СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СМЕРЗАНИЯ ВЛАЖНОГО СЫПУЧЕГО ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО ПРОДУКТА ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА Российский патент 2013 года по МПК C09K3/18 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для предотвращения смерзания частиц железосодержащего продукта, полученных в результате обогащения руд черных и цветных металлов. В частности, способ может эффективно использоваться для предотвращения смерзания обогащенного материала - железорудного концентрата при его транспортировании в условиях низких температур без применения средств подогрева транспортных средств и непосредственно обработки самой железосодержащей массы.

Известен способ предотвращения от смерзания материалов, реализованный с помощью продуктов полученных в результате нефтоперегонки (АС СССР №1620466, опубл. Бюл. №2, 1991). Этими продуктами обрабатывают поверхность транспортных емкостей, а также самую железосодержащую массу, которая транспортируется. Предотвращение смерзания достигается путем образования пленки из тяжелых нефтепродуктов на поверхности транспортной емкости или поверхности частиц железосодержащего продукта. Эта пленка, обеспечивая гидрофобное покрытие на нанесенной поверхности, не позволяет примерзать и смерзаться обработанному материалу даже при низкой температуре окружающей среды.

Недостатком известного способа является то, что применение тяжелых нефтепродуктов для обработки поверхностей и материалов требует дополнительных затрат на снижение их густоты в условиях выполнения работ при низкой температуре окружающей среды. Применение растворителей неоправданно увеличивает стоимость работ и, соответственно, себестоимость выпускаемой продукции.

Кроме того, обработка тяжелыми нефтепродуктами частиц железосодержащего продукта, полученных в результате обогащения руды, технологически нежелательна из-за того, что образованная пленка практически не смывается, а ее наличие отрицательно сказывается на качественных показателях железорудного концентрата.

Окатыши из концентрата, который содержит нефтепродукты получаются с низкими прочностными характеристиками, а если конечной целью являются получение из исходного сырья агломерата, то наличие в нем нефтепродуктов приводит к значительным выбросам в атмосферу канцерогенных веществ, что приводит к ухудшению экологической обстановки промышленного региона, а также ухудшению санитарно-гигиенических условий работы обслуживающего персонала.

Использование легкой фракции нефтепродуктов для предотвращения смерзания практически не представляется возможным из-за их высокой испаряемости и стоимости.

Известен способ обработки материалов, для предотвращения смерзания сыпучих продуктов, который заключается в создании смеси из золы, формиата натрия и полиспиртов (ТУ 84-1067-85, 01.12.85).

Недостатком известного способа является то, что его эффективность ограничивается недостаточно глубоко отрицательной температурой окружающей среды. Указанный состав компонентов вязок уже при температуре ниже минус 10°C, а снижение его вязкости требует выполнения дополнительных мер по подогреву смеси для следующей обработки поверхностей.

Это значительно увеличивает стоимость работ по предотвращению примерзания влажной сыпучей массы к стенкам и днищу транспортного средства.

Использование известного способа для обработки влажной массы железосодержащего продукта, не позволяет делать ее сыпучей и полностью предотвратить ее смерзание. Кроме того, наличие в составе частиц золы, снижает качество получаемого продукта.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ предотвращения смерзания влажного сыпучего железосодержащего продукта обогатительного процесса, раскрытый в АС СССР №1664808, опубл. 23.07.1991 г. Бюл. №27.

Способ предусматривает приготовление средства, которое содержит регламентированное количество естественного бишофита содержащего хлорида магния или кальция с включением аммиака и мелласной упаренной барды.

Недостатком известного способа является то, что известное средство представляет собой искусственно сделанное поликомпонентное вещество. В связи с этим реализация способа связана со значительными материальными и трудовыми затратами при изготовлении средства и нанесение его на влажный железосодержащий продукт.

Известный способ предусматривает обработку продукта веществом, которое содержит в своем составе аммиак, что отрицательно сказывается на экологии рабочего места в изолированном пространстве цехов обогатительных фабрик. Кроме того, способ предусматривает обработку железосодержащего продукта, веществом, которое содержит органическое соединение - мелласную упаренную барду, которая сгорая при термической обработке железосодержащего продукта в виде концентрата или окатышей, будет выделять газы, состав которых отрицательно сказываются на экологии не только рабочего места, но и промышленного региона.

Задачей изобретения является усовершенствование способа предотвращения смерзания влажного сыпучего железосодержащего продукта обогатительного процесса, который содержит разновидности магнетита, гематита, мартита, гетита, гидрогетита, кварца, за счет применения аэрозольной обработки влажного материала раствором бишофита регламентированной концентрации и расхода.

Технический результат от реализации изобретения состоит в достижении высокой эффективности предотвращения смерзания железосодержащего продукта, представленного мелкими частицами в условиях низких температур, а также использование продукта естественного происхождения обеспечивающего высокий уровень экологичности при использовании.

Ожидаемый результат от реализации изобретения заключается в снижении затрат на горно-обогатительных комбинатах при выполнении мероприятий по предотвращению смерзания грузов в условиях низких температур, а также повышению производительности работы по обработке железосодержащего продукта.

Поставленная цель достигается за счет того, что способ предотвращения смерзания влажного сыпучего железосодержащего продукта обогатительного процесса включает обработку продукта раствором естественного бишофита.

В соответствии с изобретением, железосодержащий продукт обогатительного процесса обрабатывают 70-80% раствором бишофита в виде аэрозоли, до момента смачивания им поверхности частиц железосодержащего продукта, при расходе раствора бишофита в количестве 8-17 килограммов на одну тонну влажного сыпучего продукта.

Для повышения эффективности взаимодействия влажного сыпучего материала железосодержащего продукта обогатительного процесса и раствора бишофита, им придают противоположную магнитную полюсность.

Для обеспечения непрерывности технологического цикла обогащения железных руд в условиях низких температур, аэрозольную обработку раствором бишофита осуществляют после механического обезвоживания влажного железосодержащего продукта, например, после фильтрации в зоне продувки.

Способ реализуется следующим образом.

В условиях низких температур усложняется работа горно-обогатительных комбинатов тем, что транспортирование и переработка обогащенного продукта связана с возможностью его смерзания. Смерзание обогащенного продукта вызвано его высокой влажностью и мелкодисперсностью фракционного состава. В результате низкой температуры обогащенный продукт превращается в монолитную массу, для разгрузки которой и размерзания необходимы значительные материальные и энергетические затраты. Все это увеличивает себестоимость полученного железорудного концентрата и в целом себестоимость продукции для металлургической промышленности.

В результате выполненных исследований было установлено, что обогащенный железосодержащий продукт эффективно взаимодействует с раствором бишофита. В результате этого взаимодействия на поверхности каждой частицы железосодержащего продукта образуется стойкая пленка раствора, величина поверхностного натяжения которой обеспечивает ее сохранение на все время транспортирования груза - обогащенного продукта.

Полученные результаты показали, что для влажного сыпучего материала, представленного мелкофракционным железосодержащим сырьем, наиболее оптимальным является раствор бишофита, концентрация которого составляет 70-80%. Концентрация раствора свыше 80% не дает прироста морозоустойчивости материала и является технически и экономически нецелесообразным. При уменьшении концентрации раствора менее 70% снижается уровень морозоустойчивости обработанного материала, а также снижается взаимная подвижность зерен обработанного продукта и, как следствие, усложняется его разгрузку из транспортного средства.

Кроме того, установленная концентрация раствора позволяет отказаться от обработки транспортных емкостей, тем самым сократить затраты бишофита и сократить время подготовки и загрузка железорудной продукции.

Установленный диапазон концентрации бишофита в растворе позволяет предотвратить смерзание сыпучего железосодержащего материала до минус 40°C окружающей среды.

Наиболее эффективным способом обработки сыпучего материала является его взаимодействие с раствором бишофита, который приводят в аэрозольное состояние. При таком состоянии раствора обеспечивается максимальное взаимодействие мелких частиц железосодержащего продукта и мелких взвешенных частиц бишофита, в результате чего каждая частица железосодержащего продукта обволакивается микрокаплей раствора бишофита. При этом на каждой частичке материала располагается ровно столько раствора, сколько необходимо для создания стойкой пленки противодействующему смерзанию.

При аэрозольной обработке сыпучей массы оптимальным является расход раствора бишофита, которая составляет 8-17 килограммов на одну тонну влажного сыпучего материала. Установленный диапазон расхода раствора бишофита позволяет обеспечить противодействие смерзанию до минус 40°C окружающей среды. Колебание расхода раствора внутри заявленного диапазона зависит от соотношения гранулометрического состава частиц железосодержащего продукта различных размеров в общей массе обрабатываемого материала.

Расход раствора бишофита менее 8 килограммов на одну тонну влажного сыпучего материала не обеспечивает полноценного покрытия частиц железосодержащего продукта, а расход раствора больше 17 килограммов на одну тонну влажного сыпучего материала не дает прироста морозоустойчивости и приведет к экономически и технически неоправданному перерасходу бишофита.

Полученные результаты экспериментальных исследований показывают, что повышение эффективности взаимодействия раствора бишофита с сыпучим железосодержащим сырьем может быть достигнуто за счет придания этим продуктам противоположной магнитной полюсности. Это может быть достигнуто разными способами, в том числе путем применения электростатического оборудования. Разная полюсность сыпучего продукта и бишофита позволяет последний закрепить на поверхности частицы железосодержащего продукта, а также минимизировать затраты бишофита при обработке сыпучей массы.

Примером реализации способа являются его промышленные испытания на горно-обогатительном комбинате, где для предотвращения смерзания железосодержащего продукта при его транспортировании, осуществляли следующие операции:

- приготовление раствора бишофита с концентрацией, составляющей 70-80%;

- подачу приготовленного раствора бишофита в накопительную емкость;

- размещение распыляющих форсунок в зоне продувки железосодержащего продукта (железорудного концентрата) после его заключительной фильтрации;

- создание аэрозольного потока взаимодействующего с частицами железосодержащего продукта.

- регулирование объема подачи раствора бишофита при его расходе в диапазоне 8-17 килограммов на одну тонну железосодержащего продукта.

- погрузку обработанного железосодержащего продукта в транспортный сосудю

Исследования показали, что после сушки, влажность железосодержащего продукта стандартно составляет 8-10%. При обработке железосодержащего продукта раствором бишофита, количество которого составляет 8-17 килограммов на одну тонну железосодержащего продукта, влажность обработанного продукта практически не изменяется.

С точки зрения минимизации затрат времени и трудоемкости работ, наиболее целесообразным является выполнения аэрозольной обработки раствором бишофита после механического обезвоживания влажного железосодержащего продукта, например, после фильтрации в зоне продувки. При такой обработке готовый сыпучий товарный продукт может сразу же отгружаться в транспортные средства без их простоя и предварительной обработки даже в условиях низких температур.

Проведенные исследования и опытно-промышленные испытания показали высокую эффективность способа при выполнении мероприятий по предотвращению смерзания обогащенного железосодержащего продукта мелкого фракционного состава.

Использование способа позволяет минимизировать затраты на транспортирование обогащенного сыпучего продукта в условиях низких температур.

Изобретение может быть использовано для предотвращения смерзания металлосодержащих минеральных частиц, полученных в результате обогащения руд черных металлов. Железосодержащий продукт обогатительного процесса обрабатывают 70-80% раствором бишофита в виде аэрозоля. Поверхность частицы железосодержащего продукта смачивают раствором бишофита при расходе его в количестве 8-17 килограммов на одну тонну влажного сыпучего продукта. Достигается высокая эффективность предотвращения смерзания железосодержащего продукта в условиях низких температур. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Способ предотвращения смерзания влажного сыпучего железосодержащего продукта обогатительного процесса, включающий обработку железосодержащего продукта раствором бишофита, отличающийся тем, что железосодержащий продукт обогатительного процесса обрабатывают путем смачивания поверхности частиц железосодержащего продукта 70-80%-ным раствором бишофита в виде аэрозоля при его расходе 8-17 кг на одну тонну влажного сыпучего продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что железосодержащему продукту обогатительного процесса и раствора бишофита придают противоположную магнитную полюсность.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрозольную обработку раствором бишофита осуществляют после механического обезвоживания влажного железосодержащего продукта.