2014-02-02
8189
ОСНОВНЫЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Разнообразие физико-химических свойств разделяемых минералов обуславливает и большое количество методов обогащения.
Все методы обогащения относятся к процессам сепарации.
Сепарация (от лат. separatio - отделение) – это разделение смеси разнородных частиц твердых материалов; жидкостей разной плотности (вода – нефть); пылегазовых смесей (операции обеспыливания и пылеулавливания).
При сепарации компоненты не изменяют своего фазового или химического состава. Сепарация основана на различии в свойствах компонентов и фаз: крупности частиц, плотности, магнитной восприимчивости, электропроводности, диэлектрической проницаемости, смачиваемости, а также формы, коэффициента трения, цвета, блеска, радиоактивности, люминесценции и т.д.
К основным обогатительным процессам относятся:
- гравитационные процессы;
- магнитные процессы;
- электрические процессы;
- флотационные процессы.
ГРАВИТАЦИОННЫЕПРОЦЕССЫ
Гравитационные процессы обогащения – это методы разделения, основанные на действии гравитационных сил, которые зависят от плотности разделяемых минералов.
|
|
|
Гравитационные процессы можно подразделить на основные виды:
- обогащение в тяжелых средах (жидкостях);
- обогащение отсадкой;
- обогащение винтовой сепарацией;
- концентрация на столах.
В основе процесса лежит всем известный закон Архимеда, вследствие которого тела, помещенные в жидкую среду и имеющие меньшую плотность, чем плотность среды, всплывают, а характеризующиеся большей плотностью – тонут.
Как разделить смесь спичек и гвоздей? Поместить ее в емкость с водой и слить всплывший слой с легким продуктом. Однако в природе не существует минералов легче воды и она в «чистом» виде не может быть средой для разделения.
Известны растворы и жидкости с плотностью более 1000 кг/м3 (бромоформ, тетрабромэтан). Но применение подобных жидкостей в промышленных масштабах весьма дорого. Есть другой способ создания тяжелой среды для разделения минералов – получение суспензий.
Если тонкоизмельченный порошок какого-либо тяжелого вещества размешать в воде, то он будет некоторое время находиться во взвешенном состоянии. Взвесь будет тем устойчивее, чем больше тонких частиц будет находиться в суспензии. Таким образом, образуется тяжелая (рабочая) среда.
Суспензии готовят из смеси воды и тонкоизмельченных твердых частиц (утяжелителя).
В качестве утяжелителя применяются минералы или продукты различных производственных процессов. Наиболее распространены при обогащении углей магнетит (магнетитовый концентрат, плотность 4500 – 5000 кг/м3), при обогащении руд и неметаллических полезных ископаемых – гранулированный ферросилиций (плотность 6900 – 7000 кг/м3) и их смесь.
|
|
|
Плотность суспензии регулируется концентрацией в ней утяжелителя. Для многократного использования утяжелителя применяется регенерация суспензий методом магнитной сепарации.
Впервые применять тяжелую среду (растворы неорганических солей, например, хлорида железа и др.) для промышленного обогащения в 1858 г. предложил английский изобретатель Генри Бессемер.
Обогащение в тяжелых средах применяется в промышленности для обогащения угля с 1932-33 г. и обогащения руд с 1936 г.
В СССР работы по исследованию обогащения в тяжелых средах были начаты в 1925 г., а распространение этот метод получил с 1961 г. в угольной промышленности, а затем для обогащения руд и занимает 2-е место после обогащения отсадкой.
Метод применяется для всех видов твердых горючих ископаемых (углей, антрацитов, сланцев), руд черных и цветных металлов, фосфатных руд и строительного щебня.
Обогащение в тяжелых средах – метод обогащения полезных ископаемых в тяжелой среде, плотность которой является промежуточной между плотностями разделяемых компонентов.
Сущность процесса обогащения в тяжелых средах заключается в том, что если компоненты обогащаемого полезного ископаемого (например, угольная и породная части) различаются по плотности, то при погружении этого полезного ископаемого в среду промежуточной плотности получаются две фракции (осевшая и всплывшая). В одной из них сосредотачиваются полезные минералы (концентрат), в другой – пустая порода (отходы).
Частицы, плотность которых выше плотности суспензии, погружаются на дно; менее плотные всплывают на поверхность.
Достаточно четкое разделение компонентов достигается даже при небольшом различии в плотности.
Преимущество метода – способность обогащать сырье крупностью до 300 мм при высокой производительности с получением кондиционных продуктов, а также в возможности разделения компонентов, имеющих незначительное различие в плотностях.
Основной недостаток метода – невозможность разделения тонкого материала и необходимость отмывки от продуктов обогащения утяжелителя и его улавливания.
Процесс улавливания утяжелителя, например, магнетита, облегчается тем, что он обладает достаточно сильными магнитными свойствами и легко улавливается и возвращается в процесс. Для этого служат системы регенерации суспензии, которые одновременно освобождают рабочую среду от тонких глинистых частиц, отрицательно влияющих на эффективность разделения.
Обогащение в тяжелых средах осуществляется с помощью ряда последовательных операций:
- классификация материала по крупности,
- обогащение по плотности,
- отделение суспензии от продуктов обогащения,
- возврат рабочей (кондиционной) суспензии в систему,
- регенерация некондиционной (разбавленной) суспензии и возврат утяжелителя;
- обезвоживание продуктов обогащения.
