Винтовые сепараторы

27.11.2019

Винтовые (спиральные) сепараторы применяют для обогащения редкометальных и золотосодержащих песков, железных и оловянных руд, а также (в комбинации с другими гравитационными аппаратами) для доизвлечения тяжелых минералов из хвостов флотации. Известно применение винтовых сепараторов в цикле обогащения руд цветных металлов, в частности для отделения галенита от пустой породы.

На винтовых сепараторах преимущественно обогащают материал крупностью -16 + 0,1 мм (до + 0,05 мм).

Обогащение на винтовых сепараторах происходит в струе воды, текущей по наклонной поверхности винтообразного желоба, имеющего специальный профиль. От винтовых шлюзов винтовые сепараторы отличаются формой винтового желоба: у винтового шлюза, как отмечено, днище представляет собой гладкую наклонную плоскость, у винтового сепаратора днище полукруглое, постепенно переходящее в борта. При движении пульпы по винтовому желобу зерна расслаиваются по плотности по высоте нотока. По ширине потока минеральные частицы разной плотности разделяются под действием центробежных сил, гидродинамических сил потока и силы трения. Легкие частицы движутся с большей скоростью и прижимаются потоком воды к внешнему борту желоба, тяжелые частицы движутся отдельной полосой по дну винтового желоба, ближе к внутреннему его борту. С первых двух-трех витков отсекателями снимают концентрат, с последующих — промежуточный продукт, с последнего нижнего витка в конце желоба-хвосты.

В отличие от концентрационных столов и шлюзов разделение частиц на винтовых сепараторах происходит в основном под действием центробежной силы, величина которой в несколько раз превышает силу тяжести. Под действием центробежной силы материал по плотности разделяется быстрее, вследствие чего размеры винтовых сепараторов значительно меньше.

На винтовом желобе минеральная частица уже в конце первого витка приобретает постоянную скорость и движется на определенном расстоянии от вертикальной оси сепаратора. Эта скорость зависит от плотности, размера и формы частицы, а также от коэффициента ее трения о поверхность желоба. Исследования показали, что существенное значение для разделения частиц (особенно мелких) имеет циркуляционное движение жидкости, происходящее вследствие поворота воды вокруг оси сепаратора. Как правило, при циркуляционном движении нижние слои пульпы перемещаются к оси сепаратора, а верхние — к периферии. При этом мелкие тяжелые зерна, осевшие на дно желоба, направляются в приемник для концентрата, а легкие зерна, взмученные турбулентными вихрями, относятся к периферии и выводятся как хвосты (рис. 53).
Винтовые сепараторы

В России изготовляются винтовые сепараторы нескольких типов, один из которых (СВМ-1200) со спиралью внутренним диаметром 1200 мм показан на рис. 54. Сепаратор имеет четыре витка. Пульпа, содержащая 20—40% твердого, поступает в приемник 1 и затем в винтовой желоб 2, где происходит ее расслоение. В дне винтового желоба сделаны отверстия для вывода концентратов и промежуточных продуктов. Концентрат снимается отсекателем 3 с первых двух-трех витков, а с последующих — промпродукт. Хвосты выводятся с нижнего витка по хвостовому желобу 4. Винтовой желоб, футерованный резиной, укрепляется в каркасе 5. Масса сепаратора 740 кг, производительность 10—15 т/ч. Извлечение тяжелых минералов на винтовых сепараторах составляет 90% и выше, выход концентрата — 5—20%.

Эффективность работы винтовых сепараторов резко снижается при наличии в обогащаемом материале шламистых частиц и глины, в связи с чем необходимы предварительная дезинтеграция и обесшламливание.

Кроме крупности минеральных зерен большое влияние на процесс разделения оказывает их форма и окатанность. С увеличением окатанности зерен извлечение снижается. Зерна пластинчатой формы за счет сил трения скольжения удерживаются на стенке желоба и попадают в концентрат.

Для стабилизации процесса обогащения питание в сепаратор должно подаваться равномерно и по касательной к внутренней сферической поверхности желоба. Промывка водой обогащаемого материала улучшает качество концентрата и повышает извлечение ценного компонента. Расход смывной воды 1—3,5 м3/ч.

Во время работы винтовых сепараторов (как и при работе шлюзов, струйных и конусных сепараторов) необходимо следить зa бесперебойным и равномерным питанием, прочищать разгрузочные отверстия, контролировать качество разделения минералов, соблюдать простейшие правила техники безопасности. Категорически запрещается работать в одежде с развевающимися полами и рукавами.

Промышленное применение винтовых сепараторов способствовало развитию добычи титано-циркониевых россыпей. На рис. 55 показана схема гравитационного обогащения на винтовых сепараторах песков титанового россыпного месторождения «Хайлэнд» в США (Флорида). Винтовые сепараторы смонтированы на плавучей обогатительной установке (предусмотрено две секции по 720 сепараторов). Процесс обогащения осуществляется в три стадии. Первичное обогащение производится на 480 пятивитковых сепараторах, объединенных в батареи. Каждый сепаратор занимает площадь 0,81 м2. Пульпа, поступающая на верхний виток сепаратора, содержит 30% твердого. Под действием центробежной силы легкие частицы породы выносятся к внешнему борту желоба сепаратора, а тяжелые располагаются ближе к внутреннему, откуда отсекателем выводятся из процесса или направляются на перечистку. Для первой перечистки грубого концентрата в каждой секции установлено по 160 пятивитковых сепараторов, а для второй перечистки — по 80 трехвитковых сепараторов. Полученный титановый концентрат, содержащий 0,28% двуокиси титана, перекачивается на береговую доводочную фабрику, где обогащается электрическими и магнитными методами.

Винтовые сепараторы устанавливают на драгах для обогащения золотосодержащих песков. Они могут заменять отсадочные машины без снижения показателей извлечения золота. Производительность винтовых сепараторов на 1 м2 занимаемой площади в 3—5 раз выше, чем у отсадочных машин. Так как на винтовых сепараторах не извлекаются частицы золота крупнее 3—4 мм, для переработки золотосодержащих песков сепараторы целесообразно устанавливать после шлюзов. Суммарное извлечение золота по схеме шлюзы — винтовые сепараторы равно примерно 95%.

Винтовые сепараторы являются достаточно эффективными аппаратами при обогащении оловянных руд и россыпей. Например, в Чехии на фабрике «Станнум» винтовые сепараторы установлены в цикле первичного обогащения оловянных руд крупностью 1 мм. Применение сепараторов позволило сократить количество установленных ранее концентрационных столов с 200 до 90 и получить отвальные хвосты с содержанием 0,07% олова. При обогащении на винтовых сепараторах песков россыпных месторождений, содержащих касситерит, выделяются отвальные хвосты и концентрат, который перечищается на концентрационных столах и направляется на дальнейшую доводку. Если в исходных песках встречается касситерит крупностью +3(4) мм, то хвосты винтовых сепараторов подвергают контрольному обогащению на шлюзах. Наиболее полно на винтовых сепараторах извлекается касситерит крупностью —2 + 0,15 мм (извлечение от операции 90—95% и выше).

В последние годы винтовые сепараторы стали применять для извлечения касситерита и других тяжелых минералов из хвостов флотационного обогащения. Так, более 700 винтовых сепараторов установлено на молибденовой фабрике «Клаймакс» в CША для первичного обогащения хвостов молибденовой флотации и извлечения из них касситерита, вольфрамита и монацита; коллективный концентрат разделяется флотацией, концентрацией на столах и магнитной сепарацией.

В настоящее время винтовые сепараторы установлены на многих крупных железорудных фабриках для извлечения слабомагнитных минералов (Оленегорская фабрика в России, фабрика «Рисберг» в Швеции, канадские фабрики). Что касается руд цветных металлов, то для извлечения из них основных компонентов винтовые сепараторы применяются крайне редко. В качестве примера можно привести крупную свинцовую фабрику «Мехерних» в ФРГ производительностью 6000 т/сут, на которой было установлено 32 винтовых сепаратора для отделения минералов свинца от пустой породы. Свинец в руде представлен галенитом и церусситом (1:1), порода — кварцем. Среднее содержание свинца 1,2%. На винтовые сепараторы поступает материал крупностью —0,6 + 0,1 мм с содержанием свинца 0,6—0,7% (плотность пульпы 30—35% твердого). Концентрат винтовых сепараторов, направляемый на флотацию, содержит 1,8—2,5% свинца; хвосты содержат 0,2—0,3% свинца и выводятся в отвал. Из общего количества хвостов фабрики на долю винтовых сепараторов приходится примерно 10%. Производительность одного сепаратора 1,5 т/ч.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна