Фильтрация на ГОКах: аспирация рудной пыли и обезвоживание концентратов
Горно-обогатительные комбинаты (ГОКи) — предприятия, где добытая руда проходит дробление, измельчение и обогащение с получением концентрата. На всех этапах этого процесса образуются запылённые воздушные потоки и огромные объёмы пульп, требующих обезвоживания. Фильтровальные материалы на ГОКах работают в двух принципиально разных средах — и для каждой нужен свой подход.
Сухая газоочистка (аспирация) — улавливание рудной пыли с дробилок, мельниц, грохотов и конвейеров. Пыль отличается высокой абразивностью, мелкодисперсностью и может быть взрывоопасна. Жидкостная фильтрация (обезвоживание) — отделение твёрдой фазы от воды на фильтр-прессах и вакуум-фильтрах, где критичны химическая стойкость к средам с pH от 2 до 12 и устойчивость к истиранию под давлением до 15–20 бар.
Особенности рудной пыли и пульп
Рудная пыль (аспирация)
Рудная пыль обладает исключительно высокой абразивностью: частицы кварца, сульфидов и оксидов металлов имеют твёрдость 5–7 по Моосу. Они истирают ткань значительно быстрее, чем типичная цементная пыль, особенно в местах перегиба рукава и в его нижней части. Значительная доля частиц имеет размер 1–20 мкм, что требует плотных тканей с контролируемой пористостью. Дополнительный фактор — взрывоопасность: угольная пыль, сульфиды (пирит, пирротин) способны воспламеняться, что требует антистатических тканей с вплетённой токопроводящей нитью.
Рудные пульпы (обезвоживание)
При обезвоживании концентратов и хвостов фильтровальная ткань работает под давлением 6–20 бар в среде, насыщенной химическими реагентами. Жидкая фаза — вода с флотореагентами, кислотами, щелочами, а на золотоизвлекательных фабриках — с цианидами. Диапазон pH — от 2 (кислотное выщелачивание) до 12 (цианирование). Твёрдая фаза — частицы концентрата от 1 до 200 мкм с острыми краями, создающими интенсивный абразивный износ.
Аспирационные системы ГОКов: выбор рукавов
Для улавливания рудной пыли на дробильно-сортировочных фабриках применяют рукавные фильтры с импульсной продувкой. Ткань должна сочетать износостойкость, стабильность пор, хорошую регенерацию и, при необходимости, антистатические свойства.
| Тип руды | T, °C | Особенности | Рекомендуемый материал |
|---|---|---|---|
| Железная руда (магнетит, гематит) | 20–80 | Абразивная, нейтральная | Полиэфирное или полиамидное нетканое полотно |
| Медная руда (сульфиды) | 20–80 | Абразивная, возможна влажность | Полиэфирное или полиамидное нетканое полотно; при наличии пирита — антистатическое |
| Полиметаллы (свинец, цинк) | 20–80 | Химически активная пыль | Полиэфирное нетканое полотно; при химической агрессивности — полипропиленовое |
| Уголь | 20–60 | Взрывоопасен | Антистатическое полиэфирное нетканое полотно с токопроводящей нитью |
| Золотоносные руды | 20–80 | Абразивная, влажная | Полиамидное нетканое полотно или полипропиленовое |
Обезвоживание концентратов: ткани для фильтр-прессов и вакуум-фильтров
Обезвоживание — самая массовая задача для фильтровальных тканей на ГОКах. На камерных и мембранных фильтр-прессах влажность кека снижается до 7–12 %, на дисковых и ленточных вакуум-фильтрах — до 12–25 %. Правильный выбор ткани определяет не только ресурс, но и качество концентрата: при сдвиге нитей ткань начинает пропускать твёрдую фазу, фильтрат мутнеет, а потери ценного продукта растут.
| Среда | pH | T, °C | Рекомендуемый материал | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Нейтральные руды (железо, медь) | 5–8 | до 60 | Полипропиленовая ткань | С термофиксацией нитей |
| Кислые среды (медь, цинк, уран) | 2–5 | до 60 | Полипропиленовая ткань | Полиэфир/капрон — нельзя |
| Щелочные среды (цианирование золота) | 8–12 | до 60 | Полипропиленовая ткань | Капрон стоек, но дороже и гидролизуется |
| Горячие пульпы | любой | 60–100 | Полипропилен (до 100 °C) или PTFE | При >100 °C только PTFE |
| Особо абразивные (магнетит, кварц) | любой | до 60 | Полипропилен 500+ г/м² | Полипропилен повышенной плотности |
Сравнение материалов для ГОКов
| Материал | Применение на ГОКе | Химстойкость | Абразивостойкость | Ресурс | Цена |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиэфирное нетканое полотно | Аспирация сухих нейтральных руд | средняя | хорошая | 1–2 года | низкая |
| Полиамидное (капроновое) нетканое полотно | Аспирация абразивных руд (кварц, корунд) | низкая (кислоты) | отличная | 1,5–2 года | средняя |
| Антистатическое нетканое полотно | Аспирация угля, сульфидов | средняя | хорошая | 1–1.5 года | средняя |
| Полипропиленовая ткань | Обезвоживание (кислоты/щёлочи) | отличная | хорошая | 3–6 мес. | средняя |
| Полипропилен 500+ г/м² | Обезвоживание абразивных пульп (магнетит, кварц) | отличная | отличная | 4–8 мес. | средняя |
| Арселон | Горячие газы (сушилки, печи) | хорошая | средняя | 2–3 года | высокая |
Рекомендации по эксплуатации
Осмотр усиления рукавов
Регулярно проверяйте целостность усиления нижней части. Абразивная рудная пыль протирает ткань в нижней зоне первой.
Каркасы при замене
При каждой замене рукавов осматривайте каркасы: погнутые и корродированные — заменяйте.
Промывка тканей фильтр-прессов
После каждого цикла промывайте ткань обратным током воды. Раз в месяц — кислотная или щелочная промывка.
Натяжение ткани
Следите за натяжением ткани на фильтр-прессах. Ослабленная ткань даёт складки и ускоренный износ.
Зазор ножа на вакуум-фильтрах
Контролируйте зазор между ножом и тканью. Слишком большой — оставляет толстый слой осадка.
Антистатика для угля и сульфидов
Используйте только рукава с токопроводящей нитью. Обеспечьте заземление.
Заключение
горно-обогатительные комбинаты предъявляют к фильтровальным материалам два принципиально разных набора требований: для сухой аспирации и для жидкостного обезвоживания. Универсального решения нет — успех зависит от точного подбора ткани под конкретный тип руды и технологический процесс.
Для сухой аспирации большинства руд подходят основовязаные нетканые полотна — полиэфирные (для большинства руд), полиамидные для максимальной износостойкости и антистатические с токопроводящей нитью для взрывоопасных пылей. Для обезвоживания концентратов и хвостов оптимальное решение — полипропиленовая ткань с фиксацией нитей: стойкость к кислотам и щелочам во всём диапазоне pH, фиксация нитей предотвращает сдвиг под давлением. Для горячих газов (сушилки, обжиговые печи) — арселон.
Данный обзор подготовлен для инженеров-технологов и проектировщиков с целью предоставления объективной технической информации, основанной на отраслевых данных и практическом опыте эксплуатации. Более подробные технические характеристики материалов можно найти в специализированном каталоге.
- Импульсная продувка рукавных фильтров: принцип работы и настройка
- Фильтровальные ткани: виды, характеристики, применение
- Рукавные фильтры: устройство, принцип работы, виды регенерации
- Фильтровальные рукава для цементной промышленности
- Рукав ⌀190×2000 для горнодобычи
- Рукав для горнодобычи Казахстана
- Каталог: рукава для горнодобычи
- Поставки в Казахстан (металлургия и ГОКи)
- Поставки на Урал
- Поставки в Красноярск