Технология обогащения кварцевого песка

Одним из направлений в работе специалистов завода является удовлетворение спроса на обогатительное оборудование предприятий по добыче кварцевого сырья для стройиндустрии, литейного производства и производителей стекла различного назначения. Этот спрос последнее время остается стабильно высоким. Причем отмечается четкая тенденция по увеличению спроса на высокочистые кварцевые концентраты. Но местные месторождения кварцевых песков в большинстве случаев не отвечают техническим требованиям по их использованию без дополнительной обработки. Значительные содержания примесей не позволяют напрямую или с минимальными затратами на промывку и классификацию направлять их в производство без предварительного [ глубокого обогащения. Повышенные требования к качеству кварцевого концентрата и снижение качества исходного кварцсодержащего сырья поступающего на переработку предъявляют требования к совершенствованию технологических схем их переработки, качеству изготовления промывочного и обогатительного оборудования.

Выбор тех или иных методов обогащения основывается на результатах тщательных исследований проб песков на обогатимость. Завод,  по желанию заказчиков, организует проведение исследования проб песков вновь осваиваемых месторождений. На основании исследований разрабатывается технологический регламент обогащения кварцевых песков. Главной задачей при аппаратурном оформлении технологических схем является подбор оборудования с минимальными    эксплуатационными затратами (энерго и водопотребление, износостойкость, ремонтопригодность) обеспечивающее получение конечного продукта с заданными свойствами и по себестоимости,   обеспечивающей конкурентоспособность на рынке.

Программа работ «Исследование обогатимости кварцевых песков с целью получения концентратов литейного и стекольного производств»

1. С использованием комплекса физических и химических методов изучить минеральный, гранулометрический и химический состав песков.
2. Исследовать эффективность магнитных и электромагнитных методов с целью удаления железосодержащих компонентов.
3.  Изучить технологические возможности гравитационных и оттирочных методов обогащения для повышения качества кварцевых концентратов.
4.  Исследовать эффективность разделения сырья флотационным методом с использованием различных флотореагентов и регуляторов сред с целью снижения содержания Al₂O₃, Na₂O, K₂O.
5.  Изучить эффективность химических методов доводки кварцевых концентратов в соответствии с требованиями к стекольным пескам.
6.  Обосновать технологическую схему обогащения и выдать рекомендации по использованию кварцевых концентратов в литейном и стекольном производствах, включая получение оконного, технического и тарного стекла, а также силикат-глыбы.

Рис.1 Вариант организации технологической схемы

Основные процессы, используемые при обогащении песков:

Подача питания

Немаловажную роль в технологических линиях играют питатели. Питатели необходимы для равномерной подавачи загружаемого различными способами материала. От этого в большой степении зависит эффективность всех последующих технологических процессов. Делятся они по способу подачи материала. В нерудной промышленности наибольшее распространение получили следующие типы питателей: вибрационные, пластинчатые, ленточные, качающиеся.

Дезинтеграция и грохочение

Эти два процесса совмещены в одном аппарате — скруббер-бутаре. Как правило для подготовки песков к дальнейшему обогащению применяется данный аппарат, который выполняет функцию приготовления пульпы с одновременной дезинтеграцией (отмывом) глинистых материалов в промывочном барабане и удалением негабаритов и различного мусора в бутаре. Бутара может быть как одноставной так и двуставной позволяя делить материал на 3 фракции. При изготовлении бутары могут быть использованы шпальтовые сита с шириной щели до 1 мм.

Механоактивация

Одним из ажнейших показателей, определяющих качество песка в стекольной промышленности, является массовая доля оксида железа При производстве оконного стекла данный параметр не должен превышать 0,07%. Для снятия окисных пленок с поверхности кварцевых частиц применяются оттирочные машины. Процесс оттирки основан на трении движущихся в пульпе высокой плотности частиц, в результате поверхность частиц очищается и полируется, сцементированные сростки дезинтегрируются, выветренные минералы и минералы с низкой крепостью разрушаются. Эффективность процесса повышается с повышением плотности пульпы.

Для классификации в диапазоне крупности выше 1мм применяются грохоты различных констукций, в том числе виброционные, барабанные и дуговые грохоты.

При необходимости разделения частиц по крупности менее 1мм мы выходим из границ применимости традиционных грохотов. Для этих целей используются следующие методы классификации:

Классификация при помощи спиральных классификаторов, в которых используется разделение за счет силы тяжести. Это надежная машина для тяжелых условий эксплуатации и классификации в диапазоне крупности 70-1000 микрон. Данный аппарат позволяет провести качественную дешламацию песков, а также обезводить пески до влажности 15-25%.

Классификация при помощи гидравлческих классификаторов позволяет делить продукты на узкие классы крупности в восходящем потоке жидкости. Принцип работы основан на разности скоростей осаждения зерен различной крупности и плотности в жидкой среде. Классификаторы просты по конструкции, надежны в эксплуатации, не имеют силового привода, позволяют в широком диапазоне производить регулировку содержания твердого в продуктах классификации.

Гравитационное и магнитное обогащение

Обогащение песков гравитационным методом, как правило проводится на винтовых сепараторах. Применение в технологических схемах обогащения кварцевых песков винтовых сепараторов позволяет эффективно удалять тяжелую фракцию (окислы железа, сульфиды и другие тяжелые минералы) при высокой производительности процесса. Применение магнитных сепараторов позволяет отделить магнитные частицы от немагнитных. По напряжению создаваемого магнитного поля сепараторы делятся на сепараторы со слабым магнитным полем (80-120 кА/м) и сильным (800-1600 кА/м).

Обезвоживание и сушка

Обогащенные кварцевые пески проходят цикл дополнительной отмывки и обезвоживания первой стадии в спиральных классификаторах либо дуговых грохотах. В зависимости от требований к конечному продукту пески для обезвоживания могут быть направлены на дренажну площадку, вакуум-фильтры, фильтр-прессы, а затем на сушку в барабанные, вихревые и другие типы сушилок.