1. Um método de beneficiamento úmido para diatomita de teor médio-baixo, que compreende os seguintes processos: lavagem e pulpação, agitação e separação, e sedimentação cruzada em condições de fluxo e estáticas, caracterizado pelo fato de que:

a. durante a agitação e a separação, adiciona-se 10‑20% em peso de uma água magnética pesada preparada a partir de metassilicato de sódio ou hexametafosfato de sódio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio e álcali vegetal, sendo que a proporção é: metassilicato de sódio com concentração de 20% (ou hexametafosfato de sódio com concentração de 5%) : hidróxido de sódio com concentração de 2% : carbonato de sódio com concentração de 5% : 5% de álcali vegetal = 3–5 : 0,3–0,8 : 0,3–0,8 : 1–1,5;

b. o processo compreende ainda a separação por jato a pressão negativa e a separação por oscilação ultrassônica.

2. O método de acordo com a reivindicação 1, em que a separação por jateamento sob pressão negativa compreende a alimentação da pasta em uma máquina de jateamento sob pressão negativa a uma vazão de 250 a 450 kg/min e a agitação da pasta sob uma pressão negativa de 0,5 a 0,8.

3. O método de acordo com a reivindicação 1, em que a separação por oscilação ultrassônica compreende alimentar a pasta em um dispositivo de separação por oscilação ultrassônica e permitir que a pasta flua através do dispositivo a uma vazão de 250 a 450 kg/min sob uma frequência de micro-oscilação.

4. Uma máquina de jateamento por pressão negativa utilizada no método de beneficiamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender um corpo, um agitador disposto no corpo e uma bomba de vácuo conectada ao corpo.

5. A máquina de jateamento por pressão negativa de acordo com a reivindicação 4, na qual o corpo é dotado de uma saída de pasta e de uma entrada de pasta, sendo que a saída está localizada no meio do corpo, a entrada está localizada na parte inferior do corpo, a parte superior do corpo está conectada à bomba de vácuo por meio de um tubo de conexão e de um tanque de armazenamento de água, e o agitador está conectado a um motor.

6. Um dispositivo de oscilação ultrassônica utilizado no método de beneficiamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender um tubo trapezoidal, hastes oscilantes dispostas no tubo e um gerador ultrassônico conectado às hastes oscilantes.

Método de beneficiamento úmido para diatomita de teor médio-baixo

Área da invenção

A presente invenção refere-se a um método de beneficiamento, em particular a um método de beneficiamento úmido puramente físico para o aprimoramento e a purificação de diatomita de qualidade média-baixa, com o objetivo de produzir diatomita refinada.

Antecedentes da invenção

Atualmente, os recursos de diatomita são limitados em termos de produção e reservas; especialmente aqueles com qualidade econômica adequada para exploração são ainda mais escassos. Portanto, as tecnologias para o desenvolvimento e a utilização de recursos de diatomita de qualidade média-baixa estão se tornando cada vez mais vantajosas e, em particular, há uma necessidade mais urgente de tecnologias de beneficiamento para a seleção de diatomita refinada a partir da diatomita de qualidade média-baixa. Os métodos de beneficiamento existentes incluem separação magnética, separação por gravidade, flotação etc., mas não são eficazes quando utilizados para o beneficiamento de diatomita. Um pedido de patente chinês (n.º 94108311) divulga um método para o beneficiamento de minério de diatomita de baixo e médio teor, que utiliza quatro etapas de lavagem mecânica por esfregamento e vibração para dispersar as impurezas de lama fina aderidas aos corpos das diatomáceas, adiciona dispersante à pasta, e, em seguida, utiliza métodos de separação por gravidade, como desarenamento em valas rasas e tanques rasos e decantação em tanques profundos, para obter o concentrado. No entanto, esse método ainda não consegue separar completamente a diatomita refinada da diatomita de grau médio-baixo; sua taxa de recuperação é baixa, não pode ser operado de forma contínua, é complexo e trabalhoso, tem baixa adaptabilidade e é difícil de implementar, não sendo, portanto, amplamente utilizado.

Resumo da invenção

O objetivo da presente invenção é proporcionar um método de beneficiamento úmido puramente físico, com alta taxa de recuperação, bom efeito de beneficiamento, sem poluição e capaz de realizar o beneficiamento de forma contínua.

Outro objetivo da presente invenção é fornecer uma máquina de jateamento por pressão negativa e um dispositivo de oscilação ultrassônica especificamente utilizados no método.

A solução técnica da presente invenção compreende os seguintes processos: lavagem e polpação, agitação e separação, sedimentação cruzada em condições de fluxo e estáticas, caracterizada pelo fato de que:

a. durante a agitação e a separação, adiciona-se 10‑20% em peso de uma água magnética pesada preparada a partir de metassilicato de sódio ou hexametafosfato de sódio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio e álcali vegetal, sendo que a proporção é: metassilicato de sódio com concentração de 20% (ou hexametafosfato de sódio com concentração de 5%) : hidróxido de sódio com concentração de 2% : carbonato de sódio com concentração de 5% : 5% de álcali vegetal = 3–5 : 0,3–0,8 : 0,3–0,8 : 1–1,5;

b. o processo compreende ainda a separação por jato a pressão negativa e a separação por oscilação ultrassônica.

A separação por jateamento sob pressão negativa consiste em alimentar a pasta em uma máquina de jateamento sob pressão negativa a uma vazão de 250 a 450 kg/min, e agitar e girar a pasta sob uma pressão negativa de 0,5 a 0,8; a separação por oscilação ultrassônica consiste em alimentar a pasta em um dispositivo de separação por oscilação ultrassônica e permitir que a pasta flua através do dispositivo a uma vazão de 250 a 450 kg/min sob uma frequência de micro-oscilação.

A máquina de jateamento por pressão negativa da presente invenção compreende um corpo, um agitador disposto no corpo e uma bomba de vácuo conectada ao corpo, em que o corpo é dotado de uma saída de pasta e de uma entrada de pasta, sendo que a saída está localizada no meio do corpo, a entrada está localizada na parte inferior do corpo, a parte superior do corpo está conectada à bomba de vácuo por meio de um tubo de conexão e de um tanque de armazenamento de água, e o agitador está conectado a um motor. Quando a pasta entra na máquina de jateamento a pressão negativa, sob a ação da bomba de vácuo, é gerada uma pressão negativa de 0,5 a 0,8 no interior da máquina; o motor aciona o agitador para girar, fazendo com que a pasta seja agitada e gire sob pressão negativa, produzindo jateamento interno, separando assim as impurezas da superfície das diatomáceas das próprias diatomáceas.

O dispositivo de oscilação ultrassônica da presente invenção compreende um tubo trapezoidal, hastes oscilantes dispostas no tubo e um gerador ultrassônico conectado às hastes oscilantes. Após a entrada da pasta no tubo trapezoidal, sob a ação das hastes oscilantes com uma frequência de micro-oscilação, as partículas finas com carga positiva e negativa são separadas, separando ainda mais a diatomita da argila.

As etapas específicas do processo da presente invenção são:

1. Lavagem e transformação em pasta: Alimente o minério bruto a uma taxa de 250–450 kg/min em uma máquina de lavagem (de fabricação nacional), adicione água até atingir uma concentração de 34–42% em peso (todas as porcentagens aqui mencionadas são em peso), lavar o minério bruto até formar uma pasta e utilizar a areia contida no minério bruto para produzir um efeito de lavagem sobre as impurezas na superfície das diatomáceas, formando uma pasta pastosa;
2. Separação por agitação: Alimente a pasta em uma máquina de agitação a uma taxa de 250–450 kg/min, dilua com água até uma concentração de 10–18%, e, simultaneamente, adicione a água magnética pesada previamente preparada na quantidade de 10–20% com base no minério bruto seco. Durante a agitação, devido às diferentes taxas de fluxo produzidas por materiais de diferentes tamanhos de partículas na pasta, é gerado atrito interno; simultaneamente, sob a ação da água magnética pesada, os íons de metais alcalinos transportam cargas positivas e geram eletricidade estática de alta tensão, fazendo com que impurezas finas, como Al₂O₃ e Fe₂O₃ na pasta bruta, sejam adsorvidas e fiquem em suspensão, enquanto a diatomita, composta por SiO₂, e a areia de quartzo permanecem neutras e se depositam livremente, separando assim as impurezas das diatomáceas;
3. Separação por jateamento sob pressão negativa: Alimente a mistura de diatomita acima na máquina de jateamento sob pressão negativa a uma vazão de 250 a 450 kg/min, sob uma pressão negativa de 0,5 a 0,8, agitando e separando. As partículas finas na pasta geram jateamento interno sob pressão negativa, separando assim as impurezas da superfície das diatomáceas e as impurezas coloidais das diatomáceas novamente;
4. Separação por oscilação ultrassônica: Alimente a pasta de diatomita acima no tubo trapezoidal do dispositivo de oscilação ultrassônica a uma vazão de 250 a 450 kg/min. Sob a ação das hastes oscilantes com uma frequência de micro-oscilação, as partículas de impurezas com carga de -2 ficam em movimento, enquanto as partículas com carga de +2 permanecem estáticas, separando ainda mais a argila das diatomáceas na pasta;
5. Separação por sedimentação em fluxo: Coloque a pasta de diatomita acima em um tanque de canal de sedimentação. Ao ajustar os defletores no tanque, a pasta flui e fica parada alternadamente, avançando automaticamente. De acordo com os diferentes tamanhos de partículas ou gravidades específicas dos minerais, as partículas grossas e a areia de quartzo se depositam em diferentes seções do tanque. A pasta de diatomita flui então para outra lagoa de sedimentação e, por fim, a diatomita refinada se deposita, enquanto as impurezas e a argila fluem com o líquido, são descarregadas após o tratamento de separação e a água da pasta é devolvida como água de circulação.

Vantagens e efeitos

Como o processo utiliza água magnetizada e emprega a máquina de jato a pressão negativa e o dispositivo de oscilação ultrassônica, a separação das diatomáceas de outros minerais, impurezas, argila etc. é mais completa. Combinado com a sedimentação cruzada dinâmica e estática, as diatomáceas são completamente separadas de outros minerais, impurezas, argila, etc. Portanto, a taxa de beneficiamento é alta, e o produto refinado de diatomita apresenta um teor de diatomáceas de 90–98%. O processo é contínuo, portanto a eficiência é alta, a capacidade de processamento é grande, não há descarga de poluentes, a água pode ser reciclada, o custo é baixo e a proteção ambiental é boa. Além disso, a invenção exige um investimento reduzido e oferece retorno rápido, de modo que sua aplicação prática é eficaz e adaptável.

Breve descrição dos desenhos

A Figura 1 é uma vista esquemática da estrutura da máquina de jateamento por pressão negativa da presente invenção;

A Figura 2 é uma vista esquemática da estrutura do dispositivo de oscilação ultrassônica da presente invenção;

A Figura 3 é um fluxograma do processo da presente invenção.

Na Figura 1: 1 é o corpo, 2 é o agitador disposto no corpo, 3 é o motor que aciona o agitador, 4 é um tubo de conexão, com uma extremidade conectada à parte superior do corpo e a outra extremidade conectada à parte superior do tanque de armazenamento de água 7, 5 é um tubo de conexão, com uma extremidade conectada à parte superior do tanque de armazenamento de água 7 e a outra extremidade conectada à bomba de vácuo 6; 8 é a entrada de pasta na parte inferior do corpo; 9 é a saída de pasta no meio do corpo.

Na Figura 2: 10 é o tubo trapezoidal; 11 são as hastes de oscilação ultrassônica dispostas no tubo trapezoidal; 12 é o gerador ultrassônico conectado às hastes de oscilação 11.

Exemplo

Considere o minério de diatomita de Qifeng, do condado de Eryuan, província de Yunnan, com composição química média: SiO₂ ~68%, Al₂O₃ ~16%, Fe₂O₃ 5‑9%. Alimente o minério bruto a uma taxa de 80 kg/min na máquina de lavagem (teor de água 40%, minério bruto seco 48 kg), adicione água a 40 kg/min para atingir a concentração de 40%, lave até obter uma pasta, em seguida, encaminhe para uma máquina de agitação, adicione água a uma taxa de 180 kg/min para diluir até a concentração de 16%, adicione simultaneamente água magnética pesada a uma taxa de 0,72 kg/min (15% com base no minério bruto seco), sendo que a água magnética pesada é preparada de acordo com a seguinte proporção:

Metassilicato de sódio (concentração de 20%) : hidróxido de sódio (2%) : carbonato de sódio (5%) : álcali vegetal (5%) = 4 : 0,5 : 0,5 : 1.

Após a agitação, alimente a máquina de jateamento a pressão negativa a uma vazão de 400 kg/min, com pressão interna de -0,5 atm. A pasta descarregada da máquina entra diretamente no dispositivo de oscilação ultrassônica com uma frequência de micro-oscilação, na mesma vazão de 400 kg/min. Por fim, a pasta entra no tanque de sedimentação em fluxo contínuo, que compreende 8 canais, cada um com 16 defletores ajustáveis em diferentes alturas. Após a passagem da pasta pelos canais, cada canal é drenado por 1 minuto alternadamente, a uma vazão de 0,83 m/min, até a conclusão do processo. Devido aos defletores de diferentes alturas, minerais com diferentes tamanhos de partículas e gravidades específicas se depositam em cada seção, separando, por fim, a diatomita de outros minerais e impurezas. Com base em um lote processado em 3 dias, a entrada total de minério bruto (40% de água) foi de 345 toneladas, obtendo-se 103 toneladas de diatomita refinada seca, com taxa de recuperação de 50% (3:1); a composição da diatomita refinada é: SiO₂ >80%, Al₂O₃ <9%, Fe₂O₃ <2,5%, densidade aparente <0,45.