Д.т.н. Сулейменов О.А.,

бакалавр Амирханов М.Т.

Таразский государственный университет, Казахстан

Исследования электростатической сепарации фосфоритовых руд

Лабораторный электростатический сепаратор свободного падения (ЭССП) состоит из загрузочного устройства 1, 2, 3 электродов 4 и приемника продуктов сепарации 5 (рисунок). Загрузочное устройство предназначено для равномерной и непрерывной подачи сепарируемого материала в межэлектродное пространство с заданной производительностью. В нем также осуществляется электризация частиц сепарируемого материала. Оно состоит из загрузочного бункера 1, лотка 2 и направляющего бункера 3. Электроды 4 ЭССП выполнены из металлических труб. Приемник продуктов сепарации 5 в целях изучения структуры веера сепарируемого материала и определения месторасположения отсекателей разбит на семь секций.

Высоковольтное питание лабораторного ЭССП осуществляют от источника выпрямленного напряжения (ИВН). Электрод с отрицательной полярностью заземлен.

Фосфоритовую руду, содержащую 12,05% Р₂О₅, 20,94% СаО, 0,27% MgO, 1,93% F₂O₃, 2,74% СО₂, 1,34% Аl₂О₃, 54,51% нерастворимого остатка, подвергали электростатическому обогащению на ЭССП в три стадии в открытом цикле . Исходную руду после дробления до 5 мм измельчали в лабораторной стержневой мельнице до крупности – 0,25 мм. Обесшламленный продукт крупностью +0,05 мм после сушки подвергали электростатической сепарации при напряженности электростатического поля между электродами 2×10⁵ В/м.

При объединении концентрата электростатической сепарации, содержащего 22,2% Р₂О₅, со шламами с содержанием P₂O₅ 17,5% получена фосфоритная мука, содержащая 20,5% P₂O₅ при извлечении P₂O₅ до 80 %. Таким образом, показана принципиальная возможность получения из фосфоритной руды фосфоритной муки, отвечающей требованиям ГОСТ 5716-74 при достаточно высоком извлечении полезного компонента.

Для выявления возможностей улучшения показателей электростатической сепарации изучен веер продуктов сепарации по секциям приемника после первой стадии электростатического обогащения. Материал, содержащий 11,4% P₂O₅ крупностью – 0,25+0,05 мм подавали в лабораторный ЭССП при оптимальном рабочем напряжении на электродах. Электростатическая сепарация при загрубленном помоле показала возможность получения концентрата низкого качества. Это объясняется повышенным содержанием в промпродуктах крупных частиц, представляющих собой сросшиеся нераскрытые зерна

1-загрузочный бункер, 2-лоток, 3- направляющий, 4- электроды сепарационной камеры,

5- приемные бункера.

Рисунок – Упрощенная схема электростатического сепаратора свободного падения

минералов. Дополнительное измельчение промпродуктов может позволить повысить качество концентратов при перечистках. Получение фосфатного концентрата, пригодного для химической переработки на концентрированные минеральные удобрения, из руды месторождения возможно после ее промывки по классу 1 мм. Извлечение P₂O₅ в мытый концентрат составляет около 80 %.

Исследовали возможность электростатической сепарации измельченного до крупности – 0,16 мм и обесшламленного по классу 0,05 мм мытого концентрата, содержащего 18,1% P₂O₅, 27,62% СаО, 0,42% MgO, 1,66% Fe₂O₃, 3,11% СО₂, 1,15% Аl₂О₃ и 39,10% нерастворимого остатка.

Продукт крупностью – 0,16+0,05 мм после сушки подавали в лабораторный ЭССП. Электростатическую сепарацию осуществляли в одну стадию в открытом цикле. За одну операцию электростатической сепарации в открытом цикле получен фосфатный концентрат, содержащий 24,4% P₂O₅ при извлечении P₂O₅ около 80% от исходного продукта. Этот концентрат пригоден для переработки на экстракционную фосфорную кислоту и минеральные удобрения.

При жалюзийных электродах получены показатели процесса, близкие к результатам, полученным в сепараторах с трубчатыми электродами. Исследования, проведенные в многокамерных сепараторах, подтвердили возможность увеличения единичной производительности установок пропорционально количеству камер.

Твердый дисперсный материал при свободном падении в вакууме пролетев 1м получает скорость 4,45 м/с. Сферическая частица кварца с плотностью 2,3 г/см³ и размером 2а=40 мкм при свободном падении в неподвижной воздушной среде приобретает скорость 0,11 м/с [1]. Различие в скорости обусловлено сопротивлением среды. Низкая установившаяся скорость твердых дисперсных материалов является ограничивающим фактором производительности сепараторов свободного падения. Приведенное сравнение подтверждает целесообразность применения, наряду с другими методами, движущейся дисперсионной среды для повышения пропускной способности камерных электростатических сепараторов при переработке сырья, содержащего мелкодисперсные фракции.

Литература

1. Верещагин И.П., Левитов В.И., Мирзабекян Г.З., Пашин М.М. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М.: Энергия. 1974. -480 с.