата, установленные перед вакуум-фильтрами. Фильтрация осуществляется на фильтрах типа ДУ-68-2,5-2 и ДШ-100-2,5 на 8 технологических потоках, из них: два для медного № 1 (№ 2), один - для цинкового № 6, пять - для пиритного (№№ 7–11) концентратов. Перелив ванн вакуум-фильтров возвращается системой насосных агрегатов №№ 104, 109-110, 107, 108, 111, 409, 410, 415, 416 в одноименные сгустители.

Также фильтрация осуществляется на пресс – фильтрах «Diemme» из них: три для медного № 1 (№№ 2, 5), и три для цинкового № 3 (№№ 4, 6) концентратов.

При пресс–фильтрации с пульподелителей медного и цинкового концентратов материал самотеком поступает в АЧ № 1, 2 (к/ч-40), откуда насосами Варман №№ 1, 2, 3, 78 для медного концентрата и №№ 4, 5, 6, 9, 10 для цинкового концентрата материал подается на пресс–фильтры «Diemme». Фильтрат отводится на чан выпуска пыли (отметка –3,6) по принадлежности и насосами № 690, № 691 возвращается в соответствующий сгуститель.

Во избежание снижения плотностей сгущенных продуктов в питании вакуум-фильтров необходимо, чтобы переливы с пульподелителей и ванн фильтров были минимальными, вплоть до исключения.

При прекращении фильтрации более чем на 2 часа, необходимо обеспечить перевод подачи сгущенного продукта, минуя ФСО.

Вакуум создается вакуум-насосами ВВН-50, ВВН-2-50. Имеются 2 обособленные вакуум-системы:

– первая для фильтрации медного и цинкового концентратов, включает в себя три вакуум-машины ВВН-50 и две машины ВВН-2-50;

– вторая - для фильтрации пиритного концентрата, включает в себя одну машину ВВН-2-50 и двенадцать машин ВВН-50.

Компрессия (отдувка) создается турбовоздуходувками типа ТВ-175-1,6 - 3 штуки.

Характеристика вакуумной и компрессионной системы приведена в таблице 4.17.

Таблице 4.17.
Наиме-нование концентрата	Общая фильтр. поверхн., м2	Вакуум – система	Система компрессии
Тип вакуумной машины	Кол-во	Производи-тельность, м3/мин	Удельный расход воздуха, м3/м2 в мин	Тип вакуумной машины	Кол-во	Производи-тельность, м3/мин
Ед.	Общая	Ед.	Общая
Медный		ВВН-50
Цинковый		ВВН-2-50
Итого						0,388
Пиритный		ВВН-2-50 ВВН-50
Итого						0,369
Всего						0,374	ТВ-175-1,6

Процесс фильтрации ведется по технологическому режиму в соответствии с таблицей 4.18. и 4.19.

Таблица 4.18.
Наименование фильтруемого материала	Номер технологического потока	Тип вакуум фильтра	Количество вакуум фильтров	Оптимальные параметры продуктов	Величина вакуума, кг/см2, не менее	Давление воздуха на отдувку, кг/см2
На 1 потоке	Всего	Питание	Фильтрат, % тв не >	Кек влажность, % не >
Медный концентрат		ДШ-100-2,5	-		65-70			0,6	0,2-0,5
ДУ-68-2,5
	ДШ-100-2,5
ДУ-68-2,5
Цинковый концентрат		ДШ-100-2,5			65-70			0,6	0,2-0,5
ДУ-68-2,5
Пиритный концентрат		ДУ-68-2,5			70-74			0,6	0,2-0,5
	ДУ-68-2,5
	ДУ-68-2,5
	ДУ-68-2,5

Примечание:

1. Средняя производительность вакуум-фильтра Cu концентрата до 9,4 т/час по массе высушенного концентрата; цинкового концентрата до 8,9 т/час; пиритного концентрата до 20 т/час.

2. Периодичность замены фильтр-рубашек из ткани арт. 56035 через 400-420 часов работы, из ткани ТСКФ – 1200-1500 час.

3. При прекращении фильтрации медного и цинкового концентратов более чем на 2 часа переводить подачу сгущенного продукта, минуя ФСО по схеме «сам на себя».

4. Плотность возврата пиритного концентрата из ФСО не более 25-30%тв.

5. Вакуум-фильтры ДШ-100 установлены на потоках №№ 2б, 6б, 8б.

6. Готовится проект на установку двух фильтр-прессов «Diemme» GHT 15000.P8 вместо одного сушильного барабана № 5.

Таблица 4.19.
Наименование фильтруемого материала	Номер технологического потока	Тип фильтр - пресса	Количество фильтр - прессов	Оптимальные параметры продуктов	Величина давления воздуха на сжатие, кг/см2, не менее	Давление воздуха на сушку, кг/см2
На 1 потоке	Всего	Питание	Фильтрат, % тв не >	Кек влажность, % не >
Медный концентрат	1,2	МЕ-1500 GHT			50-70 50-70
Цинковый концентрат	3,4	МЕ-1500 GHT			50-70 50-70		7-9 7-9

4.5.3. Сушка

Термической сушкой называются операции обезвоживания влажных продуктов обогащения, основанные на испарении содержащейся в них влаги при нагревании сушимого продукта. Материал нагревают горячими газами, полученными при сжигании топлива (мазута). При сушке продукты обогащения обезвоживаются за короткий промежуток времени до воздушно-сухого состояния. Процесс сушки зависит от влажности продукта, подвергаемого сушке, его гранулометрического состава, параметров теплоносителя.

Сушка концентратов производится на сушильном участке фильтровально-сушильного отделения.

Отфильтрованный материал в виде кека направляется конвейерами №№ 41, 42, 46-50 на сушку. Сушка проводится в 7 барабанных сушилках типа СБ-3,2´22, из которых 4 предназначены для пиритного концентрата, 2 - для медного и 1 - для цинкового концентратов. Каждая барабанная сушилка состоит из топки, загрузочной течки, барабана с питателем, разгрузочной камеры, системы воздуховодов и газоходов, электрофильтра и дымососной установки. На фабрике применяются два типа топочных устройств: газомазутный калорифер ГМК-15 и ТГМ-10.

Комплекс сушильного оборудования включает газомазутный калорифер, устройство для загрузки кека, выгрузки готового концентрата, электрофильтр ППГ 75х3, вентилятор ВДН-11,2 (воздух на горение), вентилятор ВВД-12,5 (воздух на смешение), дымосос ДН-19.

Для ведения технологического процесса сушки и контроля за параметрами процесса сушки сушильный агрегат оборудован контрольно–измерительными приборами, показания которых выведены на местный щит управления и в операторскую ФСО.

Подача природного газа в ФСО осуществляется через газорегуляторную установку (ГРУ), находящуюся в корпусе фильтрации концентратов, которая понижает давление газа от 4,2 кгс/см² до 0,4 кгс/см². Резервным топливом является мазут марки М-40 или М-100.

Разводка газа от ГРУ до газомазутных калориферов выполнена из стальных труб различного диаметра, запорной арматуры, клапанов и дроссельных заслонок.

Топка соединена с барабаном футерованным газоходом диаметром 1,8 м. и длиной около 2,5 м. Через вертикальную загрузочную течку отфильтрованный материал подается в барабан с помощью спирального загрузчика. Барабаны диаметром 3,2 м. и длиной 22 м установлены на катках под углом 3 градуса к горизонту, вращаются со скоростью 4-5 оборотов в минуту. Материал перемещается к разгрузочной течке и системой конвейеров подается на склады готовой продукции.

Отсос отработанных газов сушильных барабанов осуществляется дымососами ДН-19. Очистка газов от пыли осуществляется в электрофильтрах типа ПГП-75х3. Улавливаемая пыль гидротранспортом направляется в хвостовой лоток.

Во избежание потерь концентратов дренажные смывки из отделений сушки перекачиваются раздельно в сгустители отделения сгущения. Для транспортировки медного и цинкового концентратов в склад имеется по одному конвейерному тракту, для пиритного концентрата - 2. Процесс сушки медного, цинкового и пиритного концентратов ведется согласно технологическому режиму в соответствии с табл. 4.20.

Таблица 4.20
Наименование технологического потока	№№ нитки	Тип сушильного агрегата	Т, °С	Разреж., мм.вод.ст.	Р мазута кгс/см2	Т мазута не < °С	Влажность кека на входе в с/б не >, %	Влажность концентрата п/сушки не >, %
Вход в с/б	Выход из с/б	Вход в с/б	Выход из с/б
Зима	Лето
Сушка медного концентрата	1 (2)	ТГМ–10			1-5	10-20	6-10
Сушка цинкового концентрата		ТГМ–10			1-5	10-20	6-10			8 - 9	8 - 9
Сушка пиритного концентрата	8-10	ГМК15			1-5	10-20	6-10			4-4,5	5-8

Примечание:

1. Подача мазута автоматически отключается на ГМК-15 при температуре на входе в барабан - 970^оС. На выходе из барабана: ГМК-15 - 250^оС; ГМК-6М - 250^оС.

2. Летний период с 15 апреля до 1 октября.

3. Влажность концентратов уточняется договорами с потребителями.

4.6. Подготовка концентратов к отгрузке.

Подготовка концентратов к отгрузке осуществляется на складах концентратов. Склады медного, цинкового и пиритного концентратов предназначены:

– для раздельного хранения готовых концентратов после сушки;

– для шихтовки некондиционных концентратов по содержанию основных компонентов и по содержанию примесей.

Склады медного и цинкового концентратов закрытые с полезным объемом каждого склада 8400 т. Распределение концентратов производится ленточными конвейерами с передвижными самоходными штабелеукладчиками со стрелой 12 м.

Разгрузка концентратов из склада, шихтовка некондиционных концентратов производится грейферными кранами грузоподъемность 15 т (2,5 м³). Выдача концентратов из склада производится ленточными конвейерами с передвижными самоходными бункерами, оборудованными ленточными питателями шириной 1400 мм.

Погрузка концентратов предусматривается в открытые полувагоны ленточными конвейерами, управляемыми дистанционно из помещения железнодорожной весовой.

Кроме закрытого склада цинкового концентрата имеется открытый с полезным объемом 10 тыс. м³.

Склад пиритного концентрата открытый. Полезный объем склада около 40 тыс. м³. Шихтовка и погрузка пирита осуществляется погрузчиком «Вольво» в открытые железнодорожные полувагоны грузоподъемностью 70-75 т. Некондиционный пиритный концентрат складируется отдельно, а затем подвергается шихтовке.

Вес некондиционного концентрата, требуемого для шихтовки, определяется по формуле:

1. ,

где: Q_неконд – вес некондиционного концентрата, необходимого для шихтовки, т;

Q₁ – вес концентрата в железнодорожном вагоне, т;

Q₁ = 60 – 70 т;

β₂ – содержание компонента в кондиционном концентрате на складе, %;

β₁ - содержание компонента в товарном концентрате, должно быть в пределах требований НТД на отгружаемую продукцию, %;

β_неконд – содержание компонента в некондиционном концентрате на складе, %.