ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС СИСТЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ РУД Российский патент 2012 года по МПК B04C5/00 B03B5/34 

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 горно-рудной 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 С1, 10.05.2002).

Известен технологический комплекс, содержащий гидроциклонную установку, включающую емкости для исходной 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 С1, 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 (14÷18) м³/ч пропускаемой через него суспензии внутренний диаметр цилиндрической части корпуса, определяющий наибольший центробежный разбег объемной спиральной закрутки потока суспензии, выполнен превышающим в (3,5÷5,0) раз выходной диаметр сливного патрубка, а площадь поперечного сечения последнего составляет (0,6÷1,0) площади поперечного сечения питательного патрубка и в (6÷25) 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 20 до 200 м³/ч, например, марок от ПГН 20 до ПГН 200.

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 может быть выполнен, предпочтительно, сборным, состоящим из набора секций с цилиндрическим и коническим профилем внутреннего объема с круглоцилиндрической внешней конфигурацией первых и вторых из указанных секций, и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала, например резины или полиуретана, при этом коническая часть внутреннего профиля корпуса образована футеровкой, выполненной на указанном участке переменной толщины, увеличивающейся в зоне наиболее интенсивного износа отсепарированными в гидроциклоне негабаритно крупными частицами руды в виде рудного песка на разницу между цилиндрическим внешним и коническим внутренним профилями по направлению к песковой насадке.

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 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;

на фиг.2 - блок гидроциклонов с распределителем с частичным вертикальным разрезом, вид спереди;

на фиг.3 - технологическая компановка гидроциклонов в блоке, вариант с шестью гидроциклонами, закоммутированными с распределителем питательными патрубками, вид сверху;

на фиг.4 - технологическая компановка гидроциклонов в блоке, вариант с двенадцатью гидроциклонами, закоммутированными с распределителем питательными патрубками, вид сверху;

на фиг.5 - гидроциклон, 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 контроля давления 11, 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 и упомянутый всасывающий пульпопровод 4 сообщен с напорным трубопроводом 24 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.

В гидроциклоне 1 производительностью в (14÷18) м³/ч пропускаемой через него суспензии внутренний диаметр цилиндрической части корпуса 13, определяющий наибольший центробежный разбег объемной спиральной закрутки потока суспензии, выполнен превышающим в (3,5÷5,0) раз выходной диаметр сливного патрубка 16. Площадь поперечного сечения сливного патрубка 16 составляет (0,6÷1,0) площади поперечного сечения питательного патрубка 15 и в (6÷25) 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 20 до 200 м³/ч, например, марок от ПГН 20 до ПГН 200.

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 выполнен, предпочтительно, сборным, состоящим из набора секций 25 с цилиндрическим и коническим профилем внутреннего объема с круглоцилиндрической внешней конфигурацией первых и вторых из указанных секций 25, и снабжен внутренней футеровкой 26 из износостойкого материала, например резины или полиуретана.

Коническая часть внутреннего профиля корпуса 13 может быть образована футеровкой 26, выполненной на указанном участке переменной толщины, увеличивающейся в зоне наиболее интенсивного износа отсепарированными в гидроциклоне 1 негабаритно крупными частицами руды в виде рудного песка на разницу между цилиндрическим внешним и коническим внутренним профилями по направлению к песковой насадке 17.

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 в 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 суспензия 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, электронасосный агрегат, всасывающий и напорный пульпопроводы, транспортер подачи грубоизмельченной руды, мельницу тонкого помола руды, фракционный классификатор, зумпф, систему технологического водоснабжения, запорно-регулировочную арматуру, систему автоматического управления и контроля. Каждый гидроциклон содержит цилиндроконический корпус с приемной камерой в верхней части, соединенной питательным патрубком с распределителем пульпы, крышку со сливным патрубком, песковую насадку. Мельница соединена на входе с приемником руды грубого помола и на выходе с фракционным классификатором, имеющим два выходных канала, одним из которых он сообщен с зумпфом, а другим - с мельницей. Турбонасос регулируемо сообщен с напорным трубопроводом. В гидроциклоне внутренний диаметр цилиндрической части корпуса выполнен превышающим в (3,5÷5,0) раз выходной диаметр сливного патрубка, площадь поперечного сечения последнего составляет (0,6÷1,0) площади поперечного сечения питательного патрубка и в (6÷25) раз превышает площадь поперечного сечения выходного канала песковой насадки. Технический результат - повышение эффективности и качества разделения суспензий руд по фракциям при снижении энергозатрат. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Технологический комплекс системы разделения суспензий руд, характеризующийся тем, что 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 (14÷18) м³/ч пропускаемой через него суспензии внутренний диаметр цилиндрической части корпуса, определяющий наибольший центробежный разбег объемной спиральной закрутки потока суспензии, выполнен превышающим в (3,5÷5,0) раз выходной диаметр сливного патрубка, а площадь поперечного сечения последнего составляет (0,6÷1,0) площади поперечного сечения питательного патрубка и в (6÷25) раз превышает площадь поперечного сечения выходного канала песковой насадки при угле конусности в нижней части корпуса, равном (14÷18) град.

2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве пульпового насоса принят турбонасос типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 20 до 200 м³/ч, например, марок от ПГН 20 до ПГН 200.

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 и возможностью отражать и воспроизводить данные схемы технологического комплекса и данные о состоянии оборудования.

4. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждый гидроциклон выполнен, предпочтительно, сборным, состоящим из набора секций с цилиндрическим и коническим профилем внутреннего объема с круглоцилиндрической внешней конфигурацией первых и вторых из указанных секций, и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала, например резины или полиуретана, при этом коническая часть внутреннего профиля корпуса образована футеровкой, выполненной на указанном участке переменной толщины, увеличивающейся в зоне наиболее интенсивного износа отсепарированными в гидроциклоне негабаритно крупными частицами руды в виде рудного песка на разницу между цилиндрическим внешним и коническим внутренним профилями по направлению к песковой насадке.