Технологические показатели отсадки

В результате обогащения углей отсадкой получают следующие технологические показатели.

Концентрат зольностью 4 – 7 %; промпродукт зольностью 35 – 45 %; отходы зольностью 75 – 85 %.

Расход воды на 1 тонну угля – 2.5 – 3 м³.

2.1.3 Обогащение на концентрационных столах

Концентрационные столы (рис. 8.5) применяются для обогащения руд крупностью 0.1 – 5 мм, а также для обогащения углей крупностью 0.3 – 6 мм. Наиболее эффективно процесс протекает при значительном различии в плотности разделяемых минералов (золото – кварц, d_з= 19.3 т/м³, d_к= 2.65 т/м³).

Процесс сепарации реализуется в потоке воды, текущей по наклонной плоскости.

Рисунок 8.5 – концентрационный стол:

1 – дека стола; 2- рифли; 3 – загрузочная воронка; 4 - плашки

Принцип действия концентрационного стола

Исходный материал вместе с водой подаётся в загрузочную воронку и поступает на деку стола, которая совершает колебательные движения в горизонтальной плоскости. Частицы с высокой плотностью под действием инерционных сил движутся вдоль рифлей и разгружаются в левом нижнем конце стола. Частицы, имеющие низкую плотность, под действием потока воды, колебаний и уклона стола разгружаются справа в нижней части. Промпродукт разгружается в средней части стола.

Регулировка процесса осуществляется:

1. Изменением частоты колебаний стола;

2. Изменением подачи воды (с помощью плашек);

3. Изменением наклона стола

В угольной практике концентрационные столы не нашли широкого применения из - за малой производительности (около 20 т/ч) и нестабильного процесса работы. Для повышения производительности столы выполняются в многодечном варианте, при этом деки располагаются одна над другой.

Контрольные вопросы:

1. Принцип обогащения отсадкой.

2. Что обозначает понятие «конечная скорость падения частиц».

3. Явление равнопадаемости.

4. Последовательность выделения продуктов в отсадочной машине.

5. Регулирование толщины постели.

6. Регулирование подачи воздуха.

7. Назначение подаппаратной воды.

8. Фактор, определяющий частоту пульсаций.

9. Типы отсадочных машин и их назначение.

10. Чем определяется категория обогатимости.

11. Схема отсадки для углей средней категории обогатимости.

12. Принцип обогащения на концентрационных столах. Область применения. Параметры регулирования.

Литература 1-4

Лекция № 9

Вопросы, выносимые на лекцию: Сущность флотационного процесса,область применения, критерий смачиваемости. Флотационные реагенты. Флотационные машины. Схемы флотации.

2.2 Флотационный процесс обогащения

Термин флотация (Float – всплывать) используется для обозначения процесса сепарации, основанного на различии в физико-химических свойствах поверхности разделяемых минералов. В процессе участвуют три фазы: твердая - измельченное полезное ископаемое, жидкая - пульпа и газообразная – пузырьки воздуха. Разделение происходит вследствие различий в способности твердых частиц закрепляться и удерживаться на границе раздела фаз. Эти различия обусловлены разными значениями удельной поверхностной энергии частиц разных минералов, мерой которых является смачиваемость поверхности. Отделяемые частицы всплывают вместе с фазой, к которой они прилипли. Различают пенную, пленочную и масляную флотацию.

При пенной флотации через пульпу, содержащую флотационные реагенты, продувают воздух. Частицы, не смачивающиеся водой, прилипают к поверхности воздушных пузырьков. Пузырьки с закрепившимися на них частицами всплывают в камере флотационной машины вверх и формируют на поверхности пульпы пенный слой. Частицы других минералов, хорошо смачиваемые водой, не прилипают к пузырькам воздуха и остаются в объеме пульпы во взвешенном состоянии.

При пленочной флотации измельченная руда, подлежащая разделению, насыпается с небольшой высоты на поверхность воды. Несмачиваемые частицы остаются на поверхности воды и выделяются во флотационный продукт, смачиваемые водой — переходят в водную фазу и выделяются в другой продукт.

Масляная флотация состоит в избирательном смачивании частиц минералов диспергированным в воде жидким маслом (керосином и др.) в виде мелких капель. При этом образуются агрегаты частиц, заключенные в масляные оболочки, которые всплывают на поверхность пульпы.

Пленочная и масляная флотации имеют низкую производительность. Наиболее распространена пенная флотация.

Несмачиваемые или плохо смачиваемые водой минералы называют гидрофобными (с древнегреческого «гидро» – вода, «фобос» - страх), т.е. боящимися воды. Смачиваемые минералы называют гидрофильными ( «филеус» – любовь), т.е. любящими воду.

При флотации одна часть извлекаемых минералов (чаще — ценный компонент) переходит в пенный продукт, другая — остается в пульпе и образует камерный продукт. При извлечении в пенный продукт ценных минералов флотацию называют прямой; при извлечении в пенный продукт пустой породы — обратной.

Крупность частиц, способных обогащаться флотацией, находится в пределах от 10^-4 до 4.5 мм. При пенной флотации руда измельчается до размера менее 0,2 мм. Потери в отходах (хвостах) возрастают в случае флотации самых тонких классов, близких по размеру к коллоидным, разделение которых затруднено.

Пределы крупности флотируемых частиц зависят от их формы, удельного веса и от поверхностных свойств. Чешуйчатые минералы и даже листообразное золото с большим удельным весом относительно легко переходят в пенный продукт. Крупные частицы угля (1,5—2 мм) могут также перейти в пенный продукт благодаря малому удельному весу и природной гидрофобности.

Флотацией обогащаются минералы крупностью 0 – 0.5 мм (руды крупностью 0 – 0.074 мм, угли крупностью 0 – 0.5 мм). Процесс основан на различии в смачиваемости разделяемых компонентов. По смачиваемости все минералы можно разделить на две категории:

1. Смачиваемые водой – гидрофильные;

2. Несмачиваемые водой – гидрофобные

Критерием смачиваемости является краевой угол смачивания - q. Это угол между касательной, проведенной к капле из точки сопряжения капли воды с минералом и плоскостью минерала, отсчитываемый в сторону жидкой фазы (рис. 9.1).

Рисунок 9.1 – Краевой угол смачивания q для углей и пород

Чем больше краевой угол смачивания, тем выше гидрофобность и флотационная способность минерала.

Смачиваемость породных частиц объясняется наличием у них кристаллической решётки, с которой взаимодействуют диполи (молекулы) воды, образующие вокруг частиц гидратную оболочку (рис.9.2). Эта оболочка препятствует прилипанию частиц породы к пузырькам воздуха в процессе флотации.

Рисунок 9.2 – Гидратная оболочка вокруг частицы породы

С углеродными аполярными частицами (уголь, графит) диполи воды не взаимодействуют и не образуют вокруг них ориентированную гидратную оболочку (рис.9.3) Поэтому частицы угля беспрепятственно прилипают к пузырькам воздуха и флотируют.