Гравитационное обогащение
ГРАВИТАЦИОННОЕ ОБОГАЩЕНИЕ полезных ископаемых (а. gravity separation, gravity соncentration; н. Gravitationsaufbereitung; ф. соncentration gravimetrique, preparation gravimetrique; и. соncentracion gravimetrica) — разделение минералов по плотности в поле силы тяжести или центробежных сил для отделения пустой породы и получения концентрата.
При гравитационном обогащении используется сила земного притяжения (откуда и название метода); иногда дополнительно привлекают поля центробежных сил или электромагнитные — при магнитогидростатической и магнитогидродинамической сепарации. Наряду с различиями в плотности, в процессах гравитационного обогащения используют также различия в размерах и форме частиц, шероховатости их поверхности и в других физико-химических свойствах (смачиваемость водой, склонность к коагуляции и флокуляции).
Основные факторы разделения при гравитационном обогащении — динамические и статические воздействия сред (воздуха, воды, суспензий). Впервые теория гравитационного обогащения была предложена немецким учёным П. Риттингером (1867). Существенное развитие она получила в работах русских учёных Г. Я. Дорошенко (1876), С. Г. Войслава (1884), В. А. Гуськова (1908), а также Р. Ричардса (США, 1908), Й. Финкеи (Венгрия, 1920), советских исследователей Г. О. Чечотта (1924) и особенно П. В. Лященко (1940). Современная теория гравитационного обогащения создана в 60-х гг. советскими учёными Э. Э. Рафалес-Ламаркой, Н. Н. Виноградовым и др.
Реклама
Гравитационное обогащение рассматривается как процесс установления равновесия и достижения минимума потенциальной энергии системой частиц, находящихся в поле сил тяжести в состоянии неустойчивого равновесия. Скорость гравитационного разделения оценивается по понижению центра тяжести взвеси, а его эффективность — по убыли потенциальной энергии смеси. В основе расчётов гравитационного обогащения лежит определение относительных скоростей перемещения частиц, отличающихся плотностью, размерами и формой в средах различной плотности и вязкости. Большинство формул для скорости свободного падения одиночных частиц v0 можно выразить как:
где k, n, m — переменные, экспериментально определяемые величины;
d — размер частиц;
d и D — плотность частицы и среды соответственно.
Для наиболее мелких частиц учитывается влияние вязкости среды m:
vo = kd n (d-D) m /m.
При достаточно большой разнице скоростей падения частиц происходит следующее их разделение: частицы большей плотности располагаются в придонной части, а меньшей — в верхних слоях. При таком подходе необходимо, чтобы частицы имели относительно близкие размеры (иначе крупные зёрна с малым dл будут падать с такой же скоростью, как и малые зёрна большой плотности dт). Параметры равнопадаемости зёрен учитываются коэффициентом равнопадаемости.
Однако на практике часто происходит разделение частиц в различных гравитационных аппаратах главным образом по плотности, а не по размеру. Расхождение теории и практики в ряде случаев устраняется введением понятия т.н. стеснённого падения частиц, при котором частицы перемещаются группой. С достаточной точностью скорость стеснённого падения рассчитывается по формуле Лященко:
где m — коэффициент разрыхления;
l — показатель степени, зависящий от характеристик частиц и аппарата.
Однако в этом случае не учитываются закономерности взаимного сцепления частиц и среды.
Гравитационное обогащение осуществляется в воздушных и жидких (вода, органические жидкости, водные суспензии) средах.
Сухое (т.е. пневматическое) гравитационное обогащение не требует обезвоживания продуктов обогащения, что особенно важно для районов с суровым климатом. Применяется также при комбинированном гравитационном обогащении с сухой магнитной и электрической сепарацией.
Мокрое гравитационное обогащение по характеру взаимного движения обогащаемых частиц и сред, в которых происходит их разделение, подразделяют на следующие виды: в неподвижной или горизонтально перемещающейся среде, имеющей плотность, промежуточную по сравнению с разделяемыми частицами (обогащение в тяжёлых средах, магнитогидродинамическая и магнитогидростатическая сепарация); в тяжёлой среде, движущейся по круговой или винтовой траектории (тяжелосредные циклоны, центробежные сепараторы); в потоке, текущем по наклонной плоскости (желоба, шлюзы, конусные концентраторы); в потоке, текущем по нисходящей винтовой плоскости или жёлобу (винтовые сепараторы и винтовые шлюзы).
Гравитационное обогащение производится по схемам, предусматривающим предварительную подготовку материала, его первичное (грубое) обогащение и заключительную доводку (рис. 1).
Наиболее характерный подготовительный процесс — промывка дроблёных руд или дезинтегрированных песков или эфелей россыпных месторождений. При промывке удаляются шламы (менее 0,1 мм для руд и 0,5-2 мм для углей и лёгких минералов), которые затрудняют гравитационное обогащение вследствие увеличения вязкости сред и загрязнения всех продуктов обогащения. Внедряется предварительное усреднение руд, особенно на крупных фабриках. Для большинства руд редких металлов используются схемы с предварительной классификацией материала по крупности на грохотах и камерных классификаторах.
Для первичного обогащения крупных фракций полезных ископаемых (250-300 мм) широко применяются обогащение в тяжёлых средах и отсадка, для средних по крупности — винтовые сепараторы, а для мелких фракций (2-0,1 мм) — конусные концентраторы, шлюзы и желоба различных типов. Концентрационные столы используются в основном для заключительных операций доводки черновых концентратов до кондиционного содержания в сочетании с другими методами обогащения (главным образом магнитными и электрическими). Выделенные в начале процесса шламы чаще всего обогащают флотацией, для тяжёлых минералов разрабатываются способы обогащения на вибрационных шлюзах.
Типовой схемой обогащения углей трудной и средней обогатимости является схема с использованием колёсных сепараторов и магнитной регенерации суспензий (рис. 2).
Существенной частью таких схем является предварительная отмывка шламов на вибрационных или дуговых грохотах и автоматизация регулировки плотности суспензии. Для средних и мелких классов углей применяют схемы гравитационного обогащения с использованием пневматических отсадочных машин, однако последние вытесняются сепарацией в тяжелосредных гидроциклонах.
Характерной для обогащения сульфидных руд тяжёлых цветных металлов является схема с конусным сепаратором в начале процесса (рис. 3) для выделения основной массы породных хвостов, а обогащение мелких классов флотацией является одновременно и регенерацией галенитовой суспензии.
Такие схемы с тяжёлыми суспензиями широко применяют также для обогащения нерудных строительных материалов, фосфоритов, руд чёрных металлов, редких и благородных металлов, алмазов (только в США — свыше 1 млрд. т в год полезных ископаемых), в особенности при большой производительности фабрик. Определённые перспективы имеет применение аэросуспензий (с получением сухих продуктов).
Схемы с предварительной дезинтеграцией и промывкой для удаления глин наиболее широко применяют при обогащении россыпей благородных и редких металлов, алмазов (рис. 4).
Первичное обогащение осуществляется на шлюзах, вашгердах с трафаретами, ленточных шлюзах с автоматическим сполоском (золото, платина и др.), конусных концентраторах (титан, цирконий), винтовых сепараторах и винтовых шлюзах (фосфатные пески). Для мелких фракций минералов (менее 0,1 мм, а для угля и лёгких минералов менее 2 мм) хорошо зарекомендовали себя мелкие многодечные вибрационные шлюзы с автоматическим сполоском (например, шлюзы Бартлес — Мозли), которые позволяют в 2-3 раза повысить извлечение тяжёлых минералов из мелких фракций (например, касситерита из хвостов молибденовой флотации фабрики «Клаймакс», США). Схемы с отсадкой применяются для материалов крупностью 0,1-50 мм (для угля и лёгких минералов 0,5-180 мм) и являются ведущим способом обогащения угля, марганцевых и железных руд. Основной недостаток гравитационного обогащения — низкое среднее извлечение полезных ископаемых в концентраты (80-85%).
Совершенствование гравитационного обогащения связано с созданием крупных единичных агрегатов (например, отсадочных машин), многоярусных концентрационных столов, конусных концентраторов и мелких шлюзов, а также с применением различных физических и физико-химических воздействий на обогащаемый материал и среду. Так, например, при отсадке используются гидравлически или пневматически создаваемые программируемые по форме (прямоугольные, зигзагообразные и др.), частоте и амплитуде пульсации. При этом облегчается автоматизация управления отсадкой. Вязкость тяжёлых сред снижается путём наложения вибраций, добавками реагентов-пептизаторов и др. При отмывке от шламов применяют сочетание пептизаторов и селективных флокулянтов для последующего выделения сфлокулированных минералов из общей массы шламов путём гидроциклонирования и других видов гидравлической классификации. Используют также реагенты-гидрофобизаторы и подачу воздуха (во флотогравитационных аппаратах, например для отделения сульфидов от других тяжёлых минералов). Для повышения комплексности использования сырья гравитационное обогащение комбинируют с другими методами обогащения; широко применяют гравитационно-флотационные, гравитационно-магнитные схемы (например, для лежалых отвальных продуктов и хвостов текущего обогащения оловянных, вольфрамовых руд).
Автоматизация процесса гравитационного обогащения проводится для поддержания в заданных пределах количества и плотности питания аппаратов, подачи воды или других сред, разгрузки продуктов. Качество продуктов и руды контролируется путём автоматизированного отбора проб и анализа их на рентгеноспектральных приборах. Применяется также непрерывный анализ непосредственно в потоке пульп, влажных и сухих продуктов.
Гравитационное обогащение — древнейший метод обогащения полезных ископаемых. В 14-15 вв. были созданы аппараты для гравитационного обогащения, явившиеся прототипом современных. Первое систематизированное описание методов гравитационного обогащения сделано Г. Агриколой (16 в.), одно из первых научных обоснований предложено М. В. Ломоносовым. В 19 — начале 20 веков гравитационное обогащение широко применялось практически для всех видов полезных ископаемых. Гравитационное обогащение — основной метод обогащения углей, сланцев, россыпей золота, касситерита, вольфрамита, рутила, ильменита, циркона, монацита, танталита, колумбита и др., а также один из равноценных методов обогащения руд чёрных металлов (Fe, Mn, Cr), редких металлов (пирохлоровых, литиевых, бериллиевых), а также фосфатов, алмазов и других неметаллических полезных ископаемых.
Гравитационными методами обогащается свыше 4 млрд. т в год, т.е. половина от общего количества обогащаемых полезных ископаемых, вследствие таких преимуществ метода, как дешевизна, простота аппаратуры, возможность разделения различными методами частиц широкого диапазона крупности (от 0,1-2 до 250-300 мм), сравнительная лёгкость очистки сбросных вод и осуществления замкнутого водоснабжения фабрик.
Источник
Методы обогащения руд
Здесь предлагают различные методы обогащения руды : гравитационный, флотационный, магнитный, электрический и специальный. Высокое качество, хорошая цена.
В качестве крупнейшего производителя дробильно-размольного оборудования, SBM можно предлагать различные методы обогащения руды для решения задачи в карьерной, горнодобывающей, металлургической, химической и рудной промышленности. У вас какие-нибудь вопросы на технологии для обогащения руды, обращайтесь к нашему онлайн-специалисту . Или направить заявку на наш электронный адрес [email protected] .
Методы обогащения руд от производителя
Задача основных процессов обогащения руд − разделить полезный минерал и пустую породу. В их основе лежат различия в физических и физико-химических свойствах разделяемых минералов. Существует различные методы обогащения руд: гравитационный метод , флотационный метод, магнитный метод обогащения, электрический метод , специальный метод обогащения руды.
Гравитационный метод обогащения руд
Гравитационными методами обогащения называют такие, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером и формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в текучих средах под действием силы тяжести и сил сопротивления. Гравитационные методы занимают ведущее место среди всех способов обогащения руд. Они могут быть собственно гравитационными (разделение в поле силы тяжести – обычно для относительно крупных частиц) и центробежными (разделение в центробежном поле – для мелких частиц).
Если разделение происходит в воздушной среде, то процессы называют пневматическими; в остальных случаях – гидравлическими. Наибольшее распространение в обогащении получили собственно гравитационные процессы, осуществляемые в воде. По типу используемых аппаратов гравитационные процессы можно разделить на отсадку, обогащение в тяжелых средах и обогащение на наклонной плоскости в потоке воды: концентрацию на столах, обогащение на шлюзах, в желобах, винтовых сепараторах. Применяют также относительно новые гравитацион-ные процессы – обогащение в вибрационных концентраторах, противоточных сепараторах, обогатительных циклонах с водной средой и др.
Наиболее распространенным методом гравитационного обогащения является отсадка. Отсадкой называется процесс разделения минеральных частиц по плотности в водной или воздушной среде, пульсирующей относительно разделяемой смеси в вертикальном направлении. Этим методом можно обогащать материалы крупностью от 0,1 до 400 мм. Отсадка применяется при обогащении углей, сланцев, окисленных железных, марганцевых, хромитовых, касситеритовых, вольфрамитовых и других руд, а также золотосодержащих пород. В процессе отсадки (рис.Ι.12) материал, помещенный на решете отсадочной машины, периодически разрыхляется и уплотняется.
Флотационный метод обогащения руды
Флотацию применяют для обогащения большинства руд цветных металлов, апатитовых, фосфоритовых, графитовых, флюоритовых и других руд, широко используют в сочетании с другими методами при обогащении руд черных металлов, угля. Широкая распространенность флотации объясняется универсальностью процесса, связанной с возможностью разделения практически любых минералов, обогащения бедных руд с весьма тонкой вкрапленностью полезных минералов.
Флотация руд основана на различном закреплении частиц разделяемых минералов на межфазной границе, что определяется различием в поверхностных свойствах минералов. При пенной флотации, наиболее применяемой в промышленности, пульпу насыщают газом и частицы некоторых минералов прилипают к пузырькам газа и всплывают на поверхность, образуя минерализо-ванную пену, которая легко удаляется механическим путем. Другие минералы не прилипают и остаются в объеме пульпы.
Магнитный метод обогащения руд
Магнитные методы обогащения руд основаны на различиях в магнитных свойствах разделяемых минералов. Их широко применяют при обогащении руд черных металлов, доводке концентратов редких и цветных металлов, регенерации сильномагнитных утяжелителей, удалении железистых примесей. Основной силовой характеристикой магнитного поля является напряженность. Напряженностью Н магнитного поля на-зывается сила, с которой поле воздействует на единицу положи-тельной магнитной массы, помещенной в данной точке поля.
Электрический метод обогащения. Электрическое обогащение основано на различиях в электрических свойствах разделяемых минералов и осуществляется под влиянием электрического поля. Из многочисленных электрических свойств минералов в основу работы промышленных сепараторов положено два: элек-тропроводность и трибоэлектрический эффект.
Специальный метод обогащения руд
Они включают ручную рудоразборку, радиометрическое обогащение, обогащение по трению и форме, обогащение по упругости, термоадгезионное обогащение, а также обогащение, основанное на селективном изменении размера куска при дроблении. Наибольшее распространение из перечисленных методов получило радиометрическое обогащение, основанное на различии в способности минералов отражать, испускать и поглощать различные виды излучения. Радиометрическое обогащение широко применяют при переработке руд цветных металлов (радиоактивных, редких, тяжелых и др.), алмазов, флюоритовых руд.
Мы способны проектировать и профессионально конструировать подходящее решение по специальным требованиям заказчика. Мы оказываем широкий спектр услуг для своих клиентов и стремимся максимально удовлетворить потребности каждого.
- 0086-21-58386256 , 58386258
- [email protected]
- 0086-21-58385887
Заполните форму и не забудьте вашу почту или телефон. Данная онлайн-заявка не нужно дополнительная программа.
Источник
