СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПЕРВИЧНЫХ РЫХЛЫХ МАСС Российский патент 2002 года по МПК B03B7/00 B03B9/00 

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, в частности к способам переработки первичных рыхлых масс, и может быть использовано при добыче полезных ископаемых, при добыче строительных материалов любого назначения, при переработке техногенных образований и ливневых стоков, а также при добыче торфа и сапропеля.

Известен способ переработки минералосодержащей горной массы, который включает включающий грохочение исходного материала на фракции разной крупности и последующее разделение их с помощью концентратперерабатывающего комплекса, на котором осуществляют гравитационное обогащение для получения чернового концентрата и легкой фракции, перечистку чернового концентрата и легкой фракции с получением готового концентрата и хвостов (см., например, патент РФ 2144430, кл. В 03 В 9/00, опубл. 20.01.2000). Согласно известной технологии из горной массы извлекают только один вид мономинерала, что существенно снижает эффективность применения способа, поскольку в поступающей в отвал породе могут содержаться другие типы минералов. К недостаткам известной технологии можно также отнести отсутствие приемов, обеспечивающих переработку хвостов, которые могут быть использованы для производства полезных строительных и других материалов, а также неиспользование наиболее крупной фракции, то есть потери ценного компонента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ комплексной переработки первичных рыхлых масс, включающий грохочение исходного материала на фракции разной крупности и последующее разделение их с помощью концентратперерабатывающего комплекса, на котором осуществляют гравитационное обогащение для получения чернового концентрата и легкой фракции, перечистку чернового концентрата и легкой фракции с получением готовых концентратов с разными физическими свойствами и хвостов (см. , например, Полькин С.И. и Адамов Э.В. "Обогащение руд цветных металлов", М. : Недра, 1983 г., с. 367-371). Известный способ частично устраняет недостатки описанной выше технологии, поскольку обеспечивает возможность получения при переработке первичных рыхлых масс минералов нескольких типов. Однако эффективность этого способа также невысока, поскольку при переработке первичной рыхлых масс из последних извлекают только соединения минералов, а чистые минералы вместе с переработанной массой поступают в отвал. Кроме потерь ценных компонентов другим недостатком известной технологии переработки первичной рыхлой массы является наличие отвалов и неиспользование хвостов.

Изобретение направлено на решение задачи по повышению эффективности переработки первичных рыхлых масс за счет снижения потерь ценных компонентов. Технический результат, который может быть получен при реализации заявленного способа, заключается в 100% использовании перерабатываемых первичных рыхлых масс при одновременном повышении выхода ценных компонентов.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном способе комплексной переработки первичных рыхлых масс, который включает последовательное грохочение исходного материала на фракции разной крупности и последующее разделение их с помощью концентратперерабатывающего комплекса, на котором осуществляют гравитационное обогащение для получения чернового концентрата и легкой фракции, перечистку чернового концентрата и легкой фракции с получением готовых концентратов с разными физическими свойствами и хвостов, после грохочения надрешетный продукт самой крупной фракции и надрешетный продукт средней фракции вместе с подрешетным продуктом самой крупной фракции дробят до размера самой мелкой фракции, объединяют дробленые фракции, подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции и дробленую фракцию разделяют на наконцентратперерабатывающем комплексе, причем на стадии гравитационного обогащения дополнительно получают по крайней мере один готовый минеральный и/или мономинеральный концентрат, а на стадии перечистки получают новые мономинеральные и/или минеральные концентраты с другими физическими свойствами, причем хвосты перечистки возвращают на обогащение в концентратперерабатывающий комплекс или прессуют, а подрешетный продукт мелкой фракции разделяют с помощью ступенчатого шлюза, по крайней мере одна из ступеней которого выполнена с волнистым в продольном сечении дном, имеющим переменную кривизну, с получением по крайней мере одного концентрата и хвостов, которые прессуют.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что гравитационное обогащение осуществляют воздушной и/или мокрой сепарацией.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что мокрую сепарацию осуществляют с помощью концентрационных столов и/или шлюзов.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что перечистку осуществляют последовательно на винтовых, магнитных или электромагнитных, и/или электрических сепараторах.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что по меньшей мере часть винтовых сепараторов выполняют со съемными магнитами, расположенными по периметру их винтовых желобов с нижней стороны.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что по крайней мере один из готовых концентратов подвергают металлургической обработке.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что металлургическую обработку осуществляют планированием и/или плавкой, и/или амальгамацией.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что размер крупной фракции, полученной при грохочении исходного материала, составляет 100 мм, средней фракции соответственно -15 мм и мелкой фракции соответственно -6 мм.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что полученный после прессования фракции от -15 до +6 мм материал используют для изготовления кирпича, облицовочной плитки или брусчатки.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что полученный после прессования фракции -6 мм материал используют для изготовления ювелирных и/или художественных изделий.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что перечистку легкой фракции дробленого материала осуществляют последовательно флотацией и с помощью концентрационных столов.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что прессование осуществляют горячим изостатическим методом.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что ступенчатый шлюз содержит ступенчато расположенные секции со сменными трафаретами, каждая из которых установлена с возможностью регулирования продольного и поперечного наклона.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что дробленую фракцию и подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции разделяют на концентратперерабатывающем комплексе раздельно.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что легкую фракцию дробленого материала перечищают, а легкие фракции подрешетного продукта средней фракции и надрешетного продукта мелкой фракции прессуют.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что дробленую фракцию и подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции разделяют на концентратперерабатывающем комплексе вместе.

Сущность способа поясняется изображенной на чертеже технологической схемой комплексной переработки первичных рыхлых масс.

Предложенный способ комплексной переработки первичных рыхлых масс осуществляется следующим образом и в следующей последовательности.

В качестве исходного материала используется первичная рыхлая масса, которая представляет собой природное и/или искусственное образование, в котором обломки, валуны, галька, гравий заключены в песчано-глинистую массу, не сцементированную и легко распадающуюся на составные части. К таким образованиям относятся элювиальные, делювиальные и другие склоновые отложения, отложения водных потоков (аллювий), прибрежно-морские и шельфовые осадки, ледниковые отложения, техногенные отвалы горнодобывающей и горно-обогатительной промышленности, шламовые амбары от нефтегазового бурения и другие подобные образования. Выемку исходного материала - первичной рыхлой массы осуществляют, например, с помощью добычного блока (на чертеже не изображен), в качестве которого может быть использован земснаряд, бульдозер, экскаватор или любой другой известный механизм. При комплексной переработке, поступающей от добычного блока, первичной рыхлой массы сначала осуществляют грохочение исходного материала на фракции разной крупности. Грохочение исходного материала на фракции разной крупности осуществляют, например, с помощью кассетного грохота. При этом исходный материал при грохочении последовательно разделяют по крупности по меньшей мере на три фракции: крупную, среднюю и мелкую. Наиболее предпочтительным является такой вариант реализации заявленной технологии, при котором размер крупной фракции, полученной при грохочении исходного материала, составляет 100 мм, средней фракции соответственно -15 мм и мелкой фракции соответственно -6 мм. Грохочение осуществляют последовательно несколькими этапами.

На первом этапе грохочения (I) из исходного продукта выделяют надрешетный продукт крупной фракции, размер которой превышает, например, 100 мм и направляют его на дробление. Дробление осуществляют с помощью любого известного аппарата, например, щековой, конусной (гравитационной), валковой или ударной дробилки или их сочетания. Дробление надрешетного продукта крупной фракции осуществляют до размера самой мелкой фракции, получаемой при грохочении, например, до 6 мм. Полученный после первого этапа грохочения (I) подрешетный продукт крупной фракции, размер которой составляет, например, менее 100 мм, направляют на второй этап грохочения (II).

На втором этапе грохочения (II) получают подрешетный продукт средней фракции, размер которой составляет, например, менее 15 мм и надрешетный продукт средней фракции, размер которой составляет, например, более 15 мм. Полученный после второго этапа грохочения (II) надрешетный продукт средней фракции вместе с подрешетным продуктом крупной фракции, размер которой составляет менее 100 мм, направляют на дробление. Дробление надрешетного продукта средней фракции и подрешетного продукта крупной фракции осуществляют до размера самой мелкой фракции, например, до 6 мм. После дробления надрешетного продукта крупной фракции и надрешетного продукта средней фракции вместе с подрешетным продуктом крупной фракции дробленые фракции объединяют. Полученный после второго этапа грохочения (II) подрешетный продукт средней фракции, размер которой составляет, например, менее 15 мм, направляют на третий этап грохочения (III).

На третьем этапе грохочения (III) получают подрешетный продукт мелкой фракции, размер которой составляет, например, менее 6 мм. Полученный после третьего этапа грохочения (III) подрешетный продукт мелкой фракции разделяют с помощью ступенчатого шлюза на по меньшей мере один готовый концентрат и хвосты. Полученные после разделения на ступенчатом шлюзе хвосты прессуют. Прессование хвостов может быть осуществлено горячим изостатическим методом. По меньшей мере одна из ступеней ступенчатого шлюза выполнена с волнистым в продольном сечении дном, имеющим переменную кривизну. По одному из наиболее предпочтительных вариантов выполнения ступенчатого шлюза последний может содержать ступенчато расположенные секции со сменными трафаретами. Каждая секция может быть установлена с возможностью регулирования продольного и поперечного наклонов. После дробления и грохочения подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции и дробленую фракцию направляют в концентратперерабатывающий комплекс для последующего разделения их по физическим свойствам.

По одному из наиболее предпочтительных вариантов реализации предложенной технологии дробленую фракцию и подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции разделяют на концентратперерабатывающем комплексе раздельно. При указанном выше раздельном разделении целесообразно легкую фракцию дробленого материала перечищать, а легкие фракции подрешетного продукта средней фракции и надрешетного продукта мелкой фракции прессовать. Один из вариантов способа комплексной переработки первичных рыхлых масс предусматривает, что перечистку легкой фракции дробленого материала осуществляют последовательно флотацией и с помощью концентрационных столов. При этом получаемые после перечистки легкой фракции дробленого материала на концентрационном столе хвосты направляют на прессование или на гравитационное обогащение в концентратперерабатывающем комплексе. Полученный после прессования фракции размером от -15 до +6 мм материал может быть использован для изготовления кирпича, облицовочной плитки или брусчатки. По другому, не менее предпочтительному варианту реализации предложенного способа, дробленую фракцию и подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции разделяют на концентратперерабатывающем комплексе.

Концентратперерабатывающий комплекс представляет собой комплекс машин и механизмов, осуществляющих гравитационное обогащение для получения чернового концентрата и легкой фракции, перечистку чернового концентрата и легкой фракции с получением готовых концентратов с разными физическими свойствами и хвостов. В состав концентратперерабатывающего комплекса могут входить, например, сепараторы, концентраторы, осадочные машины, концентрационные столы и другие устройства известной конструкции.

На стадии гравитационного обогащения, которое осуществляется с помощью, например, шлюзов, концентрационных столов или воздушных сепараторов любой известной конструкции, подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции и дробленую фракцию разделяют и получают из них по крайней мере один готовый минеральный и/или мономинеральный концентрат.

По одному из наиболее предпочтительных вариантов реализации заявленного способа гравитационное обогащение может быть осуществлено воздушной и/или мокрой сепарацией. При таком варианте выполнения способа наиболее целесообразно мокрую сепарацию осуществлять с помощью концентрационных столов и/или шлюзов любой известной конструкции. На стадии гравитационного обогащения из подрешетного продукта средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции и дробленой фракции выделяют черновой концентрат, который подвергают последующей перечистке. При перечистке из чернового концентрата выделяют готовый концентрат с различными физическими свойствами и хвосты. Хвосты, полученные после перечистки чернового концентрата, направляют на прессование или возвращают на обогащение в концентратперерабатывающий комплекс. Полученный после прессования фракции размером -6 мм материал может быть использован для изготовления ювелирных и/или художественных изделий.

Наиболее целесообразен такой вариант реализации предложенной технологии, при котором перечистку чернового концентрата осуществляют последовательно на винтовых, магнитных или электромагнитных, и/или электрических сепараторах. При этом на каждом этапе последовательной перечистки чернового концентрата из него извлекают готовый концентрат и таким образом на стадии перечистки получают новые мономинеральные и/или минеральные концентраты с соответствующими физическими свойствами.

В том случае, когда перечистку чернового концентрата осуществляют с помощью винтовых сепараторов, предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть винтовых сепараторов была выполнена со съемными магнитами, которые расположены по периметру их винтовых желобов с нижней стороны. По меньшей мере один готовый концентрат может быть подвержен при необходимости металлургической обработке. В зависимости от физических свойств готового концентрата его металлургическая обработка может быть осуществлена планированием и/или плавкой, и/или амальгамацией.

В зависимости от характеристик первичных рыхлых масс в результате их переработки могут быть получены:
1) тяжелые минералы - алмазы, золото, серебро, платина, касситерит, ильменит, колумбит-танталит, куларит, монацит, магнетит, вольфрамит, рутил, анатаз, циркон, цеолиты, пшинель, гранаты, пироксен, амфибол, оливин, сульфиды, шеелит, хромиты, молибденит, борнит, вивианит и др.;
2) концентраты легких минералов - кварц, полевые шпаты, слюды и др.;
3) cтроительные материалы - песчано-гравийные и гравийно-галечные смеси, бутовый камень, щебень, отсев, кирпич, облицовочная плитка, черепица, дорожная и тротуарная брусчатка, строительный камень и другие строительные грунты и материалы для бетонных работ;
4) органические вещества - сырье для топливных брикетов, удобрения, сапропель и торф, рыбный тук, костяная мука и др.

Изобретение может использоваться при добыче полезных ископаемых, торфа и сапропеля, переработке нерудных строительных материалов, техногенных образований и ливневых стоков. Способ комплексной переработки первичных рыхлых масс включает грохочение исходного материала на фракции разной крупности и последующее разделение их с помощью концентратперерабатывающего комплекса. С помощью комплекса осуществляют гравитационное обогащение для получения чернового концентрата и легкой фракции, перечистку чернового концентрата и легкой фракции с получением готовых концентратов с разными физическими свойствами и хвостов. После грохочения надрешетный продукт самой крупной фракции и надрешетный продукт средней фракции вместе с подрешетным продуктом самой крупной фракции дробят до размера самой мелкой фракции и объединяют дробленые фракции. Подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции и дробленой фракцией разделяют на концентратперерабатывающем комплексе. На стадии гравитационного обогащения дополнительно получают по крайней мере один готовый минеральный и/или мономинеральный концентрат. На стадии перечистки получают новые мономинеральные и/или минеральные концентраты с другими физическими свойствами. Хвосты перечистки возвращают на обогащение в комплекс или прессуют. Подрешетный продукт мелкой фракции разделяют с помощью ступенчатого шлюза, по крайней мере одна из ступеней которого выполнена с волнистым в продольном сечении дном, имеющим переменную кривизну, и получают по крайней мере один концентрат и хвосты, которые прессуют. Изобретение снижает потери ценных компонентов, сокращает отвалы. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ комплексной переработки первичных рыхлых масс, включающий последовательное грохочение исходного материала на фракции разной крупности и последующее разделение их с помощью концентратперерабатывающего комплекса, на котором осуществляют гравитационное обогащение для получения чернового концентрата и легкой фракции, перечистку чернового концентрата и легкой фракции с получением готовых концентратов с разными физическими свойствами и хвостов, отличающийся тем, что после грохочения надрешетный продукт самой крупной фракции и надрешетный продукт средней фракции вместе с подрешетным продуктом самой крупной фракции дробят до размера самой мелкой фракции, объединяют дробленые фракции, подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции и дробленую фракцию разделяют на концентратперерабатывающем комплексе, причем на стадии гравитационного обогащения дополнительно получают по крайней мере один готовый минеральный и/или мономинеральный концентрат, а на стадии перечистки получают новые мономинеральные и/или минеральные концентраты с другими физическими свойствами, причем хвосты перечистки возвращают на обогащение в концентратперерабатывающий комплекс или прессуют, а подрешетный продукт мелкой фракции разделяют с помощью ступенчатого шлюза, по крайней мере одна из ступеней которого выполнена с волнистым в продольном сечении дном, имеющим переменную кривизну, с получением по крайней мере одного концентрата и хвостов, которые прессуют. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гравитационное обогащение осуществляют воздушной и/или мокрой сепарацией. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что мокрую сепарацию осуществляют с помощью концентрационных столов и/или шлюзов. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перечистку осуществляют последовательно на винтовых, магнитных, или электромагнитных, и/или электрических сепараторах. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть винтовых сепараторов выполняют со съемными магнитами, расположенными по периметру их винтовых желобов с нижней стороны. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере один из готовых концентратов подвергают металлургической обработке. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что металлургическую обработку осуществляют цианированием, и/или плавкой, и/или амальгамацией. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размер крупной фракции, полученной при грохочении исходного материала, составляет 100 мм, средней фракции соответственно - 15 мм и мелкой фракции соответственно - 6 мм. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дробленую фракцию и подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции разделяют на концентратперерабатывающем комплексе вместе. 10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дробленую фракцию и подрешетный продукт средней фракции вместе с надрешетным продуктом мелкой фракции разделяют на концентратперерабатывающем комплексе раздельно. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что легкую фракцию дробленого материала перечищают, а легкие фракции подрешетного продукта средней фракции и надрешетного продукта мелкой фракции прессуют. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что полученный после прессования фракции от -15 до +6 мм материал используют для изготовления кирпича, облицовочной плитки или брусчатки. 13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что перечистку легкой фракции дробленого материала осуществляют последовательно флотацией и с помощью концентрационных столов. 14. Способ по п. 8, отличающийся тем, что полученный после прессования фракции -6 мм материал используют для изготовления ювелирных и/или художественных изделий. 15. Способ по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что прессование осуществляют горячим изостатическим методом. 16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ступенчатый шлюз содержит ступенчато расположенные секции со сменными трафаретами, каждая из которых установлена с возможностью регулирования продольного и поперечного наклона.