Меню
Оборудование ГЕА для переработки отходов
НАПИШИТЕ НАМ

Оборудование ГЕА для переработки отходов

Оборудование ГЕА для переработки отходов горнодобывающей промышленности (хвостов технологических процессов).
Отходы GEA

А - Зона обезвоживания     В – Зона осветления

1 – Главный двигатель  2 – Муфта  3 – Привод  4 – Подшипник барабана  5 – Барабан  6 – Шнек

7 – Корпус  8 – Зона сепарации  9 – Регулировочное кольцо  10 - Подача  11 – Подающая труба

12 – Подшипник барабана  13 – Удаление осветленной жидкости самотеком  14 – Подшипник шнека

15 – Распределитель  16 – Удаление твердых частиц  17 – Вторичный двигатель

Образование отвальных отходов, называемых хвостами, является неизбежным последствием любых процессов обогащения минерального сырья. В зависимости от технологии обогащения, образующиеся хвосты могут быть твёрдыми и жидкими либо представлять собою мелкодисперсную суспензию. Традиционно для их хранения организуются хвостохранилища, являющиеся одним из важнейших звеньев производственных цепочек в горной и металлургической отраслях промышленности. При этом, ввиду истощения многих богатых, целевыми компонентами месторождений, из года в год наблюдается тенденция роста объёмов переработки полезных ископаемых при одновременном снижении содержания в них ценных компонентов, а, следовательно, и увеличения объёма хвостов.

Всё это влечёт за собой необходимость увеличения площади существующих хвостохранилищ и создания новых. В настоящее время, вклад комплекса мер по хранению хвостов в объём капиталовложений недропользователей составляет до 5-10% от их общей суммы инвестиций.  При этом не только увеличиваются эксплуатационные расходы компаний, занимающихся добычей и обогащением полезных ископаемых, но и происходит вовлечение в использование больших полезных площадей. Кроме того, хвостохранилища являются потенциально опасными промышленными объектами. Солевые растворы хвостохранилища при просачивании в нижележащие водоносные горизонты вызывают загрязнение грунтовых вод, а в случае прорыва дамбы способны привести к гибели людей связанных с их эксплуатацией, либо проживающих вблизи от хвостохранилищ, нанести масштабный урон окружающей среде, привести к ущербу имуществу компаний эксплуатирующих хвостохранилище и их репутации. Особенную опасность представляют хвостохранилища располагающиеся в зонах повышенной сейсмической активности. Усиление контроля природоохранными организациями с наложением многомиллионных штрафов стимулирует производителей к выбору более надёжных решений для хранения отвального материала.

Решить проблему образования и хранения большого объёма хвостов, позволяют технологии их сухого складирования либо в виде пасты, либо в виде сухого кека. Использующие данные технологии предприятия тратят меньше времени и средств на разёртывание производства и на его закрытие при завершении разработки месторождения, при этом значительно уменьшаются площади занимаемых хвостохранилищем. Также возникает возможность использовать обезвоженные хвосты в качестве компонентов для закладочной смеси, которой заполняются подземные пустоты рудников, выработанные при добыче полезных ископаемых.

Резкое снижение экологического риска за счёт геотехнологической стабильности сухого хранилища положительно влияет на репутацию этих компаний, ускоряет и облегчает процесс общественного одобрения новых проектов компании.

Но простотой и безопасностью хранения хвостов в сухом виде, достоинства этой технологии складирования не ограничивается. При сгущении и обезвоживании хвостов высвобождаются колоссальные объёмы оборотной воды, которые могут быть возвращены в процесс для повторного использования. Расход потребляемой воды при этом, в зависимости от особенностей организации производства и свойств хвостов сокращается на 25-80 % процентов, а во внутреннем водообороте остаётся до 96% воды.

И наконец, применением технологии сухого складирования решается проблема смерзания жидких хвостов при их транспортировке.

Обзор существующих технологий сгущения хвостов.

В настоящее время, наряду с традиционной технологией хранения хвостов в хвостохранилищах наливного или намывного типа, существуют следующие альтернативные методы сгущения и обезвоживания:

1. Традиционное сгущение в радиальных сгустителях с хранением в хвостохранилищах

2. Сгущение в высокоплотных или крутоконусных сгустителях

3. Сгущение в пастовых сгустителях

4. Обезвоживание фильтрованием на фильтр-прессах

5. Обезвоживание на горизонтальных шнековых центрифугах (декантерах).

Выбор той или иной технологии сгущения зависит от свойств хвостов, а также от требований их дальнейшего хранения или использования. Ниже приведено сопоставление технологий обезвоживания и сгущения на основе публикации «A comparison of alternative tailings disposal methods — the promises and realities» A.H. Watson MWH Peru S.A. et al.[1]

Метод

Недостатки

Сухое вещество

 %. Вес

Рекомендуемые области применения 

Сгущение на радиальных сгустителях и последующей транспортировкой в хвостохранилище

Хвостовые отходы транспортируются в виде суспензии. Твёрдые частицы обычно отделяются во время осаждения, и из отложений выделяется значительное количество воды для сбора в прудах с последующей регенерацией.

  • Большие дорогостоящие плотины
  • Крупные выпускные и рециркуляционные трубопроводы и насосные установки
  • Высокие эксплуатационные расходы на изменение положения патрубков и операции по возведению плотин.
  • Большой расход воды
  • Экологические и производственные риски
  • Открытая система обработки (негативное воздействие на окружающую среду)

30-55 %

  • Для любой производительности, но особенно на крупных предприятиях

Сгущение с использованием высокоплотных или крутоконусных сгустителей

Создаются структурно стабильный хвост, который мало подверженному осаждению твёрдой фазы и водоотдаче в месте его хранения.

 

 

  • Необходимость точного контроля толщины осаждённого слоя может потребовать более частой очистки подающих трубопроводов
  • Более высокие транспортные расходы
  • Относительно небольшая экономия воды по сравнению с обычным удалением.
  • Неприменимость в районах с интенсивными атмосферными осадками, низкими температурами и малым количеством солнечных дней, способствующих интенсивному испарению. Технология не подходит для сгущения хвостов склонных к разжижению при сейсмической нагрузке

65-72%

  • Широкий диапазон производительности
  • Просторный и почти плоский рельеф
  • Участки со слабоконсолидированным материалом основания.

 

Пастовое сгущение

Сгущение в специальных пастовых сгустителях или сгустителях сверхвысокой плотности с последующей транспортировкой поршневыми насосами, паста лучше всего подходит для закладки в подземные выработки, где транспортировке и укладке способствует сила тяжести.

  • Не подходит для переработки хвостов c содержанием частиц размером до 20 мкм менее 15%. Высокая чувствительность к содержанию влаги в подаваемом продукте.
  • Производство и транспортировка пасты относительно дороги из-за высоких капитальных и эксплуатационных затрат на пастовые сгустители и насосы

70-85%

 

  • Пасту лучше всего использовать для засыпки подземных выработок.

Обезвоживание на фильтр-прессах с образованием фильтрационного кека

Хвосты обезвоживаются с помощью фильтр- прессов с помощью вакуума или избыточного давления. Обезвоженные хвосты транспортируются конвейером или автотранспортом к местам хранения.

 

 

  • Высокие капитальные и эксплуатационные расходы
  • Низкая адаптивность (жесткие требования к однородности состава подаваемых на обезвоживание хвостов)
  • Невозможность применения для сульфидсодержащие руды
  • Засушливый климат (образование пыли)

>70%

 

  • Низкие или умеренные объёмы производства                  (≤20 000 т/ сутки) и недорогие энергоресурсы.
  • Существенный дефицит воды
  • Пространственные ограничения
  • Холодный климат
  • Сложности традиционного захоронения хвостов из-за ограничений, установленных экологическим законодательством
  • Необходимость дальнейшего извлечения ценных компонентов

[1] Watson, AH, Corser, PG, Garces Pardo, EE, Lopez Christian, TE & Vandekeybus, J 2010, 'A comparison of alternative tailings disposal methods — the promises and realities', in R Jewell & AB Fourie (eds), Proceedings of the First International Seminar on the Reduction of Risk in the Management of Tailings and Mine Waste, Australian Centre for Geomechanics, Perth, pp. 499-514, https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1008_41_Watson

Оборудование ГЕА отходы

Оборудование ГЕА для обезвоживания хвостов

Перспективным решением для переработки хвостов является применение горизонтальных шнековых центрифуг, позволяющих осуществлять сепарацию хвостов в непрерывном режиме с непрерывным отводом твёрдой и жидкой фаз и производительностью по подаче до 200 т/ч на единицу оборудования.

Для обезвоживания хвостов компания ГЕА производит горизонтальные шнековые центрифуги серии dryMaster CF, специально разработанные для обеспечения максимально эффективной механической сепарации технологических сред в процессах химии и переработки минерального сырья.

Подача продукта на центрифугу осуществляется при минимальном давлении подающего насоса. Разделение фаз происходит в цилиндрической зоне её барабана со сплошными стенками под действием центробежных сил, после чего твёрдая фаза посредством шнека транспортируется через коническую зону барабана, где происходит дополнительное удаление жидкости отжимом.  При этом эффективность сепарации остаётся неизменной во времени, а при изменении размера и характера частиц в подаваемых на переработку хвостах, система автоматики центрифуги позволяет адаптировать процесс обезвоживания к изменившимся условиям без остановки оборудования.

Работа с хвостами накладывает требования на абразивную устойчивость элементов оборудования, находящегося в контакте с абразивными частицами. Комплекс противоабразивных решений ГЕА успешно удовлетворяющий этим требованиям включает в себя усиление шнеков газопламенным напылением твёрдых сплавов, а также применения сменных противоизносных втулок из высокопрочного материала на выходе продукта из распределительного патрубка, а также на порту вывода из сепаратора обезвоженной твёрдой фазы. Возможность замены изношенных сменных втулок и распределителя на рабочей площадке позволяет избежать ремонта барабана.

Барабан изготовляется с продольными направляющими канавками, которые во время работы декантера заполняются твёрдой фазой и во время транспортировки шнеком происходит контакт «продукт по продукту» за счёт чего минимизируется абразивное воздействие на барабан.

Центрифуга является закрытой системой обработки осадка и отличается компактностью и высокой удельной производительностью, что особенно актуально при наличии пространственных ограничений. Требуемая площадь для установки декантерной центрифуги составляет 20-50% от площади необходимой для размещения и эксплуатации фильтр-прессов. Для эксплуатации центрифуги не требуется использование промывной воды, вода используется только во время остановки оборудования.

Один оператор может осуществлять одновременное управление несколькими центрифугами. Оборудование требует минимального количества средств автоматики. Время простоя декантеров на техобслуживание не превышает 5 дней в году.

По эффективности обезвоживания, декантерные центрифуги превосходят традиционные радиальные, а также крутоконусные и высокоплотные сгустители, достигая значений остаточной влажности, сопоставимых со значениями, получаемыми на пастовых сгустителях и фильтр-прессах.

При необходимости доочистки отделённой водной фазы, возможно применение сопловых тарельчатых сепараторов, которые также отделяют твёрдую фазу в непрерывном режиме.

Подаваемый в барабан соплового сепаратора продукт разделяется на пакете тарелок под действие центробежной силы, поступающая на периферию сгущённая твёрдая фаза непрерывно удаляется через систему сопел, а доосветлённая водная фаза выводится из сепаратора посредством центростремительного насоса под давлением. Высокие значения эквивалентной поверхности осветления, позволяют извлекать частицы размером от 1 микрона. Данная технология требует минимальных трудозатрат и также является закрытой, что минимизирует возможное воздействие на обслуживающий персонал.

При разработке процесса сепарации и выбора оптимальных условий его проведения, компанией ГЕА проводится комплекс исследований, включающий в себя лабораторной подтверждение эффективности применения центрифуг  для данного конкретного продукта, выбор декантерного оборудования для опытно-промышленных испытаний, и далее масштабирование оборудования до требуемой производительности.  Опытно-промышленные испытания осуществляются с использованием мобильной декантерной установкой на площадке заказчика. 

Прибор Геа

Заключение

Декантерные центрифуги обладают следующими преимуществами, позволяющими их успешно использовать в процессах обезвоживания хвостов:

  • Непрерывность процесса обезвоживания, с проведением ТО строго по графику с минимальным временем его проведения
  • Сочетание компактности и высокой удельной производительности, позволяющие разместить их там, где размещение иного оборудования затруднительно ввиду пространственных ограничений
  • Минимальные трудозатраты, позволяющие одному оператору осуществлять дистанционное управление несколькими декантерами
  • Минимизация контакта обслуживающего персонала с продуктом за счёт закрытости системы
  • Высокая эффективность обезвоживания, позволяющая получать сухой кек
  • Низкое водопотребление
  • Адаптивность к изменениям свойств подаваемого продукта, позволяющая осуществлять управление процессом сепарации в автоматическом режиме
  • Высокая степень автоматизации процесса при минимальном количеством средствах измерений

С каждым годом всё больше компаний горной отрасли внедряют на своих предприятиях центробежный способ обезвоживания хвостов подтверждая таким образом перспективность данной технологии. Если у Вашей компании имеются задачи, связанные с переработкой хвостов или иные задачи, где представляется целесообразным применение центробежной техники, компания ГЕА будет рада предложить Вам оптимальные решения для этих задач.

Хотите узнать больше?

Будьте в курсе инноваций и историй GEA, подписавшись на новостную рассылку от GEA.

Подписаться

Мы всегда готовы помочь! Пожалуйста, сообщите некоторые данные и мы предоставим ответ на Ваш запрос.

Свяжитесь с нами