Металлургия цветных металлов
..pdfПрименяя одни флотационные реагенты, можно отфлотировать в пену все сульфидные минералы, оставив в пульпе хвостов окислы и пирит. При этом получается коллективный концентрат.
При повторной флотации коллективного концентрата с другими реагентами можно последовательно поднять в пену рудные минералы по одному, получая селективные концентраты.
Возможна также селективная флотация руды, при ко торой из рудной пульпы последовательно получают се лективные концентраты, а в пульпе остаются хвосты.
Из этого краткого описания следует, что для флота ции требуется тонкое измельчение руды, а затем обезво живание продуктов флотации. Описание этих переделов составляет последующее содержание данной главы.
Интересно сравнить стоимость отдельных переделов
обогащения (% от суммарных |
затрат) и убедиться в |
|
сравнительной дороговизне измельчения: |
||
Дробление |
|
5,9—18,8 |
Измельчение |
|
26,3—75,3 |
Флотация |
|
25,1—46,8 |
Обезвоживание |
и |
10,5—19,4 |
сушка |
|
|
Прочие переделы |
|
3,2—10,5 |
Дробление и измельчение
Куски руды, поступающей с рудника, могут достигать в поперечнике более 1500 мм, а для флотации нужны ча стицы обычно тоньше 0,1 мм. Поэтому руду дробят и из мельчают в несколько стадий на разных машинах. Су ществуют следующие стадии дробления и измельчения руды перед флотацией, мм:
|
Начальная |
Конечная |
|
4 крупность |
крупность |
Дробление: |
1500—300 |
300—100 |
крупное |
||
среднее |
300—100 |
50—10 |
мелкое |
50—10 |
10—2 |
Измельчение |
50—10 |
0,05 и тонь |
|
|
ше |
Для крупного дробления пользуются щековыми или конусными дробилками. Первая (рис. 8) раздавливает куски руды между щеками из твердой стали; одна из
щек неподвижна, а другая качается. Поверхность щек волнистая и выступы на одной из них находятся против впадин на другой. От вращения вала с эксцентриком 3 шатун 4 поднимается и опускается, изменяя этим угол между распорными досками 5. Подвижная щека прибли жается к неподвижной, раздавливая руду, а затем уда ляется от нее под действием пружины 6. Руда провали-
Рис. 8. Щековая |
дробилка: |
|
|
|
/ — неподвижная |
щека: 2 — подвижная |
щека; |
3 — вал |
|
с эксцентриком: |
4 — шатун; |
5 — распорные |
доски; |
|
6 — пружина; 7 — разгрузочная |
щель |
|
вается в рагрузочную щель. Производительность щековых дробилок достигает 500 т/ч.
Конусные дробилки разных конструкций пригодны для крупного, среднего и мелкого дробления. При круп ном дроблении производительность их достигает 2100 т/ч. Дробящие поверхности дробилки, показанной на рис. 9, имеют форму усеченных конусов. Меньший из них пере катывается по внутренней поверхности большего, раз давливая куски руды.
Верхний конец вала, несущий подвижный конус, шар нирно подвешен на корпусе дробилки, а нижний свобод но входит в эксцентриковый стакан, вращаемый через передачу от электромотора.
Конусная дробилка среднего дробления (рис. 10) от личается от предыдущей отсутствием шарнирной подвес
Желаемая степень измельчения достигается peryjii
рованием |
скорости |
загрузки — |
продолжительность] |
пребывания руды в мельнице. |
|
||
К л а сси ф и к а ц и я р у д ы по крупност и |
|||
В каждой стадии дробления и |
и зм ел ьч ен и я р а зн ы е |
минералы измельчаются по-разному в зависимости от их твердости, хрупкости, вязкости и формы кусков. П осле какой-либо стадии дробления часть руды может оказат ь-
Рис. |
13. Решетки для |
грохочения: |
|
|
а — решетки, |
применяемые |
для вибрационных, |
барабан |
|
ных и других грохотов: |
б |
— колосниковый |
грохот |
ся м е л ь ч е з а д а н н о й к р у п н о ст и , а з н а ч и т л и ш н ей н а г р у з к о й д л я сл е д у ю щ е й д р о б и л ки . Д л я л у ч ш е г о и с п о л ь з о в а
н и я д р о б и л о к |
р у д у |
п о сл е к а ж д о й ста д и и д р о б л е н и я к л а с |
|
си ф и ц и р у ю т |
по |
к р у п н о сти |
гр о хо чен и ем , п о до б н ы м |
п р о сеи ван и ю . Д л я это го с л у ж а т |
р а зл и ч н ы е по устройству |
||
гро хо ты . |
|
|
|
Наиболее простой колосниковый грохот (рис. 13) со стоит из наклоненных под углом 35—40 град, парал лельных стальных брусьев — колосников. Расстояние ме жду колосниками (прозор) соответствует пределу разде ления по крупности: обычно оно не меньше 25 мм. Руда свободно скользит вдоль колосников и мелкая часть ее проваливается в прозоры. Колосниковые грохоты де шевы, но их коэффициент полезного действия (полнота отделения мелкого материала) невелик. Применяются они до и после крупного дробления.
Вибрационный грохот представляет собой металличе скую сетку, натянутую на раму. Сетка вибрирует или ка чается от механического привода либо электромагнитов. Для выделения нескольких классов крупности устанавли вают несколько сеток — одну над другой. Вибрационные грохоты применяют после среднего или мелкого дроб ления.
Барабанный грохот имеет сортирующую сетку в виде цилиндра. Он вращается относительно оси, наклоненной на небольшой угол. Руда пересыпается по внутренней по верхности барабана, постепенно перемещаясь от при поднятого его конца к опущенному. Для одновременного выделения нескольких классов крупности устанавливают концентрично несколько сеток с ячейками разного раз мера.
Грохочение мало пригодно для тонких материалов, которые комкуются и легко распыляются. Поэтому тонкоизмельченные материалы классифицируют в пульпах. Такую классификацию называют мокрой или гидравли ческой, а применяемые для нее аппараты — классифика торами. Гидравлическая классификация основана на том, что чем крупнее (тяжелее) частица, тем быстрее она оседает из пульпы.
Всякий гидравлический классификатор представляет собой сосуд, заполненный непрерывно подающейся пуль пой руды. За время пребывания в классификаторе круп ные частицы (пески) оседают, а более мелкие уносятся сливом. Чем меньше скорость движения пульпы через классификатор и ее вязкость, тем тоньше частицы мате риала в сливе.
Классификаторы разных конструкций отличаются формой сосуда и способами выгрузки песков.
Реечный классификатор (рис. 14) имеет наклонное
стальное корыто с плоским днищем. Пульпа подается по желобу с одного конца корыта и сливается с противопо ложного через порог, высоту которого можно изменять. Пески, осевшие на дно корыта, постепенно перегребаются
Рис. 14. Реечный классификатор:
/ — корыто; 2 — гребок; 3 — привод для движения гребка; 4 — сливной порог;
5 — выгрузка песков
Рис. 15. Спиральный классификатор:
/ — корыто; 2 — спираль; 3 — сливной порог; 4 — выгрузка песков
механизированным гребком к приподнятому его концу и выгружаются.
Спиральный классификатор (рис. 15) отличается от реечного полукруглым сечением корыта. Для удаления песков здесь служит шнек. Механизм спирального клас сификатора более прост и надежен в работе, чем рееч ного.
Весьма производительна классификация в часто при меняемых гидроциклонах (рис. 16). Крупные и мелкие
частицы пульпы разделяются здесь под действием цент робежной силы. Пульпу подают в гидроциклон по каса тельной к его сечению с большой скоростью. От этого пульпа в аппарате закручивается и движется по спираль ной траектории. Крупные
частицы |
прижимаются |
|
|
||||
центробежной |
силой |
к |
|
|
|||
стенкам |
гидроциклона, |
|
|
||||
теряют |
скорость и оседа |
|
|
||||
ют в нижнюю его часть; |
|
|
|||||
мелкие |
зерна |
уносятся |
|
|
|||
в слив. |
рис. |
17 |
показана |
Ъ/Л |
|
||
На |
|
|
|||||
примерная схема дробле |
|
|
|||||
ния, |
измельчения и клас |
|
|
||||
сификации. |
В основу ее |
|
|
||||
положены |
два |
тре |
|
|
|||
бования: |
не |
дробить |
|
|
|||
лишнего и выдать матери |
|
|
|||||
ал не |
крупнее заданного |
|
|
||||
размера. Для этого перед |
|
|
|||||
каждой стадией |
дробле |
|
|
||||
ния |
руда |
поступает |
на |
|
|
||
грохот, а в дробилку по |
|
|
|||||
падают только |
куски, не |
|
|
||||
прошедшие через его про- |
|
|
|||||
зоры. |
Второе требование |
|
|
||||
удовлетворяется |
дробле |
|
|
||||
нием |
|
или |
измельчением |
|
|
||
в замкнутых циклах: вы |
|
|
|||||
деленные грохочением или |
Рис. |
16. Гидроциклон |
|||||
классификацией |
недоста |
||||||
точно |
мелкие куски |
или |
|
или мельницу. |
|||
зерна |
возвращаются в дробилку |
Всякая схема дробления и измельчения должна быть четко продумана и рассчитана. В этих дорогих переделах не должно быть излишеств: они могут значительно ухуд шить экономику производства.
Флотационные реагенты
Как уже говорилось, при флотации зерна тяжелых минералов, например сульфидов, под действием флота
ционных реагентов прикрепляются к пузырькам воздуха и с ними всплывают на поверхность пульпы. Флотацион ные реагенты этого вида — собиратели — органические вещества с длинной углеводородной цепью, один конец которой полярен и имеет химическое сродство к минера лам определенного состава и структуры.
Рис 17. Схема дробления, измельче ния и классификации
Собирателями часто служат соли ксантогеновой кис лоты — ксантогенаты. Например этиловый ксантогенат калия имеет формулу C2H5OCS2K. В воде он растворяет ся и диссоциирует:
C2H5OCS2K ^ C2I-l5 0 CS- 2 + к+