Исследование закономерностей и разработка технических решений турбулизационной центробежной сепарации минерального сырья

• Автор: Фалей, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности разделения минералов в центробежном поле

1.2 Типы безнапорных центробежных сепараторов и их устройство

1.3 Анализ теории процесса центробежной сепарации

1.4 Практика применения центробежных сепараторов

1.5 Постановка задач исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБУЛИ-ЗАЦИОННОЙ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ

2.1 Изучение закономерностей турбулизационной центробежной сепарации

2.2 Механизм формирования пристеночного слоя в турбулизационном центробежном сепараторе
2.3 Моделирование движения частиц в пазах конуса турбулизационного центробежного сепаратора
2.4 Исследование технологических параметров турбулизационной центробежной сепарации
2.5 Выводы
3 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ТУРБУЛИЗАЦИОННОЙ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ
3.1 Разработка усовершенствованной конструкции улавливающего конуса турбулизационного центробежного сепаратора
3.2 Разработка турбулизационного центробежного сепаратора с непрерывной разгрузкой тяжелой фракции
3.3 Усовершенствование способа подачи турбулизирующей воды в турбулизационном центробежном сепараторе
3.4 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТУРБУЛИЗАЦИОННОЙ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ РУД И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ
4.1 Центробежная сепарация труднопромывистой золотосодержащей руды Дегтяр-ского месторождения
4.2 Центробежная сепарация тонкоизмельченного золотосодержащего пиритного продукта обогащения руды Игуменовского месторождения
4.3 Центробежная сепарация медно-золотой руды месторождения Варваринское
4.4 Центробежная сепарация песков классификации медно-золотой руды месторождения Варваринское
4.5 Центробежная сепарация содового шлака свинцового производства
4.6 Выводы
5 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ ТУРБУЛИЗАЦИОННЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СЕПАРАТОРОВ
5.1 Турбулизационные центробежные сепараторы в технологии обогащения золотоплатиновой россыпи реки Черная
5.2 Испытания установки для переработки золотосодержащих пиритных продуктов обогащения руды Игуменовского месторождения
5.3 Разработка и испытание модульной установки при обогащении золотосодержащих техногенных отвалов переработки россыпей реки Винновка
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты математического моделирования движения частиц золота
и кварца в конусе турбулизационного центробежного сепаратора
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Предварительный технико-экономический расчет по переработке золотосодержащей руды Дегтярского месторождения
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Результаты обогащения проб руды месторождения Варваринское
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Расчет технико-экономических показателей отработки золотоплатиновой россыпи реки Черная
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Справка о внедрении от ООО «ДИЛАН ЛТД»
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Справка о внедрении от ООО «Олимп-ДМ»
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Справка о внедрении от ФГБОУ ВПО «УГГУ»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В мировой практике обогащения полезных ископаемых широкое распространение получили центробежные сепараторы, в которых разделение минералов происходит под действием центробежных ускорений, в десятки и сотни раз превышающих ускорение свободного падения. Применение центробежных сепараторов позволило существенно снизить предел крупности разделяемых минералов и рассматривать центробежную сепарацию как альтернативу флотационному методу обогащения.
Анализ литературных данных показывает, насколько обширной является область применения центробежных сепараторов. Положительные результаты применения центробежных сепараторов получены при обогащении золотосодержащих руд россыпных и коренных месторождений, текущих и лежалых хвостов обогатительных фабрик, тантал-ниобиевых, гема-титовых, хромовых руд, ильменит-цирконовых песков, угольных шламов.
В направлении теоретических исследований центробежной сепарации известны работы Лопатина А.Г., Шохина В.Н., Федотова К.В., Богдановича A.B., Меринова Н.Ф. и других авторов, в которых показано, что в центробежных полях при увеличении центробежных ускорений возрастают коэффициенты равнопадаемости частиц, представлены результаты изучения классифицирующего и сегрегационного механизмов разделения минеральных частиц в центробежных сепараторах, предложены формулы для определения скоростей перемещения частиц в центробежном поле, получена численная модель для расчета скоростей гидродинамических потоков в конусе центробежного сепаратора.
Стремление к повышению технологических показателей центробежной сепарации привело к созданию множества различных конструкций центробежных сепараторов, отличающихся способом разрыхления минеральной постели и способом разгрузки тяжелой фракции.
В области центробежного обогащения хорошо зарекомендовали себя турбулизацион-ные центробежные сепараторы, отличающиеся подачей турбулизирующей воды изнутри конуса. Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные Морозовым Ю.П., Афанасьевым А.И., Комлевым С.Г., показали эффективность применения турбулизационной центробежной сепарации и необходимость дальнейшего изучения данного процесса.
Таким образом, тема диссертации, направленная на изучение закономерностей и разработку технических решений турбулизационной центробежной сепарации, является актуальной.
Объектом исследований являются турбулизационные центробежные сепараторы.

обогащения. Установлено, что среднее извлечение золота в раствор при цианировании руды можно увеличить до 90-92 %, что на 10-12 % выше существующих показателей.
После появления различных вариантов конструкций центробежных сепараторов в литературе все чаще встречаются публикации, посвященные сравнению работы аппаратов и разработке методики их сравнения.
В ОАО «Иргиредмет» в лабораторных и промышленных условиях проведены испытания некоторых типов центробежных аппаратов [62]. Оценка эффективности обогащения проводилась по извлечению амальгамирующего золота и степени его концентрации. Согласно рекламным данным сепараторы КпеЬоп обеспечивают извлечение золота крупностью 6-40 мкм на уровне 95 %. Специалистами ОАО «Иргиредмет» при обогащении песков крупностью менее 1 мм, содержащих золото крупностью 0,3 мм, показано, что на центробежном сепараторе Кпе1зоп 3" извлечение золота составило 85-90 %, в том числе крупностью минус 0,25 мм - 63-80 %. На сепараторе Кпекоп 7,5" из песков крупностью минус 2 мм было извлечено 83-88 % золота, в том числе крупностью минус 0,1 мм - около 60 %. Отмечается, что сепаратор КпеНоп очень чувствителен к изменению режимов работы и требует особой тщательности при осуществлении операции разгрузки концентрата.
На центробежно-вибрационных сепараторах типа СЦВ согласно рекламным данным извлечение золота крупностью плюс 0,25 мм составляет 90-100 %, крупностью (-0,25+0,1) мм - около 75 %, крупностью минус 0,1 мм - около 60 %. По результатам исследований [62] на аппарате СЦВ-4 извлечение золота крупнее 0,2 мм из песков близко к рекламным данным, извлечение золота мельче 0,2 мм на 10-20 % ниже (около 40 %). Из гравитационного концентрата золото извлекается хуже, из класса минус 0,25 мм извлечение составляет лишь 22-25 %.
При испытаниях сепаратора «Огосоп-МЗО» специалистами ОАО «Иргиредмет» в производственных условиях извлечение золота крупностью (-0,25+0,1) мм составило около 80 %, крупностью -0,1 мм - около 40 % [62].
Испытания экспериментального образца центробежно-сегрегационного сепаратора (ЦСС) проведены на продуктах различного минерального состава в лабораторных и производственных условиях [62]. При средней крупности золота в обогащаемом продукте 0,1-0,3 мм его извлечение в лабораторных условиях составило от 80 до 98 % в зависимости от параметров работы сепаратора. В производственных условиях извлечение золота из хвостов концентрационного стола составило: класса плюс 0,25 мм - 89-91 %, класса минус 0,25 мм-71-77%.