7.3. Обладнання для збагачення за крупністю

Збагачення за крупністю здійснюється на основі селективної зміни розмірів зерен поділюваних матеріалів, що розрізняються за міцністю, твердістю, пластичністю, температурою плавлення. Зміна розмірів зерен здійснюється шляхом дроблення, подрібнення, дезінтеграції, відтирання й термічної обробки, а поділ їх за крупністю - шляхом просіювання або класифікації.

Устаткування для селективного механічного руйнування.

Спосіб застосовують у тих випадках, коли окремі компоненти сировини мають різні міцнісні особливості й при механічному впливі (дробленні, подрібненні, стиранні) руйнуються. Такі властивості мають деякі залізні, бурозалізнякові, калійні руди, фосфорити, вугілля й інші корисні копалини.

Механізм селективного руйнування при дробленні полягає в тім, що швидкість співударяння матеріалу з робочим органом дробарки є проміжною між критичними швидкостями руйнування підлягаючих поділу компонентів. Завдяки цьому один з них руйнується значно сильніше і їх потім легко розділити за крупністю, тому що у великих класах концентруються більш міцні частки, а в дрібних - менш міцні. Ефективність селективного дроблення зростає зі збільшенням числа центральних зіткнень.

Для селективного дроблення застосовують в основному дробарки ударної дії (молоткові, роторно-бильні), рідше - щокові. У перших, обладнаних грохотними решітками, сполучаються в одному апараті операції дроблення й просіювання.

При селективному подрібненні використовують барабанні млини (стрижневі, кульові, рудногалькові, самоподрібнення). При цьому розходження в міцності компонентів проявляється найбільшою мірою при руйнуванні шляхом роздавлювання й удару в режимі подрібнення, близькому до водоспадного, а розходження у твердості - при руйнуванні стиранням у режимі подрібнення, близькому до каскадного, або в режимі самоподрібнення. Так, наприклад, при подрібненні магнетитових руд різних родовищ у режимі, що використовує розходження компонентів у міцності, залізо перебуває в тонких класах одержуваного матеріалу. Після попередньої грубої класифікації матеріалу в гідроциклоні й видалення великих зростків залізо виділяється згодом шляхом тонкого просіювання.

Для селективного стирання застосовують також млини, що працюють при зниженій частоті обертання барабана (не вище 50-52% критичної), скрубери, млини-мішалки.

Можливе ультразвукове очищення поверхні мінералів, що включає ультразвукову обробку пульпи й наступну її гідравлічну класифікацію. Ультразвукова установка для очищення мінералів від плівок складається з ультразвукової ванни, класифікувального апарата й допоміжного устаткування. У результаті очищення у злив видаляються дисперговані у воді плівки шкідливих домішок. Для одержання більш надійних результатів ультразвукову обробку проводять у кілька прийомів із класифікацією після кожного прийому.

Устаткування для селективного термічного руйнування.

Селективне термічне руйнування корисних копалин досягається в процесах декриптації й термічної дисоціації мінералів.

Процес декриптації являє собою руйнування мінералів при нагріванні й наступному швидкому охолодженні або тільки при нагріванні. Така особливість властива деяким мінералам, наприклад флюориту, кальциту, бариту, кіаніту, сподумену, бруситу, слюді й ін. Температура розтріскування їх різна й перебуває в межах 400-1100ºС.

Механізм декриптаційного руйнування обумовлений зміною кристалічної структури мінералів, наявністю в них кристалічної води, що підриває частки зсередини в результаті зростання тиску при нагріванні, а також розходженнями в теплопровідності й коефіцієнтах теплового розширення при нагріванні й охолодженні, що викликають сильні розривні напруження й розтріскування мінералів. Матеріал нагрівають до певної температури, а потім швидко охолоджують, при цьому одні мінерали розтріскуються й руйнуються, а інші піддаються незначній зміні.

У результаті декриптаційного руйнування добутий компонент концентрується у вузьких класах крупності, для відділення яких використовується просіювання або класифікація.

Найбільш широке застосування декриптація одержала при збагаченні сподуменових руд, які обпалюють при температурі 1100-1200ºС в обертовій барабанній печі, охолоджують, подрібнюють у кульовому млині з гумової футеровкой і подають на тонке просіювання або повітряну сепарацію для відділення дрібного концентрату літію від великих часток порожньої породи.

Процес термічної дисоціації застосовується при збагаченні руд, у яких породна частина представлена в основному карбонатами кальцію й магнію, що руйнуються при випалі, а коштовні компоненти – термічно стійкими мінералами. Використовується головним чином при переробці карбонатно-фосфатних і карбонатно-марганцевих руд.

Устаткування для збагачення з селективним збільшенням розмірів компонентів, що добувають.

Процес заснований на розходженні в пластичності й температурі плавлення поділюваних компонентів.

Розходження в пластичності використовують, коли розміри часток пластичного компонента при дробленні або подрібненні збільшуються, а частки породи - зменшуються. Пластичними компонентами є метали, частки яких під час дроблення у валкових дробарках або подрібнення в стрижневих і кульових млинах піддаються прокатці й збільшуються при цьому в розмірах. Крихкі породні частки, навпроти, руйнуються. Відділення металевих часток здійснюється після дроблення на грохотах, після подрібнення - тонким просіюванням.

Розходження в температурах плавлення поділюваних компонентів зі збільшенням розмірів часток компонента, що добувають, використовуються при переробці важкозбагачуваних сірчаних руд.

Подрібнена руда нагрівається до температури плавлення сірки, тонкі крапельки якої зливаються в більші. Після повільного охолодження й просіювання одержують концентрати, що містять 96-98% сірки.