книги из ГПНТБ / Серго, Е. Е. Опробование и контроль технологических процессов на обогатительных фабриках учеб. пособие

Таблица 9

Характеристика испытательных сит

(шкалы Тайлера)

101

ционально выходам каждого класса. Потери свыше 1% не допускаются. Данные рассева пробы и технического ана­ лиза отдельных классов заносят в таблицу, примером которой может служить табл. 10.

Графически результаты ситового анализа оформляют обычно в виде кривых на простой сетке (рис. 28). На левой оси ординат откладывают суммарный выход крупных, а на правой — мелких классов; по оси абсцисс — диаметр зерен.

102

П р и м е ч а н и е . Суммарные выходы представляют собой сумму выходов всех клас­ сов, выше или ниже данной крупности.

Простая сетка удобна при небольшом количестве клас­ сов и не очень резком расхождении максимальных и мини­ мальных размеров зерен в исходной пробе.

В случае преобладания в материале мелких зерен, а также при необходимости знать выход мелких классов удоб­ но пользоваться полулогарифмической сеткой. Для постро­ ения кривой характеристики крупности по осям ординат откладывают, как и в предыдущем случае, суммарные выхо­ ды, а на оси абсцисс — логарифмы размеров отверстий сит (рис. 29).

Для набора сит, имеющих постоянный модуль (в нашем примере — 2) построение кривой весьма удобно. Ось аб­ сцисс делится на равные отрезки, длина которых соответ­ ствует логарифму модуля в выбранном масштабе (например, lg2=- 1 см).

Первую точку, соответствующую логарифму диаметра отверстия наиболее мелкого сита (например, lg 0,75), от­ кладывают на произвольном расстоянии от нулевой абсцис­ сы. Следующее сито имеет размер отверстий 1,5 мм. При мо­ дуле 2 имеем:

1,5 = 0,75-2 или lg 1,5 = lg 0,75 + lg 2.

Следовательно, точка оси абсцисс, соответствующая lg 1,5, должна отстоять от точки lg 0,75 на расстоянии 1 см и т. д.

103

ч

»Доведение кривой до нулевой абсциссы невозможно, так как IgO = — оо. Поэтому полулогарифмическая кривая характеристики крупности должна быть ограничена надрешетным продуктом наиболее мелкого в наборе сита, в на­ шем примере —■0,75 мм.

В некоторых случаях строят кривые характеристики крупности в логарифмической сетке. По оси абсцисс откла­ дывают логарифмы размеров частиц в микронах, а по оси ординат — логарифмы выходов каждой фракции в процен­ тах.

Гранулометрический состав продуктов дробления и из­ мельчения во многих случаях описывается уравнением Ро­

где R — суммарный остаток на сите с размером отверстий X (по плюсу), %;

b и п — параметры, зависящие от свойств материала. После двойного логарифмирования выражение (77) пре­ вращается в уравнение прямой линии с угловым коэффици­

ентом:

lg lg i f = n \g x + lg (big e).

Параметры b и п определяются по следующим формулам:

xV lg e

Для определения величины параметров b и п на прямой, проведенной по экспериментальным данным в координатах

ленные одна от другой. Далее определяют координаты этих точек и подставляют их в формулу (78). Затем определяют b по формуле (79).

104

устанавливается расход воды, необходимой для выделения требуемого класса крупности. Правильность установлен­ ного расхода воды проверяется с помощью цилиндра и се­ кундомера.

Порошок в количестве 50 г, приготовленный в виде пуль­ пы, загружается из стаканчика небольшими порциями (по­ сле перемешивания) через воронку с калиброванным отвер­ стием в аппарат. В период загрузки навески расход воды уменьшают на 30—35%, затем он восстанавливается, и про­ цесс разделения зерен материала происходит автоматически. При образовании комков добавляют 2—3 мл жидкого стекла. Завершение разделения материала устанавливается по пол­ ному осветлению жидкости над взвешенным слоем осадка в последней камере.

По окончании анализа подача воды прекращается, клас­ сы материала разгружаются через отверстия в дне камер; затём они отстаиваются, фильтруются, сушатся и взвешива­ ются. Выход слива определяется по разности между весом исходной навески и суммарным весом собранных классов крупности.

Расход воды для получения в камерах аппарата зерен заданной крупности определяется по формуле Стокса или по специальной номограмме, на которой представлены кри­ вые зависимости расхода воды от крупности классов.

80см3/мин.

Метод Сабанина. Навеску материала, просеянную на си­ те 0,074 мм, массой 5—10 г смачивают водой в чашке и пере­ мешивают пестиком с резиновым наконечником, растирая комочки частиц. Содержимое чашки сливают в колбу объе­ мом 100—200 см и кипятят 10—20 мин, чтобы удалить воз­ дух. Содержимое колбы переливают в градуированный ста­ кан аппарата Сабанина (рис. 31) и добавляют в него дистил­ лированной воды до определенной черты. Зная размер гра­ ничного зерна и плотность его, определяют конечную ско­ рость ѵ0 падения зерна и время t, необходимое, чтобы оно опустилось на глубину Я = 50 мм. На эту глубину опуска­ ют сифон

106

Для расчета конечной скорости пользуются общеизвест­ ной формулой

где d — диаметр зерна, см; б — плотность зерна, г/см3. Так как скорость ц0 при установившемся движении рав­

Содержимое стакана тщательно перемешивают. После

этого в течение времени t = — пульпа отстаивается. Оче-

ѵо

видно, что после истечения времени t в пульпе выше уров­ ня Я останутся зерна размером меньше d (диаметра граничного зерна). Таким образом, слив верхнего слоя су­ спензии, отобранной с глубины 50 мм сифоном, будет пред­ ставлять собой класс зерен размером менее граничного зерна.

Часть зерен размером ме­ нее d, находящаяся в пер­ воначальный момент отмучивания ниже уровня Я, осядет вместе с зернами размером более d. Поэ­ тому операцию отмучивания повторяют до тех пор, пока слив не станет чистым. Остаток в стакане высуши­ вают и определяют его вы­ ход. Уменьшая затем время осаждения t, определяют выход следующего класса

ит. д. В случае необходи­ мости отдельные классы подвергаются химическому

иминеральному анализам.

бумаги.

107

цы, не выпавшие в течение заданного времени t, отбирают пипеткой.

Методика проведения анализа заключается в следующем. Навеску материала крупностью менее 0,074 мм обрабатыва­ ют, как и в первом случае (смачивают водой, растирают, ки­ пятят). После этого пульпу переливают в мерный стакан высотой 400 мм и диаметром 60 мм - и доливают водой до верхней метки. Затем пульпу энергично взбалтывают и ос­ тавляют в стакане на время, необходимое для осаждения граничных зерен, вычисленное по формуле (81). По истече­ нии этого времени в стакан опускают пипетку объемом 25 см3 до заданной глубины Я и заполняют ее пульпой. Содержи­ мое пипетки выливают в фарфоровую чашку, выпаривают и остаток взвешивают на аналитических весах.

Выход класса крупностью менее заданного граничного зерна определяется по формуле

108

пустотелый вал 4 с "воронкой 3. К нижней части вала (под решеткой 6) прикреплены перфорированные лопасти ме­ шалки 8. Вал получает медленное вращение от электро­ двигателя через ременную передачу.

Методика проведения анализа заключается в следующем. От исследуемого материала отбирают пробу весом 50—100 г, высыпают ее в фарфоровую чашку, смачивают водой и пе­ ремешивают резиновой палочкой для устранения комочков. Затем приводят в движение вал классификатора, закрывают выпускное отверстие пробкой и содержимое чашки перено­ сят в классификатор.

После этого внутрь вала пускают воду из напорного бака 1, регулируя подачу ее краном 2. Вода через отверстия в ло­ пастях мешалки устремляется в классификатор, и здесь .со­ здается восходящий поток. Количество воды, поступающей в классификатор, должно обеспечить создание скорости

где W — необходимое количество воды, мл; ѵ0 — конечная скорость падения, см/сек; F — площадь сечения классифи­ катора в верхней части, см2; она равна

я (Dl — D\)

здесь Dj — внутренний диаметр вала, см; D2 — внутренний диаметр цилиндрической части классификатора, см.

Расход воды в единицу времени измеряется мерным ци­ линдром.

Отрегулированное количество воды подают в классифи­ катор в течение всего опыта до тех пор, пока слив не станет чистым. После этого выделяют следующий класс, изменяя количество подаваемой воды, и т. д.

Седиментационный анализ по методу И. 3. Марголина х. Этот метод дает возможность быстро определить выход клас­ сов в ходе самого анализа без взятия и сушки образцов.

На крючок пружинных весов ВТ-3 грузоподъемностью 0,5 г на тончайшей нити подвешивается плексигласовый по­ лый поплавок объемом 10 см3 и массой 10,4 г. В чистой воде

1 Подробное описание методики дано в журнале «Цветные металлы», № 2, 1954.

109

поплавок весит 0,4 г, что соответствует 400 делениям шкалы весов. При погружении в хорошо взмученную суспензию испытуемого порошка масса поплавка уменьшается, одна­ ко она должна быть не менее 0,15 г.

Пусть глубина погружения центра водоизмещения по­ плавка равна Нмм. Тогда время осаждения частицы за­ данного диаметра найдем по формуле

— 30 мк время осаждения будет примерно равно 60 и 170 сек соответственно. Если в начале опыта стрелка весов стояла на делении 200, а через 60 и 170 сек на делении 250—300, то выход класса 50—30 мк составляет

У = 300 — 250 = 0,25 = 25%.

400 — 200

В знаменателе расчетной формулы дана разность поло­ жений стрелки при погружении в воду и в свежевзмученную суспензию.

Метод Фигуровского основан на пропорциональности деформации стеклянного стержня весов массе выпавшего осадка. Седиментационные весы Фигуровского позволяют провести опыт в течение 1—2 ч. Однако затем необходимо выполнить графические расчеты для определения выходов, что требует дополнительного времени и снижает точность анализа. Кроме того, этот метод не позволяет получить не­ обходимое количество отдельных классов, которые можно было бы подвергнуть дальнейшему исследованию (химическо­ му, минералогическому и т. д.). Описание метода приведено в специальной литературе [12].

§ 5. КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ АНАЛИЗА

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

Комбинированный способ анализа гранулометрического состава применяется в тех случаях, когда материал мелко­ зернистый и анализу подвергается влажная или полужид­ кая проба, содержащая комки тонкозернистого материала, сцементированного глинистыми составляющими.

При комбинированном способе вначале от пробы отмы­ вают шлам. Для этого пробу размешивают с водой и промы­

110