технологический комплекс системы разделения суспензий руд

Формула изобретения

1. Технологический комплекс разделения суспензий руд, характеризующийся тем, что содержит блок гидроциклонов с распределителем суспензии в виде пульпы, электронасосный агрегат, состоящий из пульпового турбонасоса и электропривода, 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 упомянутой системе и уровня пульпы в зумпфе и предпочтительно двухуровневую систему автоматического управления и контроля, включающую пульт местного управления и контроля, блоки сбора, оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, остановку, поддержание сбалансированной работы упомянутых агрегатов, технологических систем и исполнительных механизмов и место оператора системы верхнего контроля, оснащенное устройствами визуализации параметров технологических процессов, 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 песковым коллектором с песковыми 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 пульпы, 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.

2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве пульпового насоса он содержит турбонасос типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 20 до 2500 м³/ч, например, марок от ПГН 20 до ПГН 2500.

3. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что система автоматического управления и контроля оснащена блоками сбора и оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, остановку, 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 отражения и воспроизведения 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 и 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, например резины или полиуретана.

5. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждый гидроциклон выполнен, предпочтительно, сборным, состоящим из набора секций с цилиндрическим и коническим профилем, при этом гидроциклон с производительностью разделения суспензий руд до 20 м³/ч выполнен с круглоцилиндрической внешней конфигурацией всех секций от приемной камеры до песковой насадки и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала в виде резины или полиуретана, причем коническая часть внутреннего профиля корпуса образована футеровкой, выполненной на указанном участке переменной толщины, увеличивающейся в зоне наиболее интенсивного износа отсепарированными в гидроциклоне негабаритными крупными частицами руды в виде рудного песка по направлению к песковой насадке на разницу между цилиндрическим внешним и коническим внутренним профилями гидроциклона.

Описание изобретения к патенту

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 агрегат, состоящий из пульпового турбонасоса и электропривода, 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, блоки сбора, оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, останов, поддержание сбалансированной работы упомянутых агрегатов, технологических систем и исполнительных механизмов и место оператора системы верхнего контроля, оснащенное устройствами визуализации параметров технологических процессов, 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 качестве пульпового насоса может быть принят турбонасос типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 20 до 2500 м³/ч, например, марок от ПГН 20 до ПГН 2500.

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 может быть выполнен, предпочтительно, сборным, состоящим из набора секций с цилиндрическим и коническим профилем, по меньшей мере, внутреннего объема, при этом гидроциклон производительностью разделения суспензий руд до 20 м³/ч выполнен с круглоцилиндрической внешней конфигурацией всех секций от приемной камеры до песковой насадки и снабжен внутренней футеровкой из износостойкого материала, например резины или полиуретана, причем 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 - рудным песком по направлению к песковой насадке на разницу между цилиндрическим внешним и коническим внутренним профилями гидроциклона.

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, технологическая схема;

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

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

на фиг.4 - гидроциклон производительностью до 20 м³ /ч, вид спереди;

на фиг.5 - гидроциклон производительностью от 20 до 400 м³/ч и более, вид спереди.

Технологический комплекс системы разделения суспензий руд содержит блок гидроциклонов 1 с распределителем 2, электронасосный агрегат, состоящий из пульпового турбонасоса 3 и электропривода, 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, блоки сбора, оценки информации от датчиков и выработки команд на пуск, останов, поддержание сбалансированной работы упомянутых агрегатов, технологических систем и исполнительных механизмов и место оператора системы верхнего контроля, оснащенное устройствами визуализации параметров технологических процессов.

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, 21. Каналом 20 фракционный классификатор 8 сообщен по тонкоизмельченной фракции руды с зумпфом 9, а канал 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 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 качестве пульпового насоса 3 принят турбонасос типа пульповый горизонтальный центробежный производительностью от 20 до 2500 м³/ч, например, марок от ПГН 20 до ПГН 2500.

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. 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 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 выполнен, предпочтительно, сборным, состоящим из набора секций 25 с цилиндрическим и коническим профилем, по меньшей мере, внутреннего объема. Гидроциклон 1 производительностью разделения суспензий руд до 20 м³/ч выполнен с круглоцилиндрической внешней конфигурацией всех секций от приемной камеры 14 до песковой насадки 17 и снабжен внутренней футеровкой 26 из износостойкого материала, например резины или полиуретана. Коническая часть внутреннего профиля корпуса 13 образована футеровкой 26, выполненной на указанном участке переменной толщины, увеличивающейся в зоне наиболее интенсивного износа отсепарированными в гидроциклоне 1 негабаритно крупными частицами руды - рудным песком по направлению к песковой насадке 17 на разницу между цилиндрическим внешним и коническим внутренним профилями гидроциклона 1.

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.