Ауыр суспензияда байыту.

Ауыр суспензия суда ауырлатқыштар немесе суспензиодтар деп аталатын, (100-150)/д-ға дейін ұсақталған материалдардың механикалық қалқымасынан тұрады.

Ауырлатқыштар жоғарғы тығыздықта болуы қажет және суспензияның реалогиялық қажетті құрамын қамтамасыз етуге, байыту өнімдерінен тез ажыратылуға және регенерацияға берілуге қабілетті болу керек. Сонымен қатар, ол қымбат емес, дефицитті емес болуы тиіс және концентрат сапасын төмендететін зиянды кампоненттерден тұрмауы тиіс. Тәжірибеде ауырлатқыштар орнына тығыздығын 3,15-3,25 г/см³-қа жеткізетін гранулды ферросилиций (кремнийлі темір балқымасы), магнетит немесе оның ферросилиций қоспасы (қатынасы 1:1), кей кездері барий, пирит, құм және тағы басқа қолданылады.

Суспензияның қажетті тығыздығы А_с , г/см³ , мына формула бойынша анықталады:

∆_с = С(δ_m – δ_ж) + δ_ж,

мұндағы С – көлемді концентрация (бірлік данасы); δ_m – ауырлатқыш тығыздығы; δ_ж – судың тығыздығы.

Суспензия тығыздығы әдетте дәлдігі 0,02 – ден 0,0025 г/см³ болатын автоматты түрде реттеледі.

Ауыр суспензияда дәндердің қозғалысына әсер ететін негізгі кедергіге оның ысыруға деген кедергісі жатады, суспензияның жоғарлауымен ұлғаяды, сондықтанда да байытудың максимальді тиімділігі суспензияның минимальды кезінде байқалады.

Суспензия мен оның ысыруға деген кедергісі ауырлатқыш дәндерінің шашырауының дәрежесі мен концентрацияның өсуі артқан сайын, суспензиядағы оның көлемді құрамы әдетте 20 – 25 % - дан аспайды, ал жұқа кластың құрамы (-10μ) – 7 – 16 %. Олардың келесі артуында суспензия құрылымы, оның және ысырашуға деген кедергісі соншалықты артады, ол өзінің аққыштығын жоғалтады және ондағы минералдардың бөлінуі маңызды болмайды.

Тәжірибеде суспензияның сапасы оның жалпы меншікті кедергісімен – дене көлемінің бірлігіне қажет күш шамасымен бағаланады. Ауыр суспензия тығыздығы 2,6 – 3,0 г/см³ кезінде оның оптималды шамасы 0,10 -0,13 г/см³ – ты құрайды. Ол суспензияның құрылымы мен ауырлатқыштың дұрыс таңдалуымен, ауырлатқыш қоспаларды пайдаланумен, реагентті – пептизаторды немесе беттік – активті заттарды толтырумен, суспензияцияға виброциялық немесе ультра дыбысты әсер етумен қамтамасыз етіледі.

Реагентті – пептизатормен (сұйық шыны, фосфаттар, полимерлер және тағы басқа) және беттік – активті заттармен толтыру.

Суспензия мен оның ысыруға деген қарсыласының төмендеуіне, сонымен қатар ауырлатқыштар регенерациясының тиімділігінің артуына себеп болады.

Амплитудасы 6-10 мм болатын, төменгі жиілікті тербелісті (5-8 Гц) өрістің ауыр ортаның құрамына әсер етуі бөлінетін бөлшектерге жабысатын суспензияның қабаттарындағы бөлшектеліп құрылымының бұзылуы және шамаланған анамиясы пайда болады. Бұның нәтижесінде бөлінудің селективтілігі артады және жеңіл мен ауыр фракцияның өзара ластануы төмендейді.

Ауыр суспензиядағы тиімді байытудың маңызды шарты болып ауырлатқыштың қабат биіктері бойынша концентрацияның тұрақтылығын қамтамасыз ететін оның тұрақтылығы саналады. Суспензияның тұрақтылығын ауырлатқыштардың немесе кенді сазды лайлардың жұқа кластарымен толтыру арқылы арттыруға болады. Суспензияның тұрақтылығы үшін механикалық араластыру қолданылады, сепаратор ваннасында циркуляциялық көлденең ағындар туғызады.

5.1 – сурет. Конусты (а) және барабанды (б) ауыр орталы сепараторлар

Сызбалары ірілігі 3 – тен 100 мм-ге (кенді байытуда) немесе 300 мм-ге (көмірді байытуда) дейінгі материалдарды байыту сепараторда жүргізіледі, оның әсер етуі гравитациялық күштерді пайдалануға негізделген. Олардың конструкциясының үлкен санынан көбінесе кендерді байытуда барабанды және конусты сепараторлар қолданылады, ал тас көмір мен сланецті байытуда –шар тәріздес сепараторлар.

СК типті, диаметрі 6м-ге және биіктігі 12м-ге дейінгі конусты сепараторлар (5.1 – сурет, а) өнімділігі 700 т/сағ-қа дейін болады. Сепаратордың конусты корпусында 1 валдың 6 бетімен араластырғыш 2 айналады. Бастапқы кен тиеу латогы 5 арқылы беріледі және осьті воронка 4 арқылы келетін суспензиядағы ыдырауға түседі.

Кеннің ауыр фракциясы конустың төменгі бөлігіне тиеледі және қысылған ауа көмегімен аэролифтпен науаға жіберіледі, науа түбінде лақтыру мен сепараторға ауыр суспензияның кондиционды бөлшегінің қайтып келуі үшін доғалық електер 3 орнатылған. Жеңіл фракция сепаратордан реттелетін есік арқылы жойылады және оларды електе жуу және бөлу үшін бағыттайды.

СБЭ типті элеваторлы тиелетін барабанды сепаратор (5.1 – сурет, б) өнімділігі 120 т/сағ-қа дейін, ал диаметрі және ұзындығы 2,5 м-ге дейінгі айналмалы барабаннан тұрады. Барабан 7 жеңіл фракцияны тиеу жағындағы 3°-ты еңісті рама 70 – ның тіреу роликтерінде 7 орнатылады және редуктор 6 шестерня 5 және барабанда бекітілген үлкен венецті шестерня 11 арқылы электродвигательдің айналуына (3 – 6 айн/мин) әкеп соғады. Бастапқы материал 8 және суспензия латок 2 бойынша барабанға беріледі. Суспензия бөлшектерімен бірге жеңіл фракция отверстие арқылы барабанның торцты қабырғасына науаға 4 тиеледі, ал ауыр фракция спиральмен 3 тасымалданады және науаға 9 перфорирванды лапостямен элеваторлы дөңгелекпен 12 төгіледі.

СКВ типті тік элеваторлы дөңгелекті сепараторда (5.2 - сурет) (өнімділігі 160 – 380 т/сағ) бастапқы материал 11 сепаратор ваннасы арқылы науаға 8 түседі, ал ауыр фракция – төменгі потрубок және бөліп беретін құрылғылар 7 арқылы. Жеңіл фракция 12 гребті механизммен 4 науаға 6 тиеледі. Ауыр фракция элеватордың дөңгелегінің 2 шөмішінде 10 шөгеді және жетегі бар 3 оның сепараторда айналуымен жойылады (2 – 3 мин^-1). Дөңгелек 2 өзінің сақинасының ішкі бөлігімен корпусқа бекітілген тірек каткасына тіреледі. Шөмішке шарнирлі қосылған решетка 9 ауыр фракция дәндерін элеваторлы дөңгелектің ішкі жағына тиеуіне себеп болады, ол төгіледі – ішкі жағымен.

5.2 – сурет. Элеваторлы дөңгелекті СКВ ауыр орталы сепаратор.

Ауыр суспензияда бөліну процестерінің әртүрлілігіне ірі дәнді минаралдар қалқымаларындағы науада бөліну жатады. (Стрип процесі) Процесс ірілігі -75 + 6 мм болатын темір кендерді байыту үшін қолданылады. Ауырлатқыштар ретінде +2 мм кластың 15% - ынан және – 0,1 мм – лі кластың 3% - ынан тұратын алынатын темір концентраттары қолданылады. Ірілігі 2,45 г/см³ болатын суспензия 2,95 г/см³ ірілікті төменгі қабатты тудыра отырып, науада ыдырайды және онда материалдардың жеңіл және ауыр фракцияға бөлінуі жүреді.

Ауыр дәнді материалдарды (10 – 15 мм – ден аз) байыту центрге тартқыш сепараторда, гидроциклонда және центрифугада жүзеге асады.

Ауыр суспензияда центрге тартқыш өрісте байытудың жұқа материалдың дәл бөліну мүмкіндігі болып табылады және ағынның жоғарғы жылдамдығы құрылымды бөлінуін тудырады және оның тығыздығы 0,0025 г/см³ – ке дейінгі реттеу дәлдігі кезіндегі суспензияның тұрақтылығын арттырады. Сондықтан да ауыр орталы гидроциклонда байыту кезінде материал ірілігі 0,5 мм – ге дейін төмендейді, «Дайн процесінде» - 0,2 мм – ге дейін, ауыр орталы центрифугада 50 мкм – ге дейін.

4. – сурет. Ауыр суспензиядағы бөлінудің типтік сызбасы.

Ауыр суспензиядағы байытудың техникалық сызбасы типтік болып келеді. Ол (5.3 – сурет) бастапқы материалды жуу және тарсылдатудан, ауыр суспензияда ауыр және жеңіл фракцияға бөлінуден, байыту өнімдерінен ауыр суспензияны тазалау және құрғатудан және ауырлатқыштар регенерациясынан тұрады. Шаю және тарсылдату операциялары бір електе орындалады. Ірі материал үшін көбінесе гф-ды өзі балансты елек қолданылады, ал ұсақ үшін жоғарғы жиілікті (3600 мин^-1 – ге дейінгі) виброционды електер, Шаюдың тиімділігі арттыру үшін судың 0,2 – ден 0,9 – м³/т – ға шығындалу кезінде циклонды типті бүріккіш қолданылады.

Жұмыс суспензиясының құрғатылуы електің бірінші жартысында жүггізіледі (әдетте өзі балансты виброциондыда). Суспензия зумпфта жиналады және процеске қайтып келеді. Електің екінші жартысында оның ұзындығы бойынша судың шығыны 0,3 – 1,5 м³/т болғандағы кесек бетіндегі ауырлатқыштардың сумен жуулуы жүргізіледі. Алынған араласқан суспензияжұқа материалды бөлшектің көп мөлшерінен тұрады және регенерацияға жіберіледі. Жуудың толық болмауы әсерінен ауырлатқыштардың жоғалымы 400 – 750 т/т құрайды. Олар реагент – пептизаторды қолдану арқылы 25 - 40% - ға азаюы мүмкін.

Регенерация әдісі ауырлатқыштар мен байытылатын материалдардың құрамымен анықталады. Магнитті емес материалды байыту кезінде ферросилицияны, магнетитті және пирротинді регенерациялау үшін магнит сепарациясын (ауырлатқыштарды 99,5 – 99,9 % - ға дейін алған кезде) қолданылады, ал галенит және арсенпиритті регенерациялау үшін үстелдегі концентрация. Регенерирленген ауырлатқыштар жаңа суспензияны дайындауға көмектеседі және содан соң процеске қайтып келеді Ауыр суспензияның тығыздығын реттеу және бақылау оны дайындау және байыту кезінде автоматты түрде су немесе ауырлатқыштарды қосу арқылы жүзеге асады.