ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС СИСТЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ РУД Российский патент 2012 года по МПК C22B3/00 B04C7/00 

Изобретение относится к технике фракционного разделения суспензий руд, а именно к технологическим комплексам систем разделения суспензий руд на горно-обогатительных и металлургических комбинатах, и может быть использовано в горнорудной отрасли, черной и цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Известна установка для размола и фракционирования руды на гидроциклонах, содержащая приводимый в действие от электродвигателя насос, предпочтительно центробежный для подачи объемного потока на заданную высоту, устройство управления двигателем для регулировки скорости вращения приводного двигателя насоса и соединенную с устройством управления двигателем и со множеством других составных частей установки управляющую вычислительную машину, в которую вводят измеряемые величины текущего потребления мощности приводного двигателя насоса (RU 2182045 C1, 10.05.2002).

Известен технологический комплекс, содержащий гидроциклонную установку, включающую емкости для исходной отработанной жидкости, шламового продукта и чистой жидкости, гидроциклон с входным, сливным и шламовым патрубками, насос для подачи исходной жидкости в гидроциклон, инжектор. Установка комплекса снабжена второй ступенью очистки в виде мультигидроциклона с входным, сливным и шламовым патрубками, установленного между гидроциклоном и емкостью чистой жидкости с входным и выходным патрубками (RU 2244598 C1, 20.01.2005).

Недостатками известных технических решений являются относительно повышенная сложность конструкции и взаимной увязки агрегатов систем измельчения, внутреннего технологического транспорта сухих и влажных потоков и системы фракционного разделения суспензий руд, а также систем управления технологическими процессами, поддержания эксплуатационных параметров и обслуживания агрегатов, что не создает условий для снижения энергоемкости, увеличения длительности межремонтных периодов работы указанных агрегатов и при длительной эксплуатации не обеспечивает поддержание надлежащего качества разделения фракций и необходимого гидродинамического баланса работы гидроциклонов.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности и качества разделения суспензий руд по фракциям при снижении энергозатрат, а также в повышении стабильности и длительности работы без остановок на ремонт и замену быстроизнашиваемых деталей, совершенствовании конструкций гидроциклонов, системы взаимодействия агрегатов измельчения и внутреннего транспорта кондиционно измельченных и негабаритных частиц руды в технологическом комплексе.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый технологический комплекс системы разделения суспензий руд согласно изобретению содержит блок гидроциклонов с распределителем, электронасосный блок, состоящий, по меньшей мере, из одного пульпового насоса с электроприводом, всасывающий и напорный пульпопроводы, транспортер подачи грубоизмельченной руды, мельницу тонкого помола руды, фракционный классификатор, зумпф, систему технологического водоснабжения, запорно-регулировочную арматуру с исполнительными механизмами, датчики контроля давления, расхода технологической воды в системе и уровня рудосодержащей суспензии - пульпы в зумпфе, а также предпочтительно двухуровневую систему автоматического управления и контроля, включающую пульт местного управления и контроля и место оператора системы верхнего контроля, при этом каждый гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с приемной камерой в верхней части, соединенной питательным патрубком с распределителем пульпы, снабжен крышкой со сливным патрубком, выступающим внутрь корпуса, по меньшей мере, на большую часть высоты приемной камеры, и песковой насадкой, объединенной понизу одноименным коллектором с аналогичными насадками других гидроциклонов с возможностью возврата на домол в мельницу тонкого помола отсепарированных в гидроциклоне негабаритно крупных частиц, причем мельница тонкого помола в свою очередь соединена на входе с приемником руды грубого помола и на выходе с фракционным классификатором, имеющим два выходных канала, одним из которых последний сообщен по тонкоизмельченной фракции руды с зумпфом, а другим рециркуляционно закоммутирован с упомянутой мельницей на возврат недомолотой фракции крупных частиц, зумпф снабжен патрубком открытого подвода технологической воды и сообщен регулируемо перекрываемым всасывающим пульпопроводом на вход с турбонасосом, который в свою очередь сообщен напорным пульпопроводом с распределителем блока гидроциклонов, кроме того, зумпф через тройник и упомянутый всасывающий пульпопровод сообщен с напорным трубопроводом технологического водоснабжения с возможностью регулируемого переключения на размыв пульпы в зумпфе, а турбонасос регулируемо сообщен с аналогичным напорным трубопроводом с возможностью постостановочной промывки турбонасоса, при этом в гидроциклоне производительностью в (130÷450) м³/ч пропускаемой через него суспензии внутренний диаметр цилиндрической части корпуса, определяющий наибольший центробежный разбег объемной спиральной закрутки потока суспензии, выполнен превышающим в (2,7÷3,5) раз выходной диаметр сливного патрубка, а площадь поперечного сечения последнего составляет (1,25÷1,95) площади поперечного сечения питательного патрубка и в (4,8÷14,5) раз превышает площадь поперечного сечения выходного канала песковой насадки при угле конусности в нижней части корпуса, равном (14÷18) град.

При этом в качестве пульпового насоса может быть принят турбонасос типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 800 до 6000 м³/ч, например, марок от ПГН 800 до ПГН 6000 либо сблокированная система аналогичных насосов, обеспечивающих в совокупности требуемую суммарную производительность.

Система автоматического управления и контроля, выполненная двухуровневой, может быть оснащена блоками сбора, оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, останов, поддержание сбалансированной работы упомянутых агрегатов, технологических систем и исполнительных механизмов, а место оператора системы контроля оснащено устройствами визуализации параметров технологических процессов, в том числе, по меньшей мере, одним компьютером, монитором и принтером с сохранением значений технологических и диагностических параметров в базе данных в течение не менее двенадцати месяцев и возможностью отражать и воспроизводить данные схемы технологического комплекса и данные о состоянии оборудования.

Каждый гидроциклон, разработанный с вариантной производительностью разделения суспензий руд от 20 до 400 м³/ч и более, может быть выполнен предпочтительно сборным, состоящим из секций в виде сопряженных по высоте тел вращения с числом промежуточных цилиндрических секций, кроме цилиндрической приемной камеры, от нуля до двух, а конических от одной до трех и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала, например резины или полиуретана.

Каждый гидроциклон, разработанный с вариантной производительностью разделения суспензий руд от 130 до 450 м³/ч, может быть выполнен предпочтительно сборным, состоящим из секций в виде сопряженных по высоте тел вращения с числом промежуточных цилиндрических секций, кроме цилиндрической приемной камеры, от нуля до двух, а конических от одной до трех и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала, например резины или полиуретана.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении эффективности и качества разделения суспензий руд за счет разработанных в изобретении взаимосвязи технологических переделов измельчения, первичной фракционной классификации и последующего выделения из суспензий в гидроциклонах кондиционных фракций руд с рециркуляционным возвратом некондиционно крупных частиц на домол в мельницу тонкого помола. При этом разработанная система объединения в блоки гидроциклонов с разделением между ними общей производительности блока снижает центробежное изнашивающее воздействие на истираемые рабочие детали гидроциклонов, что приводит к более длительному сохранению проектных параметров, улучшая в эксплуатации качество разделения руд, повышая производительность и длительность межремонтной работы технологического комплекса.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен технологический комплекс системы разделения суспензий руд, технологическая схема;

на фиг.2 - технологическая компоновка гидроциклонов в блоке, вариант с двумя гидроциклонами, закоммутированными с распределителем питательными патрубками, вид спереди;

на фиг.3 - то же, вид сверху;

на фиг.4 - технологическая компоновка гидроциклонов в блоке, вариант с шестью гидроциклонами, закоммутированными с распределителем питательными патрубками, вид спереди;

на фиг.5 - то же, вид сверху;

на фиг.6 - гидроциклон с частичным разрезом, вид спереди.

Технологический комплекс системы разделения суспензий руд содержит блок гидроциклонов 1 с распределителем 2, электронасосный блок, состоящий, по меньшей мере, из одного пульпового насоса 3 с электроприводом, всасывающий и напорный пульпопроводы 4 и 5 соответственно, транспортер 6 подачи грубоизмельченной руды, мельницу 7 тонкого помола руды, фракционный классификатор 8, зумпф 9, систему 10 технологического водоснабжения, запорно-регулировочную арматуру с исполнительными механизмами, датчик 11 контроля давления, датчик расхода технологической воды в системе и датчик 12 уровня рудосодержащей суспензии - пульпы в зумпфе 9. Технологический комплекс содержит также предпочтительно двухуровневую систему автоматического управления и контроля (на чертежах не показано), включающую пульт местного управления и контроля и место оператора системы верхнего контроля.

Каждый гидроциклон 1 содержит цилиндроконический корпус 13 с приемной камерой 14 в верхней части, соединенной питательным патрубком 15 с распределителем 2 пульпы, снабжен крышкой со сливным патрубком 16, выступающим внутрь корпуса 13, по меньшей мере, на большую часть высоты приемной камеры 14, и песковой насадкой 17, объединенной понизу одноименным коллектором 18 с аналогичными насадками других гидроциклонов 1 с возможностью возврата на домол в мельницу 7 тонкого помола отсепарированных в гидроциклоне 1 негабаритно крупных частиц.

Мельница 7 тонкого помола в свою очередь соединена на входе с приемником 19 руды грубого помола и на выходе с фракционным классификатором 8, имеющим два выходных канала 20 и 21. Каналом 20 фракционный классификатор 8 сообщен по тонкоизмельченной фракции руды с зумпфом 9, а каналом 21 рециркуляционно закоммутирован с упомянутой мельницей 7 на возврат недомолотой фракции крупных частиц.

Зумпф 9 снабжен патрубком 22 открытого подвода технологической воды и сообщен регулируемо перекрываемым всасывающим пульпопроводом 4 на вход с турбонасосом 3, который в свою очередь сообщен напорным пульпопроводом 5 с распределителем 2 блока гидроциклонов 1. Зумпф 9 через тройник 23 системы 10 технологического водоснабжения и упомянутый всасывающий пульпопровод 4 сообщен с напорным трубопроводом 24 системы 10 технологического водоснабжения с возможностью регулируемого переключения на размыв пульпы в зумпфе 9. Турбонасос 3 регулируемо сообщен с аналогичным напорным трубопроводом 24 с возможностью постостановочной промывки турбонасоса 3.

В гидроциклоне 1 производительностью в (130÷450) м³/ч пропускаемой через него суспензии внутренний диаметр цилиндрической части корпуса 13, определяющий наибольший центробежный разбег объемной спиральной закрутки потока суспензии, выполнен превышающим в (2,7÷3,5) раз выходной диаметр сливного патрубка 16, а площадь поперечного сечения последнего составляет (1,25÷1,95) площади поперечного сечения питательного патрубка 15 и в (4,8÷14,5) раз превышает площадь поперечного сечения выходного канала песковой насадки 17 при угле конусности в нижней части корпуса 13, равном (14÷18) град.

В качестве пульпового насоса принят турбонасос 3 типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 800 до 6000 м³/ч, например, марок от ПГН 800 до ПГН 6000 либо сблокированная система аналогичных насосов, обеспечивающих в совокупности требуемую суммарную производительность.

Система автоматического управления и контроля, выполненная двухуровневой, оснащена блоками сбора, оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, останов, поддержание сбалансированной работы упомянутых агрегатов, технологических систем и исполнительных механизмов, а место оператора системы контроля оснащено устройствами визуализации параметров технологических процессов, в том числе, по меньшей мере, одним компьютером, монитором и принтером с сохранением значений технологических и диагностических параметров в базе данных в течение не менее двенадцати месяцев и возможностью отражать и воспроизводить данные схемы технологического комплекса и данные о состоянии оборудования.

Каждый гидроциклон 1, разработанный с вариантной производительностью разделения суспензий руд от 20 до 400 м³/ч и более, выполнен предпочтительно сборным, состоящим из секций 25 в виде сопряженных по высоте тел вращения с числом промежуточных цилиндрических секций, кроме цилиндрической приемной камеры 14, от нуля до двух, а конических от одной до трех и снабжен внутренней футеровкой 26 из износостойкого материала, например резины или полиуретана.

Каждый гидроциклон 1, разработанный с вариантной производительностью разделения суспензий руд от 130 до 450 м³/ч, выполнен предпочтительно сборным, состоящим из секций 25 в виде сопряженных по высоте тел вращения с числом промежуточных цилиндрических секций, кроме цилиндрической приемной камеры 14, от нуля до двух, а конических от одной до трех и снабжен внутренней футеровкой 26 из износостойкого материала, например резины или полиуретана.

Работает технологический комплекс следующим образом.

Подачу грубоизмельченной руды в систему разделения суспензий руд осуществляют по транспортеру 6. Далее руда поступает в мельницу 7 тонкого помола руды и оттуда во фракционный классификатор 8. Из фракционного классификатора недомолотые фракции крупных частиц руды по каналу 21 поступают на домол в мельницу 7, а тонкоизмельченные фракции руды по каналу 20 поступают в зумпф 9. Из зумпфа 9 суспензию руды турбонасосом 3 по пульпопроводам 4 и 5 подают в блок гидроциклонов 1.

Пульпа поступает в гидроциклон 1 через распределитель 2. Поток пульпы ускоряется в питательном патрубке 15 гидроциклона 1 и подводится в его цилиндрическую часть. Далее пульпа скользит вниз по внутренней конической части корпуса 13 гидроциклона 1 к песковой насадке 17. Основная часть извлекаемой мелкодисперсной фракции в виде суспензии поднимается вверх и через сливной патрубок 16 направляется в другие технологические системы. Более крупные фракции через песковую насадку 17 по коллектору 18 уходят вниз на домол в мельницу 7.

Системой автоматического управления и контроля поддерживают постоянными два параметра - постоянное давление на входе в гидроциклон 1 и заданный уровень суспензии руды в зумпфе 9. Постоянное давление поддерживают регулированием подачи количества воды в зумпфе 9, а уровень суспензии - изменением оборотов турбонасоса 3.

При изменении подачи суспензии руды в зумпф 9 изменяется уровень жидкости в зумпфе 9. В соответствии с величиной изменения уровня суспензии в зумпфе 9 от номинального увеличивают (или уменьшают) обороты турбонасоса 3, тем самым повышая (или понижая) давление на входе в гидроциклон 1.

При снижении давления ниже заданного (или повышении более заданного) увеличивается (или уменьшается) количество подаваемой воды в зумпф 9 в соответствии с величиной изменения давления. Уровень суспензии руды в зумпфе 9 увеличивается (или уменьшается), обороты турбонасоса 3 возрастают (или понижаются) и давление на входе в гидроциклон 1 восстанавливается.

Запуск и останов турбонасоса 3 осуществляют с пульта местного управления, расположенного у турбонасоса 3, или с места оператора системы управления верхнего уровня.

По окончании работы турбонасос 3 промывают через тройник 23 системы 10 технологического водоснабжения.

Таким образом, за счет разработанных в изобретении взаимосвязи технологических переделов измельчения, первичной фракционной классификации и последующего выделения из суспензий в гидроциклонах кондиционных фракций руд с рециркуляционным возвратом некондиционно крупных частиц на домол в мельницу тонкого помола повышается эффективность и качество разделения суспензий руд.

Изобретение относится к технике фракционного разделения суспензий руд. Технологический комплекс содержит блок гидроциклонов с распределителем суспензий в виде пульпы, электронасосный агрегат, всасывающий и напорный пульпопроводы, транспортер подачи грубоизмельченной руды, мельницу тонкого помола руды, фракционный классификатор, зумпф, систему технологического водоснабжения, запорно-регулировочную арматуру и систему автоматического управления и контроля. Каждый гидроциклон выполнен в виде цилиндроконического корпуса с приемной камерой в верхней части, соединенной питательным патрубком с распределителем пульпы, и снабжен крышкой со сливным патрубком и песковой насадкой, объединенной понизу одноименным коллектором с аналогичными насадками других гидроциклонов. Мельница соединена на входе с приемником руды грубого помола и на выходе с фракционным классификатором, имеющим два выходных канала, одним из которых последний сообщен по тонкоизмельченной фракции руды с зумпфом, а другим рециркуляционно закоммутирован с мельницей. Зумпф через тройник и всасывающий пульпопровод сообщен с напорным трубопроводом технологического водоснабжения с возможностью регулируемого переключения на размыв пульпы в зумпфе, а турбонасос регулируемо сообщен с аналогичным напорным трубопроводом. Обеспечивается повышение эффективности и качества разделения суспензий руд по фракциям при снижении энергозатрат, повышение стабильности и длительности работы без остановок на ремонт и замену быстроизнашиваемых деталей, совершенствование конструкций гидроциклонов. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Технологический комплекс разделения суспензий руд, характеризующийся тем, что он содержит блок гидроциклонов с распределителем суспензии в виде пульпы, электронасосный блок, состоящий, по меньшей мере, из одного пульпового насоса с электроприводом, всасывающий и напорный пульпопроводы, транспортер подачи грубоизмельченной руды, мельницу тонкого помола руды, фракционный классификатор, зумпф, систему технологического водоснабжения, запорно-регулировочную арматуру с исполнительными механизмами, датчики контроля давления, расхода технологической воды в системе и уровня рудосодержащей суспензии - пульпы в зумпфе, а также предпочтительно двухуровневую систему автоматического управления и контроля, включающую пульт местного управления и контроля и место оператора системы верхнего контроля, при этом каждый гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с приемной камерой в верхней части, соединенной питательным патрубком с распределителем пульпы, снабжен крышкой со сливным патрубком, выступающим внутрь корпуса, по меньшей мере, на большую часть высоты приемной камеры, и песковой насадкой, объединенной понизу одноименным коллектором с аналогичными насадками других гидроциклонов с возможностью возврата на домол в мельницу тонкого помола отсепарированных в гидроциклоне негабаритных крупных частиц, причем мельница тонкого помола соединена на входе с приемником руды грубого помола и на выходе - с фракционным классификатором, имеющим два выходных канала, одним из которых последний сообщен по тонкоизмельченной фракции руды с зумпфом, а другим рециркуляционно закоммутирован с упомянутой мельницей на возврат недомолотой фракции крупных частиц, причем зумпф снабжен патрубком открытого подвода технологической воды и сообщен регулируемо перекрываемым всасывающим пульпопроводом на вход с турбонасосом, который сообщен напорным пульпопроводом с распределителем блока гидроциклонов, при этом зумпф через тройник и упомянутый всасывающий пульпопровод сообщен с напорным трубопроводом технологического водоснабжения с возможностью регулируемого переключения на размыв пульпы в зумпфе, а турбонасос регулируемо сообщен с аналогичным напорным трубопроводом с возможностью постостановочной промывки турбонасоса, при этом в гидроциклоне производительность 130÷450 м³/ч пропускаемой через него суспензии, внутренний диаметр цилиндрической части корпуса, определяющий наибольший центробежный разбег объемной спиральной закрутки потока суспензии, выполнен превышающим в 2,7÷3,5 раз выходной диаметр сливного патрубка, а площадь поперечного сечения последнего составляет 1,25÷1,95 площади поперечного сечения питательного патрубка и в 4,8÷14,5 раз превышает площадь поперечного сечения выходного канала песковой насадки при конусности в нижней части корпуса, равной 14÷18°.

2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве пульпового насоса он содержит турбонасос типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 800 до 6000 м³/ч, например, марок от ПГН 800 до ПГН 6000, либо сблокированную систему аналогичных насосов, обеспечивающих в совокупности требуемую суммарную производительность.

3. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что система автоматического управления и контроля, выполненная двухуровневой, оснащена блоками сбора, оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, останов, поддержание сбалансированной работы упомянутых агрегатов, технологических систем и исполнительных механизмов, а место оператора системы контроля оснащено устройствами визуализации параметров технологических процессов, в том числе, по меньшей мере, одним компьютером, монитором и принтером с сохранением значений технологических и диагностических параметров в базе данных в течение не менее двенадцати месяцев с возможностью отражения и воспроизводства данных схемы технологического комплекса и данных о состоянии оборудования.

4. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждый гидроциклон имеет производительность разделения суспензий руд от 20 до 400 м³/ч и более, выполнен предпочтительно сборным, состоящим из секций в виде сопряженных по высоте тел вращения с числом промежуточных цилиндрических секций без цилиндрической приемной камеры до двух, а конических - от одной до трех и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала в виде резины или полиуретана.

5. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждый гидроциклон с производительностью разделения суспензий руд от 130 до 450 м³/ч выполнен предпочтительно сборным, состоящим из секций в виде сопряженных по высоте тел вращения с числом промежуточных цилиндрических секций без цилиндрической приемной камеры до двух, а конических - от одной до трех и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала в виде резины или полиуретана.