Лекция №10 Гравитационное обогащение

Гравитационное обогащение основанно на законах движения минеральных частиц в различных средах отличающихся по плотности. В зависимости от характера разделительной среды гравитационные процессы бывают:

• пневматические (в воздушной среде)

• гидравлические (в воде, в тяжелых жидкостях и суспензиях)

В зависимости от плотности минералы делят на следующие группы:

1. Тяжелые (плотность выше 4000 кг/м³)

2. Промежуточные (плотность от 2700 до 4000 кг/м³)

3. Легкие (плотность менее 2000 кг/м³)

Группа минералов определенной плотности, полученные при гравитационном обогащении, называется фракциями.

Группа всплывших частиц – легкая фракция, группа утонувших частиц – тяжелая фракция.

Гравитационные процессы делятся на:

-обогащение в тяжелых средах или суспензиях

-обогащение методом отсадки

-обогащение в потоке воды, текущей по наклонной плоскости

-пневматические

1.Обогащение в тяжелых средах

Обогащение в среде, плотность которая имеет промежуточное значение по плотностям ценного минерала и пустой породы. Минеральные зерна, плотности которые меньше плотности среды, будут всплывать, а больше – тонуть.

В качестве тяжелых сред используются тяжелые жидкости плотность которых выше плотности воды. К таким жидкостям относятся:

а) органические (четырехлористый углерод, трихлорэтан – 1600 кг/м³

б) неорганические водные растворы солей (хлористый калий, хлористый кальций – 1654 кг/м³, хлористый цинк – 2070 кг/м³

Суспензия – взвесь тонко измельченного твердого вещества, если используются утяжелители в воздухе или воде это аэросуспензия или водно-минеральная суспензия.

Ферро-силиции – сплав железа с кремнием, плотность равна 6400-7000 кг/м³ . Его используют в качестве утяжелителей для обогащения руд. Для обогащения угля в качестве утяжелителя используют магнетит 5200 кг/м³.

Для приготовления суспензий из ферро-силиция плотность суспензии должна быть не больше половины плотности утяжелителя. Для получения более плотной суспензии плотностью до 3800 кг/м³ используют гранулированный ферросилиций.

Важнейшими свойствами суспензии являются плотность, вязкость, устойчивость. В зависимости от этих свойств определяется эффективность минеральных зерен.

Плотность суспензии:

- плотность суспензии

− содержание твердого в суспензии

- плотность твердого

вязкость оказывают влияние:

- содержание твердого

- наличие шламов

- вязкость

- присутствие некоторых химических соединений

- температура

Высокая вязкость вызванная избытком утяжелителя так же препятствует разделению минералов, поэтому содержание утяжелителя не должно превышать 25% от общего объема.

Вязкость тяжелой суспензии определяют приборами –вязкозиметрами.

Устойчивость – способность тяжелой среды сохранять одинаковую плотность в различных слоях по высоте обогатительного аппарата. В промышленности для стабилизации плотности используют механическое перемешивание, добавляют глину и др. коллоидные вещества.

Экономичность и целесообразность обогащения в тяжелых суспензиях определяют возможностью регенерации утяжелителей. Для регенерации применяют грохоты, классификаторы, магнитные сепараторы и др.

Аппараты в которых происходит обогащение в тяжелых средах называются тяжелосредными сепараторами.

По количеству получаемых продуктов их делят:

-двухпродуктовые

-трехпродуктовые

По характеру сил под воздействием, которых происходит разделение они делятся на:

- сепараторы с гравитационным полем

- сепараторы с центробежными полями

Сепараторы с гравитационным полем применяют для обогащения полезных ископаемых крупностью больше 5 мм.

По конструкции и технологическим параметрам их делят:

- по форме рабочей камеры (барабанные, конусные)

- по глубине камеры (глубокие, мелкие)

- по состоянию рабочей камеры (неподвижные, подвижные)

-по способу выгрузки продуктов обогащения (механические, гидравлические, аэролифтные)

- по конструкции механизмов применяемых для выгрузки (гребковые, ленточные, с элеваторным кольцом)

Сепараторы с центробежным полем делятся на 2 группы:

1) центрифуги

2)гидроциклоны

1) используется для зернистых и труднообогатимых углей, крупность зерен менее 3 мм.

2) бывают 2-х и 3-х продуктовые применяют для обогащения мелкозерного материала ( менее 1 мм)

Обогащение минералов в потоке воды текущей по наклонной плоскости производят в аппаратах : шлюзы, концентрационные столы, струйные сепараторы, конусные, винтовые сепараторы. Предназначаются для обогащения мелких классов и шламов, руд черных, цветных и редких металлов.