Ауыр суспензиялар, оларды дайындау және регенерациялау

Сумен араластырылатын қатты зат (ауырлатқыш) ретінде көптеген минералдарды қолдануға болады. Олардың су ішіндегі үлесін өзгерте отырып суспензияның тығыздығы үлкен шек аралықта реттеуге болады. Мысалы, кварц құмын (2650 кг/м³) сумен (1000кг/м³) араластыру нәтижесінде тығыздығы 1400-1600 кг/м3, ал ондағы минералды заттардың көпшілігінің тығыздығы 2650 кг/м³-ден үлкен. Көмір қалқыйды да, ал басқалары батып кетеді. Егер кен байытылса суспензияның тығыздығы 2700 кг/м³-ден кем болмауы керек. Сонда тау-жыныс минерал кесектері қалқыйды да, ал бағалы зат минерал кесектері батады. Осы мақсатпен іс жүзінде қолданылатын минералдар: кварц құмы (2650 кг/м³), магнетит (5000 кг/м³), галенит (7500 кг/м³). Олардан басқа жиі қолданылатын жасанды қорытпа ферросилиций (6400-7000 кг/м³).

Байыту фабрикаларына ауырлатқыштар ірілігі 300-ден 25 мм-ге дейін кесек заттар түрінде немесе пайдалануға дайын зат түрінде түседі. Ірі кесекті ауырлатқыштар бір немесе екі сатыда ұсатылып сонан соң шарлы диірмендерде ұнтақталып сұрыптағыштардан шығарылады. Кесекті ауырлатқыштарға жататындар: чушқалы ферросилиций (300мм дейін); штуфты қорғасын концентраты; ірілігі 25 мм-ге дейінгі магнетит кені; ірілігі 25 мм-ден жоғары агломерацияланған кен.

Магнетит концентраты- ұнтақ түрінде темір байытатын фабрикалардан алынады, сондықтан ол ұнтақтауды қажет етпейді.

Қазіргі кезде ферроқорытпа зауыттарында балқытылған ферросилициді грануляциялайды (түйіршіктейді). Ферросилиций қорытпасы 1550-1650⁰С дейін қыздырылып, сонан қысыммен үрлеп шашырататын аппаратқа түсіріледі. Үрлеп шашырату ысытылған қысымды ауа немесе бумен арнаулы атқарылады. Шашыраған қорытпа түйіршіктерінің размерін сақтап қалу үшін камера ішіне жаңбыр түрінде су беріледі. Осылай алынған түйіршіктелінген ферросилиций сұрыптауға жіберіледі.

Грануляцияланған ферросилиций түйіршіктерінің ірілігі- 0,15мм, пішіні шар тәріздес және беті тегіс келеді. Ферросилиций түйіршіктерінің қаттылығы жоғары және коррозияға төзімді. Ұнтақталған ферросилицийдің коррозиядан (тоттану) шығындалуы 10-15% құрайды, ал грануляцияланған түрлерінікі өте төмен, сонымен қоса ұнтақталған ферросилицийдің байыту өнімдерімен бірге кетіп қалу шығыны, грануляцияланғанға қарағанда 20-60%-ға жоғары.

Өндірісте кеңінен тараған түйіршіктелінген ферросилиций құрамында 15% кремний болады, өйткені кремний үлесі 15% артып кетсе, онда оның мықтылығы төмендейді, ал 15%-дан төмен болса оның тотықтануы күрт өседі.

Тотықтану процестері ауырлатқыш түйіршіктерінің ауамен ұштасуында және суспензияның сұйық фазасының төмен сілтілігінде жетіле бастайды. Сондықтан оны төмендету үшін ортаның сілтілігін ақ кіріш, соданы беру арқылы (рН-ты) 6,8-ден 9,0-ға дейін көтеріп тұру қажет. Осы жағдайда темір тотықтарының гидраттарынан түзелген сақтаушы қабаттың еруі төмендейді. Соның әсерінен тоттану азаяды.

Кенді ауыр суспензияда бөлгенде ол жеңіл және ауыр фракцияларға бөлінеді. Сол өнімдермен бірге суспензияның (дәлірек айтсақ ауырлатқыштың- қатты заттың) біразы бірге шығады.

Олардың жалпы шығынын азайту үшін сол өнімдермен бірге шығатын ауырлатқыштың бөлегін белгілі бір әдіспен фракциялардан бөліп, процеске қайтару (регенерациялау) қажет. Ол үшін ауырлатқыштың белгілі бір қасиеттері болуы керек. Мысалы, магнетитті оның магнитті қасиетін пайдаланып, галенитті флотациялау арқылы, ферросилициді де оның магнитті қасиетін пайдалану арқылы бөлуге болады.

13-сурет. Суспензияны регенерациялаудың типтік нұсқасы.

Суспензияны регенерациялау дренаждаудан басталады (суспензияны байыту өнімдерден айыру) және ауырлатқышты байыту өнімдерден жуып-шаю. Регенерациялау процесінің үлгілік нұсқасы 13-суретте, ал регенерациялауда қолданылатын аппараттар тізбегінің сызба нұсқасы 14-суретте келтірілген.

Дренаждалған суспензия қайтадан байыту процесіне қайтарылады, ал жуылып-шайылған ауырлатқыш сумен бірге (сұйытылған суспензия) кемелі жетпеген суспензия бағыны жіберіледі, сонан регенерациялауға.

Тазаланған ауырлатқыш тығыздаушы сұрыптағышқа немесе қойылдыру аппаратына түсіріліп, автоматты реттегіштер арқылы қажетті тығыздыққа жеткізіліп сонан соң айналымға (циркуляция) жіберіледі.

14-сурет. Суспензияны регенерациялауда қолданылатын

аппараттар тізбегінің сызба нұсқасы:

1-доңғалақ сепаратор; 2-суспензияны бөлуге және ауырлатқыштан жеңіл өнімді жуып айыруға арналған грохот (елек); 4-кемелі жеткен суспензия бағы; 5-кемелі жетпеген суспензия бағы; 6,7-магнитті сепараторлар; 8-тығыздаушы сұрыптағыш; 9-магнитсіздендіруші катушка; 10-айналмалы су зумпфы.

Егерде регенерациялау магнитті әдіспен атқарылса, онда суспензияны айналымға беру алдында оны магнитсіздейді.

Магнетитті немесе ферросилиций суспензияларын регенерациялауда электромагнитті барабанды сепараторлар ЭБМ-8/170, ЭБМ-80/250, таспалы Элс-12, магнитті барабанды сепараторлар ПБМ-2 қолданылады.

Регенерациялаудың бірінші сатысында (магнитті сепарация) 97% темір, ал екіншісінде -3% темір бөлініп алынады. Көмірді ауыр суспензияларда байытуда келесі сепараторлар қолданылады: ЭБМ-80/170 және ЭБМ -80/250. Олардың өнімділігі (суспензия бойынша) 210-310м³/сағ құрайды.