Обогащение в тяжёлых средах
обогащения полезных ископаемых, основанный на разл. плотности разделяемых компонентов и тяжёлой среды (плотность к-рой больше плотности воды). Применяется для всех видов твёрдых горючих ископаемых (углей, антрацитов, сланцев), руд чёрных и цветных металлов, фосфатных руд и строит. щебня.
B 1858 англ. изобретатель Генри Бессемер впервые предложил применять тяжёлую среду (растворы неорганич. солей, напр. хлорида железа, и др.) для пром. обогащения. Развитие процесса O. в т. c. шло от использования в качестве тяжёлой среды растворов неорганич. солей к устойчивым, a затем к неустойчивым суспензиям, что привело к широкому распространению этого прогрессивного метода обогащения.
O. в т. c. применяется в пром-сти для обогащения угля c 1932-33 и обогащения руд c 1936. B CCCP работы по исследованию O. в т. c. были начаты в 1925, a распространение этот метод получил c 1961 в угольной пром-сти, затем для обогащения руд. Доля использования O. в т. c. в угольной пром-сти CCCP 29,4% от общего объёма обогащаемого угля (1985). B угольной пром-сти CCCP и за рубежом O. в т. c. занимает 2-e место после обогащения в отсадочных машинах, a в Австралии, Индии, Франции и ЧССР - доминирующее положение. Сущность процесса O. в т. c. в том, что если компоненты обогащаемого п. и. (напр., угольная и минеральная части) различаются по плотности, то при погружении этого п. и. в среду промежуточной плотности получаются две фракции (осевшая и всплывшая), в одной из к-рых сосредотачиваются полезные минералы, a в другой - пустая порода. Частицы, плотность к-рых выше плотности суспензии, погружаются на дно, менее плотные всплывают на поверхность и удаляются гребками. Достаточно чёткое разделение компонентов достигается даже при небольшом различии их плотности. Другим преимуществом является возможность обогащать крупный материал (до 300 мм). Суспензии готовят из смеси тонкоизмельчённых твёрдых частиц и воды. Твёрдые частицы (утяжелитель) являются дисперсной фазой, дисперсион. средой - вода. B качестве утяжелителей применяются минералы или продукты разл. производств. процессов. Наиболее распространены при обогащении углей магнетит(магнетитовый концентрат, плотность 4500-5000 кг/м3), при обогащении руд и неметаллич. п. и. - гранулированный ферросилиций (плотность 6900-7000 кг/м3) и их смесь.
Плотность суспензии регулируется концентрацией в ней утяжелителя. Для снижения вязкости и улучшения свойств суспензий изготовляется гранулир. ферросилиций, a также вводятся спец. хим. реагенты-стабилизаторы или пептизаторы. Для многократного использования утяжелителя применяется регенерация суспензий методом магнитной сепарации.
O. в т. c. осуществляется c помощью ряда последоват. операций: классификация материала, обогащение в сепараторе по плотности, отделение суспензии от продуктов обогащения, возврат рабочей суспензии в систему, регенерация и возврат утяжелителя (рис.).
отсадочная машина; 2 - гидроциклон; 3 - грохот; 4 - сепаратор для обогащения угля в тяжёлых средах; 5 - сборник суспензии; 6 - магнитный сепаратор; 7 - размагничивающее устройство; a - концентрат; б - хвосты; в - слив; г - отходы; д - шлам">
Рис. Схема цепи аппаратов для обогащения угля в тяжёлых средах: 1 - отсадочная машина; 2 - гидроциклон; 3 - грохот; 4 - сепаратор для обогащения угля в тяжёлых средах; 5 - сборник суспензии; 6 - магнитный сепаратор; 7 - размагничивающее устройство; a - концентрат; б - хвосты; в - слив; г - отходы; д - шлам.
Аппараты для O. в т. c.- сепараторы, к-рые для обогащения крупного материала (от 6 до 300 мм) представляют собой ванны разл. конфигурации (конусные, пирамидальные, барабанные и др.) c устройствами для вывода продуктов обогащения. Наиболее распространены сепараторы c элеваторными колёсами, к-рые располагаются вертикально или наклонно по отношению к ванне. Сепараторы, как правило, являются двухпродуктовыми аппаратами; при необходимости разделения на три продукта объединяются два последовательно установленных сепаратора. Сепараторами для O. в т. c. мелких классов (от 0,5 до 40 мм) служат гидроциклоны. Разделение компонентов в гидроциклонах происходит под действием центробежной силы. Для регенерации суспензии используются магнитные сепараторы (электромагнитные или на постоянных магнитах). Осн. преимущество O. в т. c. в том, что этот метод позволяет получать результаты, близкие к расчётным, недостаток - необходимость регенерации суспензий. Перспективы развития O. в т. c. связаны c поиском новых недорогих и нетоксичных тяжёлых сред и c расширением использования этого метода обогащения для углей и руд
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсадка
способ гравитационного обогащения (См. Гравитационное обогащение) полезных ископаемых, основанный на разделении минеральной смеси по плотности в вертикальном колеблющемся потоке воды переменного направления. Конечные продукты О.: концентрат с высоким содержанием полезного компонента и отходы (иногда выделяется промежуточный продукт, состоящий из сростков полезного компонента с пустой породой или из их механической смеси).
Разделение материала при О. происходит в результате периодического воздействия восходящего и нисходящего потоков воды (пульсаций) на слой обогащаемого материала (так называемую отсадочную постель), находящийся на решете. Под действием пульсаций постель попеременно разрыхляется и уплотняется, при этом частицы различной плотности взаимно перемещаются по её высоте: с малой плотностью — в верхние слои, с большой плотностью — в нижние. Сформировавшиеся слои различной плотности раздельно удаляются в виде концентрата, отходов и, в некоторых случаях, промежуточного продукта.
|
|
|
Теоретические основы О. были заложены немецким учёным П. Риттингером (1867). Принцип равнопадаемости, вытекающий из его теории, требовал разделения исходного сырья на узкие классы крупности, что усложняло технологию О. В дальнейшем работы венгерского учёного И. Финкеи (1924), русского учёного П. В. Лященко (1935), посвященные падению частиц в стеснённых условиях, показали возможность обогащать материал в более широком диапазоне крупности. Новое теоретическое описание О. связано с выдвинутой в 1950 Ф. Майером (ФРГ) потенциальной теорией О., в которой рассматривается не перемещение отдельной частицы, а расслоение всей отсадочной постели, стремящейся к минимуму потенциальной энергии. Советские учёные Н. Н. Виноградов и Э. Э. Рафалес-Ламарка (60-е гг. 20 в.) рассматривают О. как массовый процесс, в котором действуют не только строго детерминированные факторы, но и случайные.
О. обогащаются полезные ископаемые в широком диапазоне крупности — от 0,1 (россыпные руды) до 250 мм (антрациты), и различной плотности — от 1400 (каменные угли) до 15 000—19 000 кг/м3 (золото и платина). В технологических схемах обогатительных фабрик О. иногда является основным способом обогащения, но чаще сочетается с другими способами: обогащением на концентрационных столах (См. Концентрационный стол) и Шлюзах, магнитным обогащением (См. Магнитное обогащение), тяжелосредной сепарацией, флотацией (См. Флотация) и др. Благодаря большой удельной производительности, малой энергоёмкости, простоте применяемого оборудования и сравнительно высокой точности разделения, уступающей по этому показателю только тяжелосредной сепарации, О. относится к наиболее экономичным методам обогащения, в особенности при обогащении углей и некоторых руд чёрных металлов с крупным вкраплением полезных компонентов, не требующих тонкого дробления.
В СССР методом О. обогащается свыше 48% общего объёма обогащаемых углей (1972).
Лит.: Самылин Н. А., Технология обогащения угля гидравлической отсадкой, М., 1967; Справочник по обогащению руд, т. 2, М., 1974; Coal preparation, ed. J. W. Leonard, D. R. Mitchell, 3 ed., N. Y., 1968.
Н. А. Самылин.
Принципиальная схема отсадки: 1 — пульсатор; 2 — отсадочная постель; 3 — решето.
Шлюзы [править]
Концентрационный шлюз представляет собой наклонный желоб с шероховатым дном, вдоль которого перемещается гравий россыпи (золотоносной или оловоносной), увлекаемый потоком воды; при этом тяжелые минералы оседают на дне углублений и удерживаются там, тогда как легкие выносятся. Шероховатость дна создается деревянными брусками, рейками, рифленой резиной, небольшими жердями и даже железнодорожными рельсами, устанавливаемыми вдоль или поперек желоба. Для переработки мелкозернистого песка и шлама дно шлюза покрывают мешковиной, брезентом или другим подобным материалом, который обычно прикрепляется металлической решеткой или грубой проволочной сеткой. При переработке золотоносного гравия для сепарации довольно часто используется ртуть благодаря ее способности прилипать к мелким частичкам золота и удерживать их в потоке воды. Ширина шлюза составляет от 0,5 до 2 м, а длина — от 3-6 м до 1,5 км и более. Наклон варьируют в пределах 2,0-12,5 см/м; при этом в нижней части шлюза преобладает тонкозернистый материал с большим количеством воды, а в верхней части — более грубозернистый с меньшим количеством воды. Периодически подачу материала прекращают и создают легкий поток воды, рифли снимают, начиная с выходного конца, осевший песок переворачивают лопатами для отмывки легкого песка, а оставшуюся часть сгребают в бадьи. Очищенный золотоносный продукт затем обрабатывается в промывочном лотке (диаметром 0,45 м и глубиной 5-8 см) с наклонными под углом 45° стенками. Когда песок вместе с водой в лотке встряхивается, тяжелый материал оседает, а легкие отходы смываются через край.
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 13; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!