Самостоятельная работа
По предмету ОТО
Учащейся группы 14 ОСА
Хайдаровой Малохат.
Тема: Редко встречающиеся виды обогащения.
Обогащением полезных ископаемых называется совокупность процессов обработки, в результате которой минеральное сырье можно использовать с большим техническим и экономическим эффектом. Химический состав минералов при этом не изменяется. В металлургии и химической технологии минеральное сырье претерпевает коренные физические и химические изменения. В результате обогащения полезные ископаемые отделяются от пустых пород и вредных примесей. Обогащение полезных ископаемых повышает техническую и экономическую эффективность их переработки и улучшает качество готовой продукции. Удаление примесей при обогащении ведет к сокращению транспортных расходов, позволяет применить для добычи полезных ископаемых валовую добычу более дешевыми, комплексно-механизированными методами. В результате обогащения получается несколько продуктов: концентраты, промежуточные продукты, хвосты.
Концентратом называют продукт с повышенным содержанием нужного минерала (по сравнению с его содержанием в руде). При обогащении многокомпонентных руд получают два или более концентратов.
Хвостами называют отходы обогащения, содержащие пустые породы и небольшое количество полезных компонентов.
Промежуточными называют продукт, в котором содержание основных руд меньше, чем в концентрате, но больше, чем в руде. Промежуточный продукт получается тогда, когда при одном обогащении невозможно получить сразу концентрат.
В большинстве случаев полезные ископаемые поступают на обогатительную фабрику в виде кусков различной величины, состоящих из различных минералов. Без предварительного разрушения этих кусков нельзя отделить минералы друг от друга. Обычно процесс дробления делят на несколько стадий, если требуется большая степень измельчения (100 и более).
Для дробления и измельчения применяют машины, весьма разнообразные по конструкции и принципу действия: раздавливающие, ударного действия и истирающие.
К раздавливающим машинам относятся щековые, валковые и конусные дробилки, которые предназначаются для крупного дробления. Для среднего дробления применяются молотковые дробилки ударного действия, разрушение полезного ископаемого в которых осуществляется за счет удара молотков, закрепленных на валу вращающегося барабана. Для значительного измельчения полезного ископаемого применяются мельницы.
Грохочением называют разделение смеси кусков или зерен полезного ископаемого по крупности на классы при помощи сит или решет. В результате грохочения можно получить столько классов, сколько установлено на грохоте сит плюс единица. При прохождении материала по ситу крупные куски скатываются по поверхности, а куски, имеющие размер частиц меньший, чем отверстие сита, проваливаются под сито. Материал, не прошедший через сито, называют верхним классом (надрешетным продуктом), а материал, прошедший через сито - нижним классом или подрешетным продуктом.
Эффективность грохочения характеризуются полнотой отделения мелкого материала от крупного. Наиболее трудно отделяются частицы, размер которых близок к размеру отверстия грохота.
Грохочение позволяет разделить полезное ископаемое по крупности куска, но не разделяет их по содержанию.
Для разделения полезного ископаемого по содержанию разработаны обогатительные процессы, использующие различные свойства полезных ископаемых: вес, цвет, магнитные и электрические свойства, радиоактивность, и так далее. Простейшим способом обработки является ручная отборка, когда вручную отбираются характерные минералы из движущейся по ленте массы горной породы. Такой способ обогащения является весьма трудоемким. Для облегчения этих процессов созданы специальные устройства с механическими руками, которые приводятся в действие фотоэлементами.
Одним из механизированных способов обогащения является обогащение трением. При этом способе используются физические свойства минералов—величина трения их о наклонную плоскость. Минералы, имеющие гладкую поверхность, обладают меньшим коэффициентом трения и скатываются быстрее. При винтовом движении они перемещаются дальше от центра сепаратора, в котором они находятся, и направляются в другой канал.
В тех случаях, когда полезные ископаемые находятся в более крупных кусках или в более мелких, чем минералы пустой породы (которая легко разрыхляется) обогащение может быть достигнуто простым разделением по крупности (грохочением) в сочетании с дроблением.
Наиболее часто встречается разделение минералов по объемному весу. Такой способ обогащения называют гравитационным обогащением. При падении частицы на нее действует сила тяжести, направленная вниз, и сила сопротивления среды, направленная вверх. Скорость движения вниз зависит от удельного веса вещества, и её величина больше у веществ, имеющий большой удельный вес. На использовании скорости падения минералов создан ряд отсадочных машин. В качестве разделяющей среды в них может служить вода и воздух; наиболее часто применяют воду.
Сущность отсадки состоит в том, что полезное ископаемое разделяется на слои по удельному весу. Отсадке, как правило, предшествует грохочение. На отсадку идут полезные ископаемые одинаковой крупности. Известно, что на величину сопротивления среды существенно влияют размер и форма куска. Легкие минералы при отсадке концентрируются в верхнем слое, тяжелые—в нижнем.
В практике обогащения применяется большое количество отсадочных машин, предназначенных для обогащения различных полезных ископаемых, отличающихся друг от друга по весу, крупности и форме зерен. К отсадочным машинам относятся и концентрационные столы, применяемые для промывки золотоносных песков, а также концентрационные шлюзы, винтовые сепараторы и моечные желоба.
Одним из видов гравитационного обогащения является обогащение в тяжелых средах, сущность которого состоит в том, что вместо воды применяются тяжелые жидкости, удельный вес которых находится в промежутке между удельным весом тяжелого и легкого продуктов. В таком случае легкий продукт плавает на поверхности жидкости, а тяжелый опускается на дно емкости.
Широко распространенным является также и флотационный процесс обогащения, принцип которого основывается на избирательном прилипании минеральных частиц, взвешенных в воде, к поверхности пузырьков воздуха. В этом процессе через суспензию (пульпу) пропускаются пузырьки воздуха. Вследствие плохой смачиваемости водой частицы одних минералов прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются на поверхность, образуя пену. Частицы других минералов, хорошо смачивающиеся водой, не прилипают к воздуху, а остаются в пульпе. Благодаря удалению пены, содержащей определенные минералы, достигается разделение минералов.
Флотационными реагентами называют вещества, применяемые в какой-либо стадии процесса флотации для получения результатов обогащения. Эти вещества делят на собиратели, пенообразователи, подавители (депрессоры), побудители (активаторы) и регуляторы. Флотационными реагентами могут быть неорганические и органические химические соединения, растворимые и нерастворимые в воде.
Основным требованием к флотации является то, чтобы применяемая вода не содержала большого количества взвешенных твердых частиц, а также не имела растворенных соединений, вступающих в реакцию с обогащенными минералами.
Магнитный метод обогащения основан на использования различия в магнитной восприимчивости частиц обогащаемой руды. Аппараты, в которых осуществляется магнитное обогащение, называют магнитными сепараторами. При перемещении руды через магнитное поле сепаратора частицы, обладающие более высокими магнитными свойствами, под действием магнитных и механических сил перемещаются по траекториям, отличным от траекторий менее магнитных зерен, благодаря чему и происходит их разделение.
Магнитное поле магнитных сепараторов создается электромагнитными системами, питаемыми постоянным электрическим током. Иногда для этого используют и переменный ток. Магнитное обогащение применяют для обогащения железных руд, а также руд, обладающих магнитными свойствами. Для обогащения магнитных руд применяются слабые электромагниты, а для обогащения руд, обладающих слабыми магнитными свойствами—электромагниты, имеющие сильные магнитные поля.
Электрический метод обогащения основан на механических и электрических силах, действующих на различные компоненты обрабатываемого материала (руды) при перемещении их в электрическом поле. Электрическое обогащение представляет собой процесс разделения минералов, основанный на разнице в величине и знаке зарядов минеральных частиц, которые приобретают электрический заряд в результате трения о другое тело; при этом различные тела приобретают заряды, отличающиеся по величине и знаку. Электрический заряд может также образоваться на минеральной частице путем действия на нее электрического поля на определенном расстоянии. При перемещении в электрическом поле минеральные зерна получают заряды, в результате чего возникают силы притяжения или отталкивания, влияющие на траекторию движения частиц.
Электрический метод обогащения применяют обычно для доводки других процессов обогащения, и он требует мелкого материала (зерен) размером от 2 до 0, 1 мм.