Краткие теоретические сведения. Для количественной оценки полноты отделения мелкого мате­риала от крупного при грохочении введено понятие эффектив­ность грохочения

Для количественной оценки полноты отделения мелкого мате­риала от крупного при грохочении введено понятие эффектив­ность грохочения. Эффективностью грохочения называется выра­женное в процентах или долях единиц отношение массы подрешетного продукта к массе нижнего класса в исходном материале. Эффективность грохочения характеризует полноту высева нижне­го класса в подрешетный продукт.

Нижним классом называется материал, крупность которого меньше размера отверстия сетки грохота. Содержание нижнего класса в любом продукте определяют тщательным рассевом про­бы на сите с отверстием, равным размерам отверстий сита грохо­та. Если Т-масса подрешетного продукта крупностью - а, ( а -диаметр отверстий сита ,мм), кг; Qi - масса материала той же крупности в исходной руде, тогда эффективность грохочения:

д.е. (3.1)

Для вычисления эффективности грохочения в лабораторных условиях сухую исходную пробу весом Q пропускают через кон­трольное сито, величина отверстий которого равна величине от­верстий грохота, таким образом находят Q_i. После этого нижний и верхний продукт контрольного сита перемешивают, всю пробу пропускают через грохот и определяют массу нижнего продукта Т.

На промышленном грохоте материал слоем некоторой толщины движется по ситу. Под действием сил материал расслаивается, мелкие зерна проникают через нижние слои и, достигнув просеи­вающей поверхности, проваливаются в отверстия. Чем ближе размер зерна к размеру отверстия, тем больше отверстий оно должно встретить на своем пути, чтобы попасть в подрешетный продукт. Зерна, у которых отношение размера зерна к размеру отверстия сита грохота от 0 до 0,50-0,75, считаются легкими (легко проходящими). Зерна с относительным размером от 0,75 до 1,00 называются трудными, для их просеивания требуется продолжительный промежуток времени. Зерна с относительным раз­мером от 1,00 до 1,15 называются затрудняющими, они не могут сами пройти через отверстие сита и в то же время мешают прохо­ждению трудных и легких зерен.

Чем больше в материале, подлежащем грохочению, труд­ных и затрудняющих зерен, тем больше, при прочих равных усло­виях, требуется времени для достижения заданной эффективности грохочения

Сухие сыпучие материалы (2-4 % влаги) просеиваются хорошо, достигается высокая эффективность гро­хочения. С увеличением влажности процесс грохочения затруд­няется; происходит забивка отверстии сит влажной мелочью, мел­кие зерна налипают на крупные и не выделяются в нижний про­дукт, материал комкуется.

В качестве рабочих просеивающих поверхностей грохотов применяют колосниковые решетки, решета и проволочные сетки. Рабочая просеивающая поверхность грохота характеризуется ко­эффициентом живого сечения, это есть отношение площади от­верстий в свету к общей поверхности сита. Живое сечение грохота К, д.е определяют по формуле:

K = , д.е. (3.2)

где S -площадь грохота, на котором посчитано число отверстий, мм²; n - число отверстий на изучаемой площади грохота; S₀ - площадь одного отверстия, мм².

Применяемые в практике грохочения полезных иско­паемых грохоты различных конструкций можно классифи­цировать как неподвижные колосниковые, валковые, бара­банные, плоскокачающиеся, гирационные, вибрационные и дуговые [2, 3, 6, 8, 9].

Порядок выполнения работы

1. Выполнить эскиз и снять техническую характери­стику грохота.

2. Определить массу класса - 1+0 в исходной навеске Qi.

3. Провести грохочение руды в соответствии с условием (табл. 3.1). При этом подрешетный продукт каждого опыта взвесить, определить Т и затем объединить с надрешетным продуктом для проведения последующего опыта. Для создания требуемой влажности продукта в исходную навеску руды добавить определенное количество воды, навеску тщательно перемешать. Количество воды W_i, г, необходимое для получения требуемой влажности найти по формуле

W_i = , (3.3)

где х - требуемая влажность руды, %; Q - масса навески руды, г .

Обработка результатов опытов

1. Определить количество воды в подрешетном продукте при
его влажности х %, мл:

W = , (3.4)

где - масса подрешетного продукта при влажности х %, г.

2. Вычислить массу сухого подрешетного продукта T_i, г, по формуле

T_i = - W , (3.5)

3. Определить эффективность грохочения для всех опытов по формуле (3.1).

4. Построить графики зависимости:

E = f (l) –по результатам 1-4 опытов,

E = f (t) - по результатам 1,5,6,7 опытов,

Е=f (х) - по результатам 1,8,9,10, опытов,

где l – длина сетки грохота, мм; t – время грохочения материала, с; x – влажность грохотимого материала, %; E - эффективность грохочения,%.

5. Рассчитать коэффициент живого сечения по формуле (3.2). Число отверстий п найти на участке сетки площадью S=1000 мм².

Таблица 3.1

Условия проведения опытов

Защита лабораторной работы. После выполнения лабо­раторной работы и оформления отчета студент защищает отчет путем без машинного или машинного программированного контро­ля в часы занятий.

Контрольные вопросы и задания

1. Объяснить назначение операции грохочения.

2. Как классифицируются грохота, какое их устройство?

3. Какие факторы влияют на эффективность грохочения?

4. Назвать достоинства, область применения, недостатки каждого типа грохотов.

5.Чем определяется число качаний грохота?

6. Дать определение эффективности грохочения

7. Что такое живое сечение сетки грохота, что оно характеризует?

8. Какие получены результаты в ходе выполнения работы?

9. Какой из конструктивных параметров грохота влияет на производительность грохота?

10. Чем определяется амплитуда качаний гирационного и самоцентрирующегося вибрационного грохотов?

11. Дать определение зерен: "трудные", "легкие" и "затрудняющие".

Лабораторная работа 4

ИЗУЧЕНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ТОНИНУ ПОМОЛА В МЕЛЬНИЦЕ

Цель работы: ознакомиться с принципом действия лабо­раторной мельницы, изучить влияние некоторых параметров ее работы на результаты измельчения.

Оборудование: лабораторные стержневые мельницы, руда крупностью -1+0 мм - 7 навесок, -3+0 мм - 2 навески, -5+0 мм - 2 навески, стандартные сетки на -0,074мм, весы, мерный цилиндр.

Краткие теоретические сведения

Измельчение является заключительной операцией в цикле подготовки руды перед обогащением, связанной с уменьшением крупности ее кусков. В результате измельчения должен быть получен продукт, пригодный по крупности для обогащения данным методом и содержащий полезный минерал в виде частиц, макси­мально освобожденных от минералов пустой породы. Крупность частиц измельченного продукта, как правило, не превышает 1 мм. Измельчение материала производится в водной или воздушной среде. Мельница представляет собой полый барабан, вращаю­щийся вокруг горизонтальной оси на пустотелых цапфах торце­вых крышек. Измельчение осуществляется дробящей средой, за­гружаемой внутрь мельницы. При вращении барабана дробящая среда трением и центробежной силой увлекается внутренней по­верхностью барабана, поднимается на некоторую высоту и, падая и перекатываясь, измельчает руду ударом, раскалыванием и истиранием.

В зависимости от вида дробящей среды различают мель­ницы шаровые, стержневые, галечные и самоизмельчения. У шаровых мельниц дробящая среда представлена стальными или чугунными шарами; у стержневых - стальными стержнями; у галеч­ных - окатанной кремневой галькой; у мельниц самоизмельчения - крупными кусками измельчаемой руды.

Производительность мельниц определяется числом тонн руды пропущенной через мельницу в единицу времени. Произво­дительность мельниц можно рассчитать по числу тонн материала расчетной крупности, полученного в единицу времени. Послед­ний способ наиболее точен и прост. Обычно рассчитывают по классу -0,074 мм Производительность мельниц зависит от следующих факторов:

крупности исходной руды, крупности измельченного продукта, измельчаемости руды;

конструкции мельницы, ее размера, формы футеровки;

эксплуатационных условий работы мельниц (открытый или замкнутый цикл), эффективности работы классифицирую­щего аппарата, степени заполнения мельницы дробящей средой, разжижения пульпы в мельнице, числа оборотов мельницы, формы, плотности и твердо­сти дробящих тел

На действующих обогатительных фабриках удельная производительность мельниц составляет от 0,9 до 1,5 т/ч, вновь обра­зованного класса -0,074 мм на 1 м³ внутреннего объема барабана [2, 3, 6, 8, 9].

Порядок выполнения работы

1. Методом мокрого ситового анализа определить содер­жание класса -0,074 мм в руде крупностью -1+0; -3+0; -5+0 мм. С этой целью материал небольшими порциями загрузить на сито и одновременно подать воду тонкой струей. Материал промыва­ть до тех пор, пока вода, стекающая с сита, не станет совершен­но прозрачной. Промытый материал крупностью +0,074 мм раз­грузить в приемник, высушить, провести контрольный высев на сухой сетке 0,074 мм и взвесить. Выход нижнего класса определить по разнице весов исходной навески и "плюсового продукта".

2. Промыть мельницы и стержни, проверить соответст­вие крышек и мельниц.

3. Вычислить объем мельниц. Загрузить в мельницу стер­жни, воду, руду, производить измельчение в соответствии с табл. 4.1. при соотношении Т:С = 1:6

4. Методом мокрого ситового анализа найти содержание класса -0,074 мм в полученных продуктах измельчения.

Таблица 4.1

Условия проведения опытов

Обработка результатов опытов

1. Для каждого опыта рассчитать выход класса -0,074 мм.

2. Определить удельную производительность, т/м³∙ч, по вновь образованному расчетному классу:

q = ,т/м ч, (4.1)

где Q - производительность по руде, т/ч; b , b - содержание расчетного класса в исходной руде и продукте измельчения, д.е.; V- объем мельницы, м³.

Построить графики зависимости:

E = f (t)- по результатам 1-4 опытов,

E = f (d) - по результатам 2,5,6 опытов,

E = f (R) -по результатам 2,7,8 опытов,

где t - время измельчения, мин; d- крупность исходной руды; мм; R- весовое отношение жидкого к твердому, д.е.

Защита лабораторной работы.После выполнения лабора­торной работы и оформления отчета студент защищает отчет в часы занятий.

Контрольные вопросы и задания

1. Объяснить назначение операции измельчения.

2. Назвать оптимальную крупность материала, направ­ляемого на измельчение в различных мельницах.

3. Как классифицируют мельницы? Их устройство.

4. Перечислить скоростные режимы вращения барабана мельниц.

5. Какова оптимальная плотность пульпы, объем дробящей среды, скорость вращения у различных типов мельниц?

6. Какие факторы влияют на производительность мельниц?

7. Перечислить преимущества и недостатки бесшарового помола?

8. Какие результаты получены в ходе исследования? Какие зависимости построены?

9. Назвать преимущества мельниц с разгрузкой через ре­шетку в сравнении с мельницами с центральной разгрузкой.

10. Какие свойства руды влияют на тонкость помола?

Лабораторная работа 5

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ДИАФРАГМОВОЙ

ОТСАДОЧНОЙ МАШИНЫ

Цель работы: ознакомиться с принципом действия лабо­раторной диафрагмовой отсадочной машины, процессом обога­щения и регулировкой ее параметров.

Оборудование: лабораторная диафрагмовая машина, руда свинцовая - 500 г (-3+0 мм), весы технические, цилиндры мерные на 1000 мл, тахометр, линейки, чашки, кисточки.

Краткие теоретические сведения

Область применения отсадки охватывает по плотности извлекаемых компонентов от 1200 до 15000 кг/м3 , и по крупности обогащаемого материала от 0,2 до 50,0 мм для руд и от 0,5 до 120 ,0 (иногда и до 250,0мм) - для углей [2].

Отсадка является одним из процессов гравитационного обогащения полезных ископаемых, основанных на разности ско­ростей движения частиц разной плотности в струе воды верти­кального направления. Исходный материал подвергают разделе­нию на слои, отличающиеся по плотности и крупности, которые формируются на отсадочном решете в результате периодического действия восходящих и нисходящих струй разделительной среды, обусловленных работой приводного механизма. В нижних слоях концентрируется тяжелый продукт, в верхних - легкий. Аппараты, применяемые для отсадки, называются отса­дочными машинами. В них процесс разделения осуществляется на решете, где всегда находится слой постели. При обогащении крупного исходного материала постель образуется из крупных и тяжелых зерен руды, подвергающихся отсадке. При обогащении мелкого исходного материала (крупность менее 4 мм) на решето кладут слой искусственной постели. В качестве материала постели можно использовать смесь магнетита и гематита, стальную и чу­гунную дробь и др. Плотность материала постели должна быть промежуточной между плотностями разделяемых минералов. Вы­соту слоя постели выбирают по ходу процесса. Глубокую постель по данным Риттингера применяют для богатых руд, чтобы полу­чить чистый концентрат. Если руда бедная, но ценная, постель делают тоньше. Чем меньше отношение между плотностями раз­деляемых минералов, тем толще нужен слой постели. Когда по­стель разрыхлена (восходящая струя), расслаивание происходит в условиях стесненного падения и усиливается вследствие разли­чия начальных ускорений минеральных зерен. В нижнем слое располагаются крупные зерна тяжелого минерала. Крупные легкие и мелкие тяжелые зерна будут находиться в средних слоях. Когда постель уплотнена (действие нисходящей струи), расслаи­вание происходит путем осаждения частиц в промежутках между ее зернами. В этом случае мелкие зерна тяжелого минерала осе­дают вниз, крупные зерна легкого минерала остаются наверху, а крупные тяжелые и мелкие легкие зерна располагаются в проме­жуточных слоях. Подбирая условия отсадки, можно достигнуть полного расслоения по плотности [2, 3, 5, 6, 7, 8].

Порядок выполнения работы

1. Выполнить эскиз отсадочной машины.

2. Снять техническую характеристику отсадочной ма­шины и результаты занести в табл.5.1.

Таблица 5.1

Техническая характеристика отсадочной машины

3. Отсадочную машину готовят к работе. Для этого насы­пают постель в концентрационное отделение машины. Машину заполняют водой. После заполнения всех отделений, определяют скорость восходящей струи воды в первой камере; в этот момент все краны перекрывают и вода поступает только в эту камеру. По объемному расходу воды, используя при этом цилиндр с секун­домером, студенты устанавливают скорость восходящей струи в первой камере, затем открывают кран, подающий воду на вторую камеру, учитывая воду, поступившую в первую камеру. Анало­гичным образом замеряют расход надрешетной воды

4. Смачить навеску руды водой и провести обогащение по схеме (рис 5.1).

	Концентрат		Промпродукт		Хвосты

Рис.5.1. Схема обогащения руды на отсадочной машине

5. Продукты обогащения подписать, высушить и взвесить с точностью до 0,1г.

6.Отобрать пробы на химический анализ полученных продуктов. Для этого раздавить куски в продуктах, перемешать, методом квадратования отобрать пробу для химического анализа.

Обработка результатов опытов

1. Для каждого продукта рассчитать выход:

Y_i = , %, (5.1)

Где Q_i – масса i-го продукта, г., - сумма продуктов обогащения, г, n – число продуктов обогащения.

2. Определить массовую долю металла в руде:

α= ,% (5.2)

где βi -массовая доля металла в i -м продукте, %

3. Вычислить извлечение металла в i-й продукт по формуле

E = , %. (5.3)

Результаты расчета занести в табл. 5.2

Таблица 5.2

Показатели обогащения руды

Защита лабораторной работы .После выполнения лабора­торной работы и оформления отчета студент защищает отчет в часы занятий.

Контрольные вопросы и задания

1. На чем основан процесс гравитации?

2. На чем основано разделение материала в отсадочной машине?

3. Рассказать об устройстве диафрагмовой отсадочной машины.

4. Как подготавливают материал перед обогащением на отсадочной машине?

5. В каких случаях разделение минералов на отсадочных машинах осуществляют с применением искусственной постели; перечислите требования, предъявляемые к материалу постели.

6. Почему происходит явление сегрегации материалов. Что это такое?

7. Какими показателями характеризуется работа гравита­ционных обогатительных аппаратов, дайте их определение и расчет.

8. Какие факторы влияют на работу отсадочной машины?

9. Назвать область применения отсадочных машин.

10. Перечислить достоинства и недостатки отсадочных машин в сравнении с другими гравитационными аппаратами (концентрационные столы, винтовые сепараторы).

Лабораторная работа 6

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ КОНЦЕНТРАЦИОННОГО СТОЛА

Цель работы:ознакомиться с принципом действия концентрационного стола, процессом обогащения и регулировкой различных его параметров.

Оборудование: лабораторный концентрационный стол, руда галенит содержащая 500 г (-2+0 мм), весы технические, цилиндры мерные на 1000 мл, тахометр, линейки, чашки, кисточки.

Краткие теоретические сведения

Обогащение на концентрационных столах происходит в тонком потоке воды, текущей по слабонаклонной плоскости стола (деке). Дека совершает асимметричные возвратно-поступательные движения в горизонтальной плоскости. Направления этих колебаний перпендикулярно направлению потока движения пульпы. Концентрационные столы применяют для рудных и нерудных минералов крупности от 3,00 (4,00) до 0,04 мм. На поверхности деки, которую покрывают линолеумом или резиной, наклеивают нарифления. Наличие нарифле-ний вызывает появление двух потоков: верхнего - ламинарного и нижнего - турбулентного Турбулентный характер движения соз­дает восходящие потоки, которые способствуют лучшему разрых­лению материала и удаляют из слоя тяжелых минералов остав­шиеся легкие частицы. Нарифления предохраняют зерна тяжелых минералов от действия смывной воды, способствуют образова­нию постели, которая улучшает разделение минералов по плотно­сти, т. к. в каждом желобке между нарифлениями происходит стесненное падение тяжелых минералов.

Движение дека стола получает от приводного механизма, который у лабораторных концентрационных столов аналоги­чен приводному механизму стола Вильфлея. Движение вперед дека совершает с равномерным ускорением и в конце хода достигает наибольшей скорости движения. Затем начинается равнозамедленное движение назад. Благодаря такому движению деки возни­кает сила инерции, которая неоднократно воздействует на легкие и тяжелые частицы разделяемого материала.

На концентрационных столах под действием сотрясательных движений стола и поперечной струи воды происходит перераспределение материала по крупно­сти и плотности (явление сегрегации). В результате такого перераспределения нижний слой материала состоит из мелких тяже­лых частиц, а над ним выше слой из крупных легких зерен [2, 3, 5, 6, 7, 8].

Порядок выполнения работы

1. Выполнить эскиз лабораторного стола.

2. Снять техническую характеристику и занести данные в табл. 6.1

Таблица 6.1

Техническая характеристика стола

3. Подготовить к работе концентрационный стол. На деку подать воду так, чтобы вся поверхность её была покрыта тонким слоем воды. Установить угол наклона деки ~8-12°.

4. Смачить навеску руды водой и провести обогащение.

5. Продукты обогащения подписать, высушить и взвесить с точностью до 0,1 г

6. Отобрать пробы для химического анализа. С этой целью раздавить куски в продуктах, перемешать, методом квадратования отобрать пробу.

Обработка результатов опытов

1.Осуществить расчет основных технологических показателей по формулам (5.1 )- ( 5.3)

2. Составить баланс металлов, который оформить в виде таблицы (см. табл.5 2.)

Защита лабораторной работы. После выполнения ла­бораторной работы и оформления отчета студент защищает отчет в часы занятий.

Контрольные вопросы и задания

1. Как готовится материал перед обогащением на концен­трационном столе?

2. Для чего необходимы нарифления на столах?

3. Дать определение массовой доли металла, извлечения, выхода продукта.

4. Какие факторы влияют на работу концентрационного стола?

5. Назвать область применения, достоинства, недостатки концентрационных столов.

6. Каково направление движения частиц по деке стола для легкого минерала и тяжелого?

7. Как вы понимаете выражение “дифференциальное движение деки стола”?

8.Описать устройство концентрационного стола и перечислите безопасные методы работы на нем.

9. Какие отличительные особенности песковых и шламовых столов вы знаете?

10. Перечислить аппараты для гравитационного метода обогащения.

Лабораторная работа 7

ФЛОТАЦИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РУДЫ

Цель работы:ознакомиться с принципом действия лабо­раторной флотационной машины механического типа и процессом флотации Рb-Znруды.

Оборудование: флотационная машина, виброистиратель, Рb-Zn руда - 100 г, флотационные реагенты, мерные цилиндры, совки, чашки, кисточки, бумага, клеенка, шпатели.

Краткие теоретические сведения

Сульфидные руды являются одним из главных объектов флотационного обогащения полиметаллических руд цветных ме­таллов.

Сульфидные минералы обладают большими природными гидрофобными свойствами в сравнении с минералами-окислами, они хорошо гидрофобизируются сульфгидрильными собирателя­ми. Достаточно просто отделить сульфидные минералы от мине­ралов пустой породы. В этом случае селективность процесса достигается подачей в процесс cульфгидрильного реагента собирателя. Сложно отделять сульфиды друг от друга. Свинцовые и цинковые минералы разде­ляются несколькими методами. Самым распространенным являет­ся метод, основанный на применении сочетания цианида с цинко­вым купоросом в щелочной среде. Депрессия сфалерита таким сочетанием реагентов происходит вследствие образования в пуль­пе нерастворимого цианида цинка.

Вместо цианида в сочетании с цинковым купоросом может применяться сульфит или тиосульфат натрия. Если сфалерит в руде представлен не активированной цинковой обманкой, то для депрессии ее достаточно применить один цинковый купорос. При прямой селективной флотации сначала флотируется галенит, гидрофилизируя цинковую обманку одним из перечисленных депрессоров, и затем после активации сфалерита медным купоросом производится цинковая флотация. Для того чтобы выделить бога­тый цинковый концентрат, увеличивают щелочность пульпы, добавляя известь, которая депрессирует пирит [2, 3, 4, 6, 7, 8].

Порядок выполнения работы

1.Рассчитать количество загружаемых реагентов по
формуле (6.1).

, мл (7.1)

Где a – масса навески, г; b – расход реагентов по технологической схеме, г/т; с – концентрация реагента, %.

2. Промыть флотационную машину, загрузить пульпу и флотировать по схеме (рис. 7.1).

3. Полученные продукты подписать, высушить и взвесить с точностью 0,1 г.

4. Отобрать пробы на химический анализ полученных продуктов. Для этого раздавить куски пробы в продуктах, перемешать их методом перекатывания, методом вычерпывания по сетке (квадратованием) отобрать пробы и истереть их.