RU2847282C1 - Мобильная установка для обогащения угля - Google Patents

Abstract

Предложенное изобретение относится к обогащению угля и может быть использовано в горнообогатительной отрасли промышленности. Мобильная установка для обогащения угля содержит установленное на транспортном средстве обогатительное оборудование. Обогатительное оборудование состоит из модуля обогащения и модуля сгущения. Модуль обогащения включает в себя тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон, выполненный с возможностью получения и направления концентрата и хвостов в грохоты отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, центрифугу для обезвоживания концентрата класса 1-13 мм, полученного на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, магнитный барабанный сепаратор для регенерации некондиционной суспензии, полученной на грохотах отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, обеспечивающий получение магнетитового концентрата и хвостов, направляемых в классифицирующий гидроциклон, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта класса 0,5-1 мм на обогащение в спиральный сепаратор, выполненный с возможностью направления концентрата на обезвоживание в центрифугу для обезвоживания совместно с концентратом класса 1-13 мм, полученным на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и направления отходов на грохот отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания совместно с хвостами тяжелосредного 2-х продуктового безнапорного гидроциклона и насосные агрегаты. Модуль сгущения включает пластинчатый сгуститель для приема тонких шламов крупностью 0-0,5 мм классифицирующих гидроциклонов, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта на ленточный фильтр-пресс для обезвоживания с выделением фильтрата и кека, насосные агрегаты и бак оборотной воды. Транспортным средством являются два трала, выполненные с возможностью транспортирования седельными тягачами, на одном из которых установлен модуль обогащения, а на другом - модуль сгущения. Технический результат - обеспечение обогащения угля в непосредственной близости от места добычи при соблюдении автономности, экологической безопасности и с возможностью перемещения обогатительной установки. 5 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к обогащению угля и может быть использовано в горно-обогатительной отрасли промышленности.

Широко известны угольные обогатительные фабрики, представляющие собой горные предприятия для переработки большого объема сырья, добытого на одном или группе добывающих горных предприятий (шахт или разрезов).

Недостатки обогатительных фабрик заключаются в том, что их строительство целесообразно только при достаточно большом объеме сырья (нескольких миллионов тонн в год), предполагает ведение дорогостоящих, длительных и трудозатратных подготовительных и обслуживающих работ, высокое потребление энергетических и водных ресурсов. Обогатительные фабрики являются объектами капитального строительства, что исключает возможность их перемещения. Отходы производства обогатительных фабрик значительно загрязняют экологию их местонахождения и требуют переработки и рекультивации.

Известна передвижная обогатительная фабрика, например, обогатительная установка «Первопроходец» (интернет адрес: https://addrecovery.ru/mobilnaja-zif-pervoprohodec/). Данная обогатительная установка предназначенная, как для добычи золота при отработке малых месторождений, так и для проведения валового опробования в процессе геологоразведочных работ с производительностью до 500 т/сутки. Обогатительная установка «Первопроходец» не может использоваться для обогащения углей.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является мобильная обогатительная установка для обогащения угля, включающая обогатительное оборудование, связанное в единую технологическую схему, смонтированная на трале (ЕР 0659487 А1). Данная обогатительная установка предназначена для обогащения угля тяжелосредным барабанным сепаратором. Недостатками данной установки являются отсутствие оборудования для осветления шламовых вод и обогащения угольных шламов.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении обогащения угля в непосредственной близости от места добычи при соблюдении автономности, экологической безопасности и возможности перемещения обогатительной установки.

Технический результат достигается тем, что мобильная установка для обогащения угля, содержащая установленное на транспортном средстве обогатительное оборудование состоит из модуля обогащения и модуля сгущения, при этом модуль обогащения включает в себя тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон, выполненный с возможностью получения и направления концентрата и хвостов в грохоты отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, центрифугу для обезвоживания концентрата класса 1-13 мм, полученного на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, магнитный барабанный сепаратор для регенерации некондиционной суспензии, полученной на грохотах отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, обеспечивающий получение магнетитового концентрата и хвостов, направляемых в классифицирующий гидроциклон, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта класса 0,5-1 мм на обогащение в спиральный сепаратор, выполненный с возможностью направления концентрата на обезвоживание в центрифугу для обезвоживания совместно с концентратом класса 1-13 мм, полученным на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и направления отходов на грохот отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания совместно с хвостами тяжелосредного 2-х продуктового безнапорного гидроциклона и насосные агрегаты, а модуль сгущения включает пластинчатый сгуститель для приема тонких шламов крупностью 0-0,5 мм классифицирующих гидроциклонов, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта на ленточный фильтр-пресс для обезвоживания с выделением фильтрата и кека, насосные агрегаты и бак оборотной воды, причем в качестве транспортного средства используют два трала, выполненных с возможностью транспортирования седельными тягачами, на одном из которых установлен модуль обогащения, а на другом - модуль сгущения.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фигурах показаны:

Фиг. 1 - План расположения мобильной установки в рабочем положении;

Фиг. 2 - Модуль обогащения;

Фиг. 3 - Модуль сгущения;

Фиг. 4 - Предполагаемая схема соединений оборудования;

Фиг. 5 - Качественно-количественная схема мобильной обогатительной установки.

На фигурах позициями показаны:

Фигура 1

поз. 1 - модуль обогащения;

поз. 2 - модуль сгущения;

поз. 3 - зумпф приготовления магнетитовой суспензии;

поз. 4 - конвейер отходов;

поз. 5 - конвейер концентрата;

поз. 6 - конвейер кека;

поз. 7 - конвейер рядового угля;

Фигура 2

поз. 8 - тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон;

поз. 9 - грохот отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания продуктов обогащения;

поз. 10 - насосный агрегат;

поз. 11 - насосный агрегат;

поз. 12 - грохот отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания продуктов обогащения;

поз. 13 - насосный агрегат;

поз. 14 - вибрационная центрифуга;

поз. 15 - насосный агрегат;

поз. 16 - магнитный барабанный сепаратор;

поз. 17 - насосный агрегат;

поз. 18 - гидроциклон классифицирующий;

поз. 19 - спиральный сепаратор

Фигура 3

поз. 20 - сгуститель пластинчатый;

поз. 21 - насосный агрегат;

поз. 22 - насосный агрегат;

поз. 23 - насосный агрегат;

поз. 24 - ленточный пресс-фильтр;

поз. 25 - насосный агрегат;

поз. 26 - бак оборотной воды;

поз. 27 - СПФ

Мобильная обогатительная установка для обогащения угля МОУ-1 производительностью 100 т/ч, представляет собой передвижной комплекс оборудования для обогащения рядового угля класса 0-50 мм, с получением конечных продуктов - концентрата и отходов.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Основное технологическое оборудование размещено на двух тралах (фиг. 1 поз. 1,2), тралы седельными тягачами доставляются на площадку размещения мобильной обогатительной установки для обогащения угля. Также на площадку доставляются ленточные конвейеры (поз. 4,5,6,7), зумпф приготовления магнетитовой суспензии (поз. 3) на отдельном транспортном средстве.

Размещение модулей и ленточных конвейеров на месте проведения работ может меняться в зависимости от расположения мест подачи угля, отвальных хвостов и готового продукта. В случае необходимости установка может быть перевезена на новое место.

Мобильная обогатительная установка для обогащения угля включает в себя: тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон (поз. 8), грохоты отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания продуктов обогащения (поз. 9,12), центрифугу для обезвоживания товарной продукции (поз. 14), магнитный барабанный сепаратор (поз. 16), классифицирующие гидроциклоны (поз. 18), спиральные сепараторы (поз. 19), пластинчатый сгуститель (поз. 20), ленточный фильтр-пресс (поз. 24), ленточные конвейеры и насосные агрегаты, водно-шламовая схема является замкнутой, питание водой может осуществляться посредством насосов из автономных источников, а энергообеспечение может производиться посредством одного или нескольких дизель-генераторов.

Мобильная обогатительная установка работает следующим образом:

Уголь класса 0-50 мм, подается в тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон (поз. 8), где происходит обогащение с выделением двух продуктов - концентрата и отходов. Концентрат класса 0-50 мм подается на отмыв от суспензии и обезвоживание на грохот (поз. 9), где выделяются: кондиционная суспензия, некондиционная суспензия и обезвоженный концентрат обогащения.

Концентрат класса 13-50 мм подается ленточным конвейером (поз. 5) на склад товарной продукции.

Концентрат класса 1-13 мм с грохота (поз. 9) подается на обезвоживание на центрифугу (поз. 14), с выделением обезвоженного концентрата и фугата.

Обезвоженный концентрат центрифуги (поз. 14) подается ленточным конвейером (поз. 5) на склад товарной продукции.

Отходы тяжелосредного 2-х продуктового безнапорного гидроциклона (поз. 8) подаются на отмыв от суспензии и обезвоживание на грохот (поз. 12), где выделяются: некондиционная суспензия и обезвоженные отходы обогащения.

Кондиционная суспензия возвращается обратно в процесс обогащения. Некондиционная суспензия подается на регенерацию, в магнитный барабанный сепаратор (поз. 16), с выделением магнетитового концентрата и хвостов регенерации.

Магнетитовый концентрат подается возвращается обратно в процесс обогащения, хвосты регенерации магнитного барабанного сепаратора подаются на классификацию в классифицирующие гидроциклоны (поз. 18). На классифицирующих гидроциклонах (поз.18) происходит разделение шламов по крупности 0,5 мм. Сгущенный продукт классифицирующих гидроциклонов (поз. 18) класса 0,5-1 мм подается на обогащение в спиральные сепараторы (поз. 19), с выделением концентрата класса 0,5-1 мм и отходов класса 0,5-1 мм.

Концентрат спиральных сепараторов (поз. 19) класса 0,5-1 мм подается на обезвоживание в центрифугу (поз. 14) совместно с концентратом класса 1-13 мм.

Отходы спиральных сепараторов класса 0,5-1 мм подаются на обезвоживание на грохот (поз. 12). Обезвоженные отходы класса 0,5-50 мм подаются ленточным конвейером (поз. 4) на склад отходов.

Тонкие шламы классифицирующих гидроциклонов (поз. 18) класса 0-0,5 подаются на сгущение в пластинчатый сгуститель (поз. 20). Сливы пластинчатого сгустителя применяются в качестве оборотной воды, сгущенный продукт пластинчатого сгустителя подается на ленточный фильтр-пресс (поз. 24) для обезвоживания, с выделением фильтрата и кека. Кек ленточным конвейером (поз. 6) подается на склад кека.

Водно-шламовая схема, замкнутая через пластинчатый сгуститель (поз. 20).

В преимущественном варианте исполнения предлагаемого изобретения энергообеспечение производится посредством дизель-генератора.

Далее в таблице 1 представлены характеристики оборудования мобильной обогатительной установки мощностью 100 т/ч.

Далее следует список оборудования, которое может применяться в технологическом процессе мобильной обогатительной установки, с разбиением по операциям:

2. Извлечение полезного компонента методом тяжелых сред.

Применяемое оборудование:

2.1. Сепаратор барабанный тяжелосредный WEMCO;

2.2. Сепаратор барабанный тяжелосредный СБС5;

2.3. Сепаратор типа DISAS;

2.4. Сепаратор типа СКВ;

2.5. Сепаратор типа СКВП;

2.6. Сепаратор тяжелосредный центробежно-гравитационный (ЦГТС);

2.7. Сепаратор тяжелосредный «Теска»;

2.8. Сепаратор тяжелосредный корытного типа «МакНэлли Ло-Фло»;

2.9. Сепаратор тяжелосредный корытного типа «МакНэлли Тромпа»;

2.10. Сепаратор тяжелосредный ванного типа «Ридлей Скол»;

2.11. Сепаратор тяжелосредный типа «ООС»

2.12. Сепаратор тяжелосредный типа «Дрюбой»

2.13. Сепаратор тяжелосредный типа «Норволта»

2.14. Сепаратор тяжелосредный типа «NCB Ворсил»;

2.15. Сепаратор тяжелосредный типа «ДайанаВайэрпул»;

2.16. Сепаратор тяжелосредный типа «Larcodems»;

2.17. Сепаратор тяжелосредный типа «Три-Фло»;

2.18. Сепаратор тяжелосредный типа «SeproCondor»;

2.19. Гидроциклоны тяжелосредные двухпродуктовые;

2.20. Гидроциклоны тяжелосредные трехпродуктовые.

3. Отмыв и обезвоживание товарной продукции.

Применяемое оборудование:

3.1. Грохот инерционный легкого типа;

3.2. Грохот инерционный тяжелого типа;

3.3. Грохот инерционный самобалансный легкого типа;

3.4. Грохот инерционный самобалансный тяжелого типа;

3.5. Грохот типа «Tabor»;

3.6. Грохот типа «Conn-Weld»;

3.7. Грохот типа SF;

3.8. Грохот типа SS;

3.9. Грохот типа SkH;

3.10. Грохот вибрационный с круговым движением.

4. Регенерация магнетитовой суспензии. Применяемое оборудование:

4.1. Сепаратор электромагнитный барабанный:

1) с прямоточной ванной;

2) с противоточной ванной;

3) с полупротивоточной ванной;

4) с полупротивоточной циркуляционной ванной;

5) с регенерационной ванной.

4.2. Сепаратор магнитный барабанный:

1) с прямоточной ванной;

2) с противоточной ванной;

3) с полупротивоточной ванной;

4) с полупротивоточной циркуляционной ванной;

5) с регенерационной ванной.

5. Сгущение угольных шламов.

Применяемое оборудование:

5.1. Сгуститель цилиндроконический;

5.2. Сгуститель радиальный;

5.3. Сгуститель комбинированного типа;

5.4. Сгуститель тонкослойный;

5.5. Сгуститель пластинчатый;

5.6. Сгустительные воронки;

5.7. Высоконапорные сгустительные воронки;

5.8. Сгустители типа «Е-cat».

6. Обезвоживание угольных шламов.

Применяемое оборудование:

6.1. Вакуум-фильтры дисковые;

6.2. Вакуум-фильтры дисковые с керамическими элементами;

6.3. Фильтр-прессы ленточные;

6.4. Фильтр ленточный вакуумный;

6.5. Фильтр-пресс камерный;

6.6. Фильтр-пресс камерно-мембранные;

6.7. Концентрационные столы.

7. Вспомогательное оборудование.

Транспортное оборудование:

7.1. Элеваторы;

7.2. Конвейеры скребковые стационарные;

7.3. Конвейеры ленточные;

7.4. Канатные конвейеры;

7.5. Пластинчатые конвейеры;

7.6. Спиральные конвейеры;

8. Насосное оборудование:

8.1. Углесосы;

8.2. Насосы центробежные;

8.3. Насосы суспензионные;

8.4. Насосы вакуумные;

8.5. Насосы пульповые.

В таблице 2 показана экспликация показанного на фигурах чертежей оборудования с данными о производительности.

Мобильная установка для обогащения угля, содержащая установленное на транспортном средстве обогатительное оборудование, отличающая тем, что обогатительное оборудование состоит из модуля обогащения и модуля сгущения, при этом модуль обогащения включает в себя тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон, выполненный с возможностью получения и направления концентрата и хвостов в грохоты отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, центрифугу для обезвоживания концентрата класса 1-13 мм, полученного на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, магнитный барабанный сепаратор для регенерации некондиционной суспензии, полученной на грохотах отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, обеспечивающий получение магнетитового концентрата и хвостов, направляемых в классифицирующий гидроциклон, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта класса 0,5-1 мм на обогащение в спиральный сепаратор, выполненный с возможностью направления концентрата на обезвоживание в центрифугу для обезвоживания совместно с концентратом класса 1-13 мм, полученным на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и направления отходов на грохот отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания совместно с хвостами тяжелосредного 2-х продуктового безнапорного гидроциклона и насосные агрегаты, а модуль сгущения включает пластинчатый сгуститель для приема тонких шламов крупностью 0-0,5 мм классифицирующих гидроциклонов, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта на ленточный фильтр-пресс для обезвоживания с выделением фильтрата и кека, насосные агрегаты и бак оборотной воды, причем в качестве транспортного средства используют два трала, выполненных с возможностью транспортирования седельными тягачами, на одном из которых установлен модуль обогащения, а на другом - модуль сгущения.

В проекте создания предлагаемого изобретения предусматривается три режима управления:

1. Автоматический - основной.

2. Дистанционный - вспомогательный.

3. Местный - наладочный.

Предлагаемая мобильная обогатительная установка для обогащения угля обладает следующими преимуществами:

- не требуется устройство фундаментов;

- не требуется строительство капитальных сооружений;

- минимальные сроки монтажа;

- возможно разное расположение обогатительных модулей и ленточных конвейеров на месте производства работ в зависимости от конфигурации площадки размещения.

Принятая в технологии предлагаемой мобильной обогатительной установки замкнутая водно-шламовая схема, обеспечивает минимизацию количества необходимой добавочной воды в процесс обогащения.

Простота, надежность и высокая ремонтопригодность применяемого оборудования, высокая степень автоматизации технологического процесса обогащения углей позволяет сократить количество обслуживающего персонала.

Получение полусухих отходов (кека), осуществляемое посредством фильтр-пресса снижает негативное воздействие на окружающую среду. Изобретение обеспечивает экологическую чистоту при переработке углей благодаря использованию безреагентных процессов обогащения и складировании хвостов в обезвоженном состоянии.

Благодаря низкому энергопотреблению применяемого оборудования энергообеспечение установки может производиться как посредством электросетей, так и с помощью автономного дизель-генератора.

В зависимости от тех или иных условий (особенностей месторождения, разработки, инфраструктуры и участка для размещения установки) срок ввода в эксплуатацию составляет от семи до тридцати дней.

Данные преимущества обеспечивают устойчивую автономную работу мобильной обогатительной установки для обогащения углей месторождений, в том числе, расположенных в удаленных и труднодоступных районах.

Предлагаемое изобретение обладает высокими технологическими показателями и позволяет сократить капитальные и эксплуатационные расходы на обогащение. Проектно-компоновочные решения и оборудование, применяемые в предлагаемом изобретении, позволяют выполнять современные требования экологии и энергосбережения. Изобретение позволяет обеспечить рентабельность отработки небольших угольных месторождений, которые могут располагаться в труднодоступных и удаленных от инфраструктуры местах.

Claims (1)

1. Мобильная установка для обогащения угля, содержащая установленное на транспортном средстве обогатительное оборудование, отличающая тем, что обогатительное оборудование состоит из модуля обогащения и модуля сгущения, при этом модуль обогащения включает в себя тяжелосредный 2-х продуктовый безнапорный гидроциклон, выполненный с возможностью получения и направления концентрата и хвостов в грохоты отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, центрифугу для обезвоживания концентрата класса 1-13 мм, полученного на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, магнитный барабанный сепаратор для регенерации некондиционной суспензии, полученной на грохотах отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания, обеспечивающий получение магнетитового концентрата и хвостов, направляемых в классифицирующий гидроциклон, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта класса 0,5-1 мм на обогащение в спиральный сепаратор, выполненный с возможностью направления концентрата на обезвоживание в центрифугу для обезвоживания совместно с концентратом класса 1-13 мм, полученным на одном из грохотов отмыва магнетитовой суспензии и направления отходов на грохот отмыва магнетитовой суспензии и обезвоживания совместно с хвостами тяжелосредного 2-х продуктового безнапорного гидроциклона и насосные агрегаты, а модуль сгущения включает пластинчатый сгуститель для приема тонких шламов крупностью 0-0,5 мм классифицирующих гидроциклонов, выполненный с возможностью направления сгущенного продукта на ленточный фильтр-пресс для обезвоживания с выделением фильтрата и кека, насосные агрегаты и бак оборотной воды, причем транспортным средством являются два трала, выполненные с возможностью транспортирования седельными тягачами, на одном из которых установлен модуль обогащения, а на другом - модуль сгущения.