Тема 6. Обогащение на жировых поверхностях

Аппараты для комбинированного обогащения по трению и упругости

Сепаратор Н. К. Тимченко (Рисунок 10) состоит из бункера-питателя 1, из которого материал поступает в стабилизатор траектории 2,позволяющий смещать точку подачи материала на барабан 3относительно его оси на величину а.Частицы, па­дая на барабан 3,взаимодействуют с ним. Глинистые частицы деформируются и уносятся барабаном в хвосты. Эффективное выделение в хвостовой продукт частиц, имеющих малую упру­гость, достигается подбором точки подачи и частоты вращения барабана. Для реализации основной и перечистной операции обогащения используют двухбарабанный сепаратор Н. К. Тим­ченко. Такой сепаратор находит применение на отечественных заводах по переработке неравнопрочного щебня.

Рисунок 10 – Схема однобарабанного сепаратора Н.К. Тимченко

1 – бункер-питатель; 2 – стабилизатор траектории; 3- барабан

Рисунок 11 – Схема сепаратора конструкции ВНИИнеруда. 1- питатель; 2 - стабилизатора траектории подачи час­тиц; 3 – барабан; 4 – зубья; 5 - наклонная плос­кость; 6 – приемник для хвостов; 7 - приемник кон­центрата.

На Рисунок 11 представлена схема сепаратора конструкции ВНИИнеруда, со­стоящего из питателя 1, стабилизатора траектории подачи час­тиц 2,вращающегося барабана 3с зубьями 4,наклонной плос­кости 5,рифленой в верхней части с регулируемым углом на­клона рифленой части, и приемников продуктов разделения.

Тальк имеет меньшую контактную прочность и меньший коэф­фициент восстановления скорости, чем вмещающие породы. При подаче обогащаемого материала на вращающийся зубчатый ба­рабан куски породы сильно закручиваются и отбрасываются на наклонную рифленую плоскость, двигаясь по которой, частицы попадают в приемник 6. При попадании на барабан частица талька получает меньшую скорость вращения, так как зуб 4 барабана сминает поверхность частицы талька и отбрасывает ее ниже, чем породные частицы, на наклонную плоскость 5,и частицы талька скатываются по плоскости 5в приемник кон­центрата 7.

Обогащение на жировых поверхностях (так называемый жировой процесс) осно­вано на избирательном закреплении частиц некоторых минералов на границе раздела вода — жир. При протекании пульпы по слою жирового покрытия гидрофобные частицы прилипают к последней и удержи­ваются на ней, а гидрофильные частицы пустой породы сносятся потоком воды в хвосты.

В промышленной практике процесс обо­гащения на жировых поверхностях полу­чил применение для доводки черновых ал­мазных концентратов, выделяемых при обогащении коренных руд и россыпных песков.

Алмазы могут иметь различную смачи­ваемость как в зависимости от природных свойств, так и при изменении этих свойств в процессе добычи и обработки. Если частицы алмазов недостаточно гидрофобны, то их обрабатывают реагентами-собирате­лями. В качестве таких реагентов при обогащении алмазов были предложены: автол (получивший наиболее широкое при­менение), смесь автола и парафина, олеи­новая кислота, катионные собиратели, оки­сленный керосин, китовое кислое масло, нигрол и др. Омасливание протекает более эффективно на влажном материале. При активации влажного материала происхо­дит разрыв гидратных пленок, находящихся на поверхности алмазов, и вытеснение их маслами, в то время как гидратные пленки на гидрофильных частицах пустой породы закреплены прочно и не вытес­няются маслами даже при механическом воздействии.

Для успешного разделения необходимо, чтобы гидрофобизующий реагент был на­несен на поверхность алмазов в виде весьма тонкой пленки (порядка мономолекуляр­ной).

Качественные показатели обогащения на жировых поверхностях существенно за­висят от физико-химических и механиче­ских свойств жировых мазей. Мазь должна быть вязкой, пластичной, не размываться водой и иметь такую прочность, при кото­рой она могла бы удерживать прилипшие частицы. Механическая прочность мази зависит от температуры и времени разме­шивания ее при изготовлении. Показате­лем механической прочности мази является ее сопротивление сдвигу λ. Эта величина служит основным критерием при выборе мази. При рабочих температурах λ. обычно лежит в пределах 8—30 г/см². При доводке черновых концентратов, полученных при обогащении алмазсодержащих руд, в ка­честве жирового покрытия применяют сме­си, имеющие в своем составе в разных со­отношениях петролеум, машинные масла, иногда вазелин, парафин и другие в зави­симости от свойств руды и температуры поды. Иногда жировое покрытие составляет ­ ся из двух слоев разных мазей. Общая толщина жирового покрытия составляет от 7 до 16 мм.

Эффективность жирового процесса в зна­чительной степени зависит от частоты и силы ударов частиц о поверхность мази и быстроты выведения прилипших частиц из сферы действия смывного потока воды.

6.1 Аппараты для обогаще­ния на жировой поверхности

Основным оборудованием для обогаще­ния на жировой поверхности являются так называемые жировые столы. Известно несколько конструкций жировых столов пе­риодического и непрерывного действия. Стол периодического действия состоит из нескольких плит (4—8) длиной 200— 375 мм в направлении потока и шириной 900 мм. Плиты смонтированы ступенями на общей раме, которая подвешена на опорах и совершает 170—220 качаний в ми­нуту с величиной хода 6—19 мм, перпен­дикулярно направлению потока. Плиты устанавливаются наклонно по направлению потока под углом 8—18°, причем для ма­териала большей крупности требуется боль­ший угол наклона, и покрываются слоем жировой мази. Исходная пульпа и смыв­ная вода равномерно подаются на верхнюю плиту и стекают по плитам каскадно. Периодически слой жира вместе с прилип­шими алмазами и сопутствующими мине­ралами удаляется вручную скребком, после чего жир вытапливается и охлаждается для повторного применения, а выделенный алмазсодержащий концентрат подвер­гается дальнейшей обработке.

Жировой стол непрерывного действия (Рисунок 12) состоит из бесконечной резиновой ленты шириной 1 м, натянутой на два барабана, укреплен­ных на раме, смонтированной па пружин­ных опорах. Рама совершает колебания в вертикальной плоскости. Один из бара­банов является ведущим. Пульпа посту­пает на ленту по всей ее ширине с одного конца и самотеком сливается на другом конце. Специальным устройством лента непрерывно покрывается жировой мазью. Слой мази с прилипшими к нему алмазами снимается скребком под разгрузочным ба­рабаном. Скорость движения ленты 200— 350 мм/мин.

Рисунок 12 - Ленточный жировой стол: 1— питатель; 2 — лоток; 3 — лента; 4 и 5 — барабаны; 6 — рама; 7 — питатель жировой массы; 8 — привод; 9 — скребок

Установка доводки ООО «ЛЮР» (Рисунок 13) предназначена для извлечения алмазов из концентрата, поступающего с установки ТСС методом липкостной сепарации. Перед разборкой и погрузкой в контейнеры для транспортировки на площадку установка проходит полный цикл испытаний.

Концентрат ТСС подается на оттирочный скруббер, время нахождения материала в котором составляет более 12 мин., что обеспечивает подготовку алмазов для извлечения методом жировой сепарации. После скруббирования материал перекачивается на грохот обезвоживания при помощи струйного насоса, расположенного в нижнем контейнере. Сток классифицирующего грохота поступает обратно на струйный насос, а надрешетный продукт подается в загрузочный бункер жировой сепарации.

Жир, поступающий из жирового насоса, тонким слоем при помощи аппликатора наносится на жировую ленту. Жировая лента расположена под наклоном и движется с малой скоростью. До поступления материала на ленту на находящийся на ленте жир подается контролируемый объем воды. Установленный в нижней части ленты источник вибрации позволяет повысить вероятность прилипания алмазов к жиру за счет их более плотного погружения в жировую массу.

За счет гидрофобных / олеофильный свойств алмазов происходит их прилипание к жиру.

Хвосты смываются с жировой ленты и самотеком через желоб поступают на грохот обезвоживания хвостов. Жира и прилипший к нему материал счищаются с ленты и через передаточный желоб подаются в бак жировой сепарации. Температура воды в баке жировой сепарации поддерживается на уровне 85°С - 90°С. Расплавленный жир всплывает к поверхности воды и перетекает на сторону слива и далее в отделение для хранения, которым оборудован бак жировой сепарации.

Из отделения для хранения жир в расплавленном виде прокачивается двумя насосами через теплообменники, охлаждаемые специальным холодильным аппаратом, и далее -на аппликатор, как описано выше.

Концентрат накапливается в донной части бака жировой сепарации, откуда он удаляется для обезжиривания при помощи непенящегося моющего средства. Стадия обезжиривания полностью автоматизирована.

Рисунок 13 – Жировая установка ООО «ЛЮР»

Модуль 2. Методы, основанные на различии в содержании ценного компонента в порции или кусках обогащаемого материала

Сортировка - один из первых методов, освоенных человеком. В прошлом эта операция позволяла путём выборки драгоценных камней, самородных минералов получить готовые продукты для изготовления орудий труда и украшений.

В исходной руде может содержаться 50-70% пустой породы. Удалив их, избегают непроизводительных экономических потерь на переработку этой породы. Это повышает содержание ценного компонента и сокращает объем исходной руды.

Сортировка - метод, основанный на различии в содержании ценного компонента в порциях или кусках разделяемого материала.

Способы сортировки:

1. Ручная (породовыборка, рудоразборка, углесортировка и т.д.)

2. Механизированная (радиометрические методы обогащения)