книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

чашах. Дезинтеграция осуществляется с одновременным вы­ делением из обогащаемого материала непродуктивных (от­ вальных) классов — крупной гали и шламов. На современ­ ных полевых установках для этоц цели применяют вибраци­ онные ГрОХОТЫ;

Дезинтеграция песков часто осуществляется без установ­ ки специального дезинтегратора, так как достаточное разрых­ ление материала происходит как в процессе добычи из карь­ ера, так и при разгрузке на первичные колосниковые грохо­ ты. Лишь в тех случаях, когда присутствует значительное ко­ личество глины или материал представляет собой глинистую

сцепления. Разрыхление глин в простом дезинтеграторе, на­ пример, в бутаре, часто не дает положительных результатов, поэтому для такого типа песков применяют специальные ап­ парате .

Дезинтеграция коренных пород — более сложный процесс; так как кристаллы алмазов прочно связаны с пустой поро­ дой. Известно 2 способа дезинтеграции коренных пород: вы­ ветривание и механическое дробление.

За последнее время почти все фабрики перешли на ме­ ханическое дробление, и редко где применяется выветрива­ ние. Чтобы не повредить алмазы, не допускают большой сте­ пени дробления. Степень дробления определяют опытным пу­ тем на каждом предприятии, и колеблется она от 2 до 5. Не­ обходимость полной сохранности кристаллов алмазов за­ ставляет производить дробление в несколько стадий с вклю­ чением после каждой из них обогатительных операций, бла^ годаря которым из дальнейшей обработки исключается часть

ния обычно используются конусные дробилки. Мелкое дробле­ ние производится в конусных и валковых дробилках. При дро­ блении на валках степень дробления принимается минималь­ ной — не более 1,5—2.

Кимберлитовая порода при дроблении раскалывается по плоскостям спайности отдельных компонентов, в результате

чего алмазы легко выкрашиваются из нее. Но не всегда по­ верхность алмазов после дробления оказывается чистой. Ча­ сто, особенно на кристаллах со скульптированными гранями, остаются примазки пустой породы, состоящей большей ча­ стью из продуктов выветривания первоначальных минералов.

Измельчение в барабанных мельницах используется как для дезинтеграции исходной руды, так и для обработки кон­ центратов. В первом случае этот процесс применяется для разрушенных кимберлитов, конгломератов и песков аллю­ виальных месторождений, а во втором — при доводочных операциях. В обоих случаях режим измельчения должен обеспечивать сохранение целостности алмазов. Вследствие хрупкости алмазов обычное измельчение неприменимо.

Гравитационные процессы

Наиболее распространенным процессом является концент­ рация в чашах, которая применяется с равным успехом как для обработки песков, так и руд коренных месторождений. Чаша представляет собой металлический кольцеобразный со­ суд с вертикальными стенками. Иногда стенки по внешней окружности делаются слегка наклонными.

Для удаления хвостов и шламов в чашах предусмотрен сливной порог в виде прямоугольного выреза со стороны внутренней стенки. Высота и ширина порога регулируются в

рождения Маджагаван (Индия), максимальная производи­ тельность чаши диаметром 2440 мм составляет только 5 т/ч [95].

Извлечение алмазов в концентрационных чашах состав­ ляет 80—90%, иногда оно достигает 95% и более.

Слив первичных чаш часто обрабатывают вторично в кон­ трольных чашах. Концентраты с обеих чаш объединяют и направляют в дальнейшую обработку. Иногда применяется трехкратная обработка в концентрационных чашах. Концент­ рационные чаши применяют н а ' многих предприятиях; они

установлены не только на старых, но и на вновь построенных или реконструированных фабриках. Достоинствами этих ап­ паратов являются простота устройства, большая производи­ тельность, малый расход воды и сравнительно высокая сте­ пень концентрации. Отделение тяжелых минералов от пустой породы в концентрационных чашах особенно эффективно, если в руде имеется соответствующее количество глины для образования пульпы (ванны), которая способствует выносу

без постели с разгрузкой концентрата с решета и с искусст­ венной постелью с разгрузкой концентрата под решето. От­ садка без постели обычно применяется при незначительном

смену. Чаще всего отсадку проводят с искусственной посте­ лью с получением подрешетного концентрата.

Обогащаемый материал перед отсадкой подвергается классификации по узкой шкале. Коэффициент шкалы клас­ сификации обычно не превышает 2.

К недостаткам'отсадки относятся большой удельный рас­ ход воды, значительное число работающих агрегатов, необ­ ходимость большого штата обслуживающего персонала, большой расход сит на предварительное грохочение перед отсадкой и в отсадочных машинах.

В настоящее время па многих фабриках получил приме­ нение процесс обогащения в тяжелых суспензиях. Благодаря простоте, высокой эффективности и экономичности этот ме­ тод во многих случаях вытеснил отсадку и концентрацию в

циклонах, которые обеспечивают достаточную четкость раз­

измельченный магнетит или ильменит, которые часто получа­ ют попутно в процессе извлечения алмазов при доводке кон­ центратов, а также молотый гранулированный ферросилиций!

На протяжении нескольких лет у нас и за рубежом ведут­ ся исследования по обогащению алмазосодержащих руд и

россыпей в тяжелых жидкостях — Клеричи, М = 45, сульфамате свинца, тетрабромэтане и др. При испытаниях с приме­

в тетрабромэтане необходимы гидроциклоны малого диамет­ ра.

Предполагается, что в результате этих исследований мо­ жет быть разработан комбинированный процесс с примене­ нием последовательной обработки в тяжелых суспензиях и тяжелых жидкостях, который сможет заменить обогащение в концентрационных чашах, отсадку, жировой процесс и руч­ ную сортировку.

Из .новых аппаратов для гравитационного обогащения ал­ мазов в зарубежной практике большое внимание уделяется трубчатому гидравлическому сепаратору «Лаводюн». Для обогащения более тонкого материала сконструирован аппа­ рат «Лаво'флуке», разделение в котором происходит в лами­ нарном потоке. Обогащение производится в наклонных труб­ ках прямоугольного сечения. Обогащаемый материал пода­ ется в аппарат несколько ниже середины трубы. Тяжелые минералы оседают в нижней части трубы, образуя в этом ме^ сте подвижную постель. Осевшие тяжелые частицы-скользят в сторону разгрузки тяжелой фракции и попадают в боковое отверстие, через которое тяжелая фракция поступает в труб­ ку и удаляется из аппарата.

Жировой процесс

. Жировой процесс основан на избирательной способности алмазов' удерживаться липкими (жировыми) поверхностями на границе раздела их с водой. При поступлении пульпы, со­ держащей алмазы, на жировую поверхность частицы гидро­

Для этого процесса вначале применяли стационарные столы, весьма простые в конструктивном отношении [95]. Они представляли собой слабо наклонную деревянную или металлическую поверхность с продольными бортами. Часто этим столам придавалась форма каскада в несколько ступе­ ней. Стол подвешивался на тягах. Поверхность столов сма­ зывалась ли-пкой мазью специального состава (жиром), об-

ладающей свойством смачивать только алмазы и тем самым удерживать их на поверхности стола. Тонкий слой жира с прилипшими алмазами периодически снимают со стола.

параллельной группы желобков, расположенных в .направ­ лении потока и покрытых жировой смазкой с обеих сторон. Такая конструкция значительно увеличивает поверхность улавливания алмазов, так как не прилипшие ко<дну желобка

пароды, а также от характера изменения этих свойств в раз­ личных условиях.

В результате исследований, проведенных в Советском Союзе [4], было установлено, что на поверхности алмаза при обычных температурах адсорбируется кислород, который в определенных условиях может увеличивать гидратацию по­ верхности алмаза. По мнению авторов исследования, это и является причиной повышенной смачиваемости поверхности алмазов из .россыпных месторождений по сравнению с алма­ зами коренных месторождений. Для увеличения гидрофобно-

предлагается также .вакуумирование под нагревом с целью десорбции кислорода.

Процесс извлечения алмазов этим методом сравнительно прост. Он механизирован, требует мало времени, и потери алмазов невелики. Извлечение достигает 99—99,8%.

Электрическая сепарация

Электрическая сепарация основана па использовании не­ большой разницы в электропроводности алмазов и сопутству­ ющих минералов. Алмаз плохой проводник электричества.

тогда как большинство минералов породы являются сравни­ тельно хорошими проводниками.

Для обогащения алмазов получила распространение пре­ имущественно сепарация в поле коронного разряда. Корон­ ный разряд в отличие от искрового возникает только в неод­ нородном электрическом поле в небольшой области около.тон­ кого проводника и не распространяется до противоположного электрода. Для Электросепарации алмазов применяются толь­ ко барабанные сепараторы, работающие при напряжении 20—25 кв.

В настоящее время разработаны барабанные сепараторы, позволяющие выделять алмазы крупностью до 9,5 мм [68J.

Для повышения эффективности процесса материал перед электросепарацией подвергается специальной подготовке.

Влажность является основным фактором, влияющим на электропроводность минералов. Изменяя ее, можно регулиро­ вать эффективность процесса. Оптимальная влажность, при которой различие в электропроводности разделяемых минера­ лов достигает максимальных значений, имеет довольно узкие пределы. С увеличением содержания влаги выше этих преде­ лов степень извлечения алмазов понижается, при уменьшении влажности резко падает степень концентрации.

В ряде случаев бывает необходимо перед сепарацией по­ догреть материал. Температура подогрева зависит от свойств обогащаемого материала.

Для повышения степени извлечения алмазов применяют также обработку материала перед электросепарацией раз­ личными реагентами. Такая обработка способствует измене­ нию поверхности отдельных минералов в результате образо­ вания пленок различных веществ или, наоборот, очищает по­ верхности минералов.

Выяснен07~что лучшее разделение алмазов от пустой поро­ ды получается при применении растворов, содержащих 0,5% NaCl. Аналогичные результаты получаются-пои обработке КС! и NaF [68].

Оптическая сепарация

При оптической сепарации используется высокая отража­ тельная и рассеивающая способность алмазов, пезко отлича­ ющая их от сопутствующих минералов. В этом процессе на алмазосодержащий материал направляется пучок света, ко­ торый-, отражаясь, попадает на фотоэлемент, представляю-

щий собой часть электрической цепи. В цепи возбуждается ток и срабатывает автоматическое устройство, позволяющее отделить алмазы с некоторым количеством зерен пустой поро­ ды от материала, не содержащего алмаза.

Впервые оптический сепаратор был испытан в производст­ венных условиях на руднике «Премьер» (ЮАР), где алмазы извлекают из кимберлитов, а затем на предприятии фирмы КДМ, где алмазы встречаются в аллювиальных песках.

Исследовательской лабораторией в Иоганнесбурге разра­ ботана установка с оптическим сепаратором для извлечения крупных алмазов [91]. Она состоит из бункера для исходного материала, конвейера с резиновой лентой, ленточного питате­ ля, обеспечивающего равномерное распределение на ленте об­ рабатываемого материала при достаточном расстоянии меж­ ду частицами алмазов и породы. На пути от бункера к свето­ вому потоку располагается экран, заслоняющий световой по­ ток, который падает на движущийся по ленте материал от оп­ тической системы, воспринимающей свет, отраженный поверх­ ностями алмазов. Частично свет отражают и некоторые мине­ ралы пустой породы, но его интенсивность очень мала и при достаточно больших расстояниях между частицами этих ми­ нералов оптическое устройство не приводит в действие испол­ нительный механизм. Свет, отраженный от алмазов и воспри­ нимаемый специальным оптическим устройством, преобразует­ ся фотоэлементом и электронным устройством в ток, приводя­ щий в действие исполнительный механизм, который открывает затвор в трубе для разгрузки концентрата и одновременно пе­ рекрывает трубу для хвостов. После того, как алмазы выделе­ ны, автоматически закрывается труба для выпуска алмазов и открывается труба для хвостов.

Оптический метод сепарации может быть использован* для контроля эффективности применяемых процессов обогащения и как самостоятельный процесс извлечения в тех случаях, когда содержание темных алмазов невелико.

Люминесцентная сепарация

Люминесцентная сепарация — это метод разделения, осно­ ванный на избирательной способности алмазов излучать види­ мый свет — люминесцировать. Явление люминесценции алма­ зов слагается из двух процессов — поглощения возбуждаемой энергии и ее излучения. Люминесценция алмазов возбуждает­ ся поглощением ультрафиолетового, рентгеновского и .гамма-

Наряду с алмазами люминесцируют и некоторые сопутст­ вующие минералы (циркон, шеелит, разновидности кальцита и, др.). Количество световых вспышек на сепараторе поэтому обычно превышает количество содержащихся в материале кристаллов алмаза. В связи с этим выход концентрата увели­ чивается. В случае большого количества других люминесцирующих минералов этот метод извлечения алмазов становится непригодным.

Флотация

Процесс флотации основан на том, что чистые алмазы гидрофобны и при размере до 1,65 мм быстро всплывают на по­ верхность, в то время, как минералы пустой породы, когда их поверхность очищена, гидрофильны'и остаются погруженными в жидкость. Перед флотацией материал подвергают очистке. Сначала производятся обезжиривание в горячей воде и оттир­ ка в мельнице. Иногда для повышения активности алмазов и депрессии минералов пустой породы используют хлористый натрий и жидкое стекло.

На южноафриканских алмазоизвлекательных фабриках со­ ответствующим образом подготовленную фракцию крупно­ стью— 1,65 + 0,47 мм эффективно обогащают в лабораторном стакане, где используется свойство алмазов всплывать в воде,

На многих предприятиях применявшаяся ручная разбор­ ка была целиком заменена этим способом обработки. В Рес­ публике Гане в промышленном масштабе применяется про­ цесс пленочной флотации алмазов крупностью до 1 мм.

Разработана ле сточная машина, позволяющая механизиро­ вать процесс пленочной флотации. Флотационная машина сос­ тоит из стального каркаса, на котором смонтирована беско-. печная лента шириной 300 мм и длиной между центрами 7,5 м, изготовленная из тканей проволочной фосфористо-бронзовой сетки с отверстиями размером 0,2 мм. В направлении движе­ ния лента на протяжении 2 /з длины горизонтальна, а затем опускается вниз под крутым углом в бак с водой. Обогащае­

гается вперед. По мере того как лента пересекает поверхность воды, алмазы и небольшое количество сопутствующих мине­ ралов всплывают на поверхность воды и переносятся через