Процессы и аппараты обогащения. Гравитация

Содержание

Слайд 2

Определение гравитационного процесса обогащения Гравитация - процесс разделения минеральных зерен, отличающихся

Определение гравитационного процесса обогащения

Гравитация - процесс разделения минеральных зерен, отличающихся плотностью,

размером или формой, отражающееся в различиях в характере и скорости их движения в среде под действием силы тяжести и сил сопротивления среды разделения.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 3

Область применения гравитации Россыпные месторождения редких и благородных металлов Коренные руды

Область применения гравитации

Россыпные месторождения редких и благородных металлов
Коренные руды благородных металлов
Гематитовые,

марганцевые, хромовые руды и россыпи – оксидные минералы черных металлов
Россыпи и кимберлиты алмазов
Удаление неорганических примесей (снижение зольности) углей
Фосфориты, асбест, другое неметаллорудное сырье

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 4

Физические основы гравитационного обогащения Физические свойства минералов Плотность Различие в плотностях

Физические основы гравитационного обогащения

Физические свойства минералов

Плотность
Различие в плотностях тяжелого и легкого

минерала и среды разделения – контрастность свойств

Размер минеральных выделений

-20 (-100) +0,1 мм (50 мкм Au+Pt)
Крупнозернистый материал
Мелкозернистый материал
Тонкозернистый материал

1,751,5≤K≤1,75 эффективно для зерен крупностью от 0,1 мм
K<1,5 обогащение затруднено

Форма частиц, среда разделения, режим сопротивления среды – ламинарный (силы вязкости (трения)), турбулентный (силы инерции)

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 5

Среда разделения Вода 1000 кг/м3 или 1 г/см3, или 1 т/м3

Среда разделения

Вода 1000 кг/м3 или 1 г/см3, или 1 т/м3
Воздух 1,23кг/м3
Суспензия

2700 - 3500 кг/м3 (ферросилиций (6800 - 7200 кг/м3); магнетит (4900-5200 кг/м3))
Тяжелая жидкость
ZnCl2 2500 кг/м3,
CaCl2 2500 кг/м3,
жидкость Туле (HgI₂·2KI) 3190 кг/м3,
жидкость “Клеричи” (равные доли формиата таллия HCOOTl и малоната таллия Tl2[OOCCH2COO]) 4250 кг/м3

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 6

Характеристика среды Вязкость - сопротивление относительному движению элементарных слоев жидкости Устойчивость

Характеристика среды

Вязкость - сопротивление относительному движению элементарных слоев жидкости
Устойчивость – способность

суспензии сохранять плотность по высоте слоя

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 7

Сегрегация Процесс одновременного разделения минеральной суспензии по крупности и плотности проф. Игнаткина В.А., 2017

Сегрегация

Процесс одновременного разделения минеральной суспензии по крупности и плотности

проф. Игнаткина В.А.,

2017
Слайд 8

Условия движения минеральных зерен Свободные – падение одиночного тела в безграничной

Условия движения минеральных зерен

Свободные – падение одиночного тела в безграничной среде

Стесненные

– размеры тела соизмеримы с размерами сосуда, или в нем находятся тела на довольно близком расстоянии

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 9

Скорость движения частицы Свободное падение Стесненные условия Fгр = Fс Гидравлическая

Скорость движения частицы

Свободное падение

Стесненные условия

Fгр = Fс

Гидравлическая крупность

- объемная

доля дисперсной фазы

коэффициент, зависящий от размера, плотности, формы частицы, а также от соотношения размеров частицы и аппарата (λ=3)

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 10

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 11

Равнопадаемость зерен Тяжелые зерна - галенит Легкие зерна - кварц Коэффициент

Равнопадаемость зерен

Тяжелые зерна - галенит
Легкие зерна - кварц

Коэффициент равнопадаемости – это

отношение диметра легкого зерна к диаметру тяжелого зерна, при котором оно обладают одинаковыми свойствами в условиях свободного падение

Необходимость предварительной классификации
на узкие классы крупности перед гравитацией

Так зерна кварца крупностью 4 мм и плотностью 2650 кг/м3 имеют такую же скорость движения, что и частицы галенита крупностью 1 мм и плотностью 7500 кг/м3 при движении в неподвижной жидкости или в восходящем потоке.

Для смеси кварц и галенита крупностью – -80 +0,1 мм с целью повышения эффективности разделения его классифицируют на классы:
-80 +20; -20 +5; -5 +1,25; -1,25 +0,31 и т.д.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 12

Классификация гравитационных процессов Разделение в тонком наклонном потоке воды Концентрационный стол

Классификация гравитационных процессов

Разделение в тонком наклонном потоке воды
Концентрационный стол
Шлюз
Струйные концентраторы (желоба)
Конусные

сепараторы
Разделение в тонком криволинейном потоке воды
Винтовые сепараторы
Винтовой шлюз
Разделение по конечным скоростям падения в стесненных условиях
Отсадка
Разделение под действием центробежных сил
Короткоконусные гидроциклоны
Центробежные сепараторы

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 13

Крупность материала, обогащаемого на столах –3 +0,04 мм проф. Игнаткина В.А., 2017

Крупность материала, обогащаемого на столах –3 +0,04 мм

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 14

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 15

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 16

Угол наклона деки, Амплитуда, число колебаний деки Длина хода деки Число

Угол наклона деки,
Амплитуда, число колебаний деки

Длина хода деки

Число колебаний в минуту

проф.

Игнаткина В.А., 2017
Слайд 17

Концентрационный стол Джемени проф. Игнаткина В.А., 2017

Концентрационный стол Джемени

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 18

При движении пульпы в наклонном потоке материал расслаивается по плотности и

При движении пульпы в наклонном потоке материал расслаивается по плотности и

крупности. Тяжелые минералы и часть легких крупных минералов концентрируется на дне шлюза в ячейках трафарета. Материал на шлюз подается до тех пор, пока ячейки трафарета не заполнятся тяжелыми зернами.

Выход концентрата составляет от сотых долей до единиц процентов с высокой степенью концентрации.

Разрыхление постели достигают: созданием скоростного потока; придонной турбулентной пульсацией; вибрационным воздействием; слабыми восходящими потоками воды.

Цикл обогащения
Цикл снятия концентрата - сполоск

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 19

Н =0,4-1,5 м L = 20-30 м 5-60 проф. Игнаткина В.А., 2017

Н =0,4-1,5 м
L = 20-30 м

5-60

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 20

Верхний предел крупности материала на шлюз от (100 – 300) до

Верхний предел крупности материала на шлюз от (100 – 300) до

500 мм.
В связи с этим перед обогащением на шлюзах необходимо предварительное грохочение по крупности:
100(-200) +16 мм – для шлюзов глубокого наполнения со скоростными потоками до 3 м/с
16(-20; -30) +0 мм для шлюзов малого наполнения со скоростными потоками до 1 – 1,5 м/с.
Шлюзы работают при плотности Ж : Т = от (5 – 6) до (20 - 40) : 1.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 21

50-60% тв. проф. Игнаткина В.А., 2017 15-200

50-60% тв.

проф. Игнаткина В.А., 2017

15-200

Слайд 22

-2 +0,5 мм 50-60% тв D = 2200-5600 мм проф. Игнаткина В.А., 2017

-2 +0,5 мм
50-60% тв

D = 2200-5600 мм

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 23

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 24

Общий вид винтовых приборов: а – винтовой сепаратор СВ2-1000; б –

Общий вид винтовых приборов: а – винтовой сепаратор СВ2-1000; б –

винтовой шлюз ШВ2-1000

Если М>1 разделение эффективное,
М≈1 разделение возможно,
М<0,75 разделение не возможно;

Для винтовой сепарации характерно:
максимальная крупность минеральных зерен 6 - 12 мм, минимальная 0,1 - 0,074 мм;
благоприятная форма частиц: вытянутая, слегка уплощенная, но не круглая;
плотность пульпы 15 – 40 % твердого;
расход сливной воды на каждый виток около 0,6 л/с;
желательно предварительное обесшламливание.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 25

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 26

Центробежная сила Инерционная сила Сила Кориолиса проф. Игнаткина В.А., 2017

Центробежная сила

Инерционная сила

Сила Кориолиса

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 27

Схема разделения в криволинейном потоке В отличие от поведения зерен в

Схема разделения в криволинейном потоке

В отличие от поведения зерен в тонких

наклонных потоках в винтовом желобе зерна имеют криволинейную траекторию, перемещаясь отноcительно друг друга не только вдоль желоба, но и в поперечном направлении. В итоге легкие зерна, имеющие большую cкороcть перемещения по потоку и в большей мере подвержены цетробежной силе сконцентрируются у внешнего борта, тяжелые зерна, на которые в большей степени действуют гравитационная сила, сила инерции концентрируются у центра желоба, образуя таким образом веер продуктов на желобе.

Расслаивание зернистого материала на винтовом желобе: а – начальное состояние (I этап); б – процесс расслоения (II этап); в - сепарация (установившееся движение)и

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 28

Отсадка На отсадку может поступать материал крупностью от 0,25 (0,5) до

Отсадка

На отсадку может поступать материал крупностью от 0,25 (0,5) до 150(250)

мм в зависимости от типа обогащаемого сырья.
Чаще отсадка применима для крупно- и средне зернистого материала, когда не требуется тонкого измельчения и, когда разделяемые минеральные компоненты значительно отличаются по плотности.
Для россыпей редкометальных и золотосодержащих пределы крупности обогащаемых материалов 25 – 0,05 мм, а плотность основного минерала 6000 – 8000 кг/м3.
Для коренных руд крупность обогащаемого материала на отсадочных машинах 6 – 0,3 мм и плотность 6950 – 7350 кг/м3. Плотность золота 18000 - 20000 кг/м3.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 29

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 30

Плотность постели больше плотности легкого минерала и меньше плотности тяжелого. Зерна

Плотность постели больше плотности легкого минерала и меньше плотности тяжелого. Зерна

постели в 2-2,5 раза больше самого крупного зерна разделяемой смеси и в 3-4 раза больше размера отверстия решета.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 31

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 32

Диафрагмовая отсадочная машина МОД-4: 1 – задняя траверса; 2 – подрешетная

Диафрагмовая отсадочная машина МОД-4: 1 – задняя траверса; 2 – подрешетная

рама; 3 – решето; 4 – надрешетная рама; 5 – корпус; 6 – редуктор; 7 – упругая муфта; 8 - электродвигатель; 9 - разгрузочное устройство; 10 – передняя траверса; 11 - манжета

производительность машины 4 – 39 т/ч;
площадь решет 0,18 – 9,4 м2;
число камер 1 – 6;
амплитуда колебаний 3 – 50 мм-1;
крупность питания от 0,1 до 30 мм;
мощность электродвигателя 0,6 – 3 кВт.

Расход воды на отсадочной машине 1 - 4 м3/т: из них 20 % подается в питание, 50 % - под решето I камеры и 30 % под решето II камеры.

Крупность искусственной минеральной постели может быть до 30 - 40 мм. При использовании стальной дроби для мелкозернистого материала, ее крупность составляет 4 - 6 мм.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 33

Отсадочная машина “Кливленд”: 1 – гребковое устройство; 2 – гребки; 3

Отсадочная машина “Кливленд”: 1 – гребковое устройство; 2 – гребки; 3

– главный подшипник; 4 – редуктор; 5 – электродвигатель; 6 – грохоты с решеткой; 7 – хвостовой желоб; 8 – платформа для обслуживания; 9 – камера-секция; 10 – диафрагма; 11 – привод-вибратор; 12 – клапан-зажим; 13 – спигот циклонного типа; 14 – желоб для концентрата; 15 – хвостовой приемник

Обычно отсадке предшествует дезинтеграция и классификация песков на классы –25 +6мм и –6 +0мм.

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 34

Извлечение золота различной крупности: 1 – на шлюзах; 2 – на

Извлечение золота различной крупности:
1 – на шлюзах;
2 – на

отсадочной машине

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 35

Центробежные сепараторы Схема концентратора Нельсона KC-MD3”: 1 – чаша; 2 –

Центробежные сепараторы

Схема концентратора Нельсона KC-MD3”: 1 – чаша; 2 – ватержакет;

3 – крышка; 4 – полый вал; 5 – шкив; 6 – сальник; 7 – неподвижный патрубок с пробковым краном 7

Схема концентратора Фалькон SB-40: 1- коническая чаша; 2 – ватержакет; 3 – полый вал для подачи воды; 4 – сальник; 5 – винт для выгрузки концентрата; 6 – пробковый кран; 7 – шкив электродвигателя

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 36

Схема движения потоков в центробежном концентраторе (МИСиС и Гинцветмет): 1 –

Схема движения потоков в центробежном концентраторе (МИСиС и Гинцветмет): 1 –

зона нисходящего потока; 2 – зона турбулентного перемешивания; 3 – зона упорядоченного движения с максимальной окружной скоростью потока

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 37

Коротконусный гидроциклон КГЦ 50-500 60, 75, 90, 120 град проф. Игнаткина В.А., 2017

Коротконусный гидроциклон

КГЦ 50-500
60, 75, 90, 120 град

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 38

Классификация аппаратов по исходной крупности обогащения Тяжелосредная сепарация (предконцентрация) Отсадка Шлюзы

Классификация аппаратов по исходной крупности обогащения

Тяжелосредная сепарация (предконцентрация)
Отсадка
Шлюзы
Струйнные
Центробежные сепараторы
Концентрационные столы

проф.

Игнаткина В.А., 2017
Слайд 39

Классификация аппаратов по технологической роли Черновые концентраты Отсадка Шлюзы Струйнные желоба

Классификация аппаратов по технологической роли

Черновые концентраты

Отсадка
Шлюзы
Струйнные желоба

Доводка

Концентрационные столы

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 40

Тяжелосредняя сепарация проф. Игнаткина В.А., 2017

Тяжелосредняя сепарация

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 41

Тяжелосредняя сепарация проф. Игнаткина В.А., 2017

Тяжелосредняя сепарация

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 42

проф. Игнаткина В.А., 2017

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 43

Применение гравитации в технологическом процессе Предконцентрация (тяжелосредная сепарация, отсадка) Рудоподготовка –

Применение гравитации в технологическом процессе

Предконцентрация (тяжелосредная сепарация, отсадка)
Рудоподготовка – промывка, классификация

(гидравлическая и гидроциклонирование)
Обогащение
Основное концентрирование
Доводка черновых концентратов

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 44

Сравнительная характеристика гравитационных аппаратов проф. Игнаткина В.А., 2017

Сравнительная характеристика гравитационных аппаратов

проф. Игнаткина В.А., 2017

Слайд 45

Пневматическая сепарация Отдувка минералов легких пород В нижней части винтового желоба

Пневматическая сепарация

Отдувка минералов легких пород

В нижней части винтового желоба установлен патрубок

для подачи воздуха 3, выше него — патрубок 2 для подачи исходного материала в желоб, аэродинамический канал 5. На нижнем срезе желоба установлен приемник концентрата 4, а на верхнем срезе желоба приемник хвостов 6.

Установлено, что скорость витания частиц прямо коррелируется с их гидравлической крупностью, а она в свою очередь зависит лишь от плотности и усредненной толщины частиц, все другие параметры (длина, ширина) на гидравлическую крупность практически не влияют.

проф. Игнаткина В.А., 2017