книги из ГПНТБ / Щедринский М.Б. Обогащение асбестовых руд

где ∙ψ — коэффициент сопротивления воздуха;

и — скорость движения струи воздуха.

При этих условиях сила тяжести будет иметь подчиненное зна­

чение по сравнению с центробежной силой и силой динамического

Из этой формулы следует, что угол отклонения частицы от гори­

зонта будет тем больше, чем больше скорость струи воздуха, и

тем меньше, чем больше размер зерна и больше его удельный

вес.

§ 7. ОБОГАЩЕНИЕ В ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СЕПАРАТОРАХ

Отделение свободного волокна в пневматическом сепараторе происходит в результате пересечения под определенным углом равномерно распределенного рудного потока струей воздуха. Но если на грохоте и в центробежных сепараторах рудный поток пе­

ремещается почти горизонтально, а воздух чаще всего движется

вертикально, то в пневмосепараторе наоборот: руда движется по вертикали, а воздушный поток по горизонтали (рис. 12).

40

При падении в пневмосепараторе одного зерна d на него дей­ ствуют силы динамического давления воздуха

P = ψd2zz2∆ и тяжести Q = mg,

где ψ — коэффициент сопротивления; d— диаметр частиц, см;

и — скорость движения струи воздуха, см/сек;

—плотность воздуха, a∕c.u3;

т— масса частицы, г;

g— ускорение силы тяжести, см/сек2.

По мере удаления частиц от стенки камеры., вдоль которой они падают и через отверстия в

Q =

где Y — удельный вес зерна.

Тогда

tgα =

6ψM2 '

Из формулы следует, что при одинаковом удельном весе зе­

рен угол a будет зависеть от их диаметра, т. е. угол будет тем

больше, чем больше диаметр зерна. Таким образом, зерна породы

будут проходить воздушный поток, а волокна асбеста, имеющие

меньший угол, будут увлекаться струей воздуха.

На практике это явление происходит значительно сложнее. Для

достижения наиболее эффективной работы пневмосепаратора и

твердых частиц в воздухе (табл. 8) ;

υ ~cκqpocτb витания наиболее твердой частицы, м/сек.

Таблица 8

Зависимость коэффициента k от ¡л

Скорость витания частиц (цв) в воздухе приблизительно равна

скорости свободного падения ее в той же среде;:

vb = v0 = 30 300√2δ, cm¡сек.

Весовая концентрация μ воздушной смеси определяется цо

формуле

где Qn—количество волокна и тонких частиц породы, κε 4∙,

Qb — весовой расход воздуха, κa∕⅛.

жен проходить воздух,

§ 8. ОБОГАЩЕНИЕ НА НАКЛОННЫХ ПЛОСКОСТЯХ

Обогащение на наклонных плоскостях преимущественно приме­ няется на небольших асбестообогатительных фабриках, где при

незначительных энергозатратах обеспечивается отделение волокна

от породы при сохранении природных его качеств.

Обогащение на наклонных плоскостях основано на различии коэффициентов трения и упругости чистого асбестового волокна,

сростков волокна с зернами породы и зерен пустой породы.

42

Отделение волокна от породы происходит в период прохожде­ ния механической смеси волокна и породы по наклонной плоскости.

Движение смеси частиц руды по наклонной плоскости проис­ ходит под действием силы тяжести. Если на плоскости (рис. 14),

наклоненной под углом а, нахо­

дятся две частицы а и b с раз­ личным коэффициентом трения, то для каждой из них можно оп­ ределить соотношение сил при

весе зерна P и коэффициенте тре­

ния φ.

Скорость движения частиц оп­

ределяется формулой

Эта скорость будет меньше для частицы, обладающей боль­ шим коэффициентом трения, и, наоборот, будет больше для ча­ стицы, обладающей меньшим коэффициентом трения. Следователь­

но, в момент достижения конца наклонной плоскости обе частицы

с разными коэффициентами трения будут иметь разные скорости движения.

43

Асбестовое волокно, имеющее меньшую скорость движения, па­

дает вблизи от плоскости, а куски породы, имея большую скорость

движения, падают дальше. Сростки породы и асбеста будут иметь какую-то среднюю скорость, и путь, пройденный ими, будет также средним, в результате чего выделится промежуточный продукт, требующий дополнительной обработки.

Пример. Если принять коэффициент трения асбестового волокна в среднем 0,8, а породы 0,4, то при движении смеси на плоскости, имеющей угол наклона 40° и длину 1 м, получим следующие скорости:

для асбеста

V = 2 • 9,81 • 1 • 0,64—0,8 • 0,76=0,79 ж/сек;

для пустой породы

ѵ = 2 • 9,81 • 1 • 0,64—0,4 ∙ 0,76==2,57 м/сек.

Значительная разница в скоростях движения асбеста и породы

обеспечивает их разделение.

Недостатками этого способа являются: низкая степень извле­

чения, значительная трудоемкость процесса из-за необходимости

предварительной классификации руды и ограниченная возмож­

ность обогащения руд с малым содержанием асбеста. Кроме того,

небольшая удельная производительность установки наклонных

плоскостей предопределяет необходимость устройства весьма гро­

моздких зданий и сооружений.

Глава VIII

ОБОГАЩЕНИЕ РУД ХРИЗОТИЛ-АСБЕСТА

§ 9. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ОПЕРАЦИИ ОБОГАЩЕНИЯ

Технологические процессы действующих асбестообогатительных

фабрик, работающих по гравитационному методу, включают сле­

дующие основные операции: крупное и среднее дробление, сушку

руды, мелкое дробление, извлечение концентратов, обеспыливание и классификацию асбеста по сортам.

Исходя из технико-экономических расчетов ведения горных

работ на фабрики целесообразно подавать руду с возможно боль­

шей крупностью, определяемой емкостью ковша экскаватора. При

таком положении сокращается дорогостоящий объем буровых и взрывных работ. Дробить руду в дробилках значительно выгоднее, чем с помощью взрывания.

При крупном дроблении максимальный размер кусков исход­

ной руды принимается 1500—500 мм. Применяемые для крупного

дробления дробилки обычно обеспечивают степень дробления до 4,

поэтому крупность дробленого продукта . получается обычно

400—125 мм.

При среднем дроблении максимальный размер кусков исходной

руды 400—125 мм, а после дробления 50—25 мм.

При мелком дроблении максимальный размер кусков исходной

руды 50—25 мм. Такая величина крупности исходной руды для

44

мелкого дробления объясняется тем, что только при дальнейшем

сокращении размеров кусков руды происходит интенсивное вскры­ тие волокна, которое следует производить осторожно, в несколько

стадий, с обязательным промежуточным извлечением волокна, ос­ вободившегося от сопутствующей породы.

Подбор типа дробилок производится для каждой стадии мел­

кого дробления.

Для достаточно полного вскрытия волокна в последних стадиях дробления применяют эффективные кулачковые дробилки и максимальная крупность дробленой руды в цикле мелкого дроб­

ления составляет 25—5 мм.

Более мелкое дробление (измельчение), применяется при извле­

чении коротковолокнистого асбеста.

Так как задачей крупного и среднего дробления является только

уменьшение размеров кусков руды с возможно меньшим при этом

конусных или дезинтеграторах, валковых, молотковых, кулачковых

дробилках и т. д.

Дробильные аппараты, работающие на асбестовой руде, оцени­ ваются по коэффициенту «вскрытия» и по коэффициенту условного

прироста содержания асбеста.

На всех этапах процесса обработки асбестовых руд большое значение имеет грохочение различных продуктов обогащения.

В отдельных случаях эта операция является вспомогательной,

например при грохочении перед дробилками, в других — она вы­ полняет одну ¡из основных функций обогащения, разделяя исход­

ные продукты по содержанию в них асбеста.

Из общего количества обогатительных машин асбестообогати­

тельных фабрик наибольшее количество их приходится на долю различных типов грохотов. Не случайно поэтому то, что старые асбестообогатительные фабрики раньше назывались сортировками.

На асбестообогатительных фабриках грохочение применяют для отделения мелких кусков руды перед дробилками и крупных кусков руды перед обогатительными аппаратами, для обезгаливания и обеспыливания черновых концентратов, а также разделения кон­ центратов на товарные сорта.

Эффективность грохочения зависит от ряда факторов, из кото­

рых наиболее важными являются форма зерен, содержание в ис­

ходном продукте «трудных» зерен и влаги. Зерна многогранной и

шарообразной формы наиболее легко поддаются грохочению, а

плоские зерна и зерна игольчатой формы, как и асбестовое волок­

но,— очень трудно. Весьма важное значение имеет выбор в каждом отдельном случае типа грохота, формы отверстий просеивающей по­

верхности и формы самой просеивающей поверхности (плоская, ступенчатая или цилиндрическая). Правильным выбором обеспечи­

45

вается более высокая эффективность грохочения и уменьшение влияния отдельных отрицательных факторов, например наличие

так называемых «трудных» зерен.

К «трудным» зернам относятся такие, размеры которых равны

0,83—1,12?, где D диаметр отверстий сита.

Трудными они называются потому, что', имея размер, близкий

к размеру отверстия в сите. C трудом проходят через него, нередко заклиниваясь, тем самым уменьшая рабочую площадь сита. Эффек­ тивность грохочения определяется по содержанию нижнего класса

Этими расчетами удобно пользоваться при оценке эффектив­

ности разных просеивающих машин на одном и том же продукте,

выборе наиболее выгодных из них, а также при эксплуатации и ис­

следовательских работах по разработке новых технологических схем.

Извлечение концентратов асбестового волокна из раздробленной

и просушенной руды является главной обогатительной операцией во всем технологическом процессе асбестообогатительных фабрик.

По технологическому характеру выполняемых операций произ­

водственный цикл фабрик разделен на отдельные переделы.

Так, первым является передел, именуемый дробильно-сортиро­

вочным комплексом, затем идут обогатительный комплекс, склад

готовой продукции и комплекс по классификации хвостов обога­

щения.

§ 10. ОБОГАЩЕНИЕ РЯДОВЫХ РУД

На старых предприятиях крупное и среднее дробление руды

осуществлялось непосредственно в карьерах, и на фабрики до­

ставлялась руда такой крупности, что можно было сразу осущест­ влять вскрытие волокна в мелком дроблении.

C ростом мощности предприятий руда только добывается в

карьерах, а на фабриках производятся уже все операции, необхо­

димые для получения товарных сортов асбеста.

Дробление, классификация и сушка руды с относительным

усреднением ее качества, т-е. подготовка ее к процессу обогащения,

являются основной задачей дробильно-соцтировочных комплексов

(ДСК).

Относительное усреднение качества руды, осуществляемое в

складах сухой руды, располагаемых между ДСК и комплексом обо­ гащения, позволяет более стабильно вести технологический процесс обогащения.

В месторождении руда весьма неоднородна по содержанию

46

в ней волокна и его длине, поэтому обработка руды с непостоян­ ным качеством вызывает нарушение настройки технологического процесса, что обусловливает ухудшение качества готовой продук­

ции и увеличение потерь асбеста в хвостах^обогащения. Проведен­

ными специальными исследованиями установлена полная целесо­ образность эффективного усреднения руд перед их обогащением. C этой целью между карьером и фабрикой организуются спе­ циальные усреднительйые склады, на которые руда поступает из разных забоев и перелопачивается экскаватором.

Последующая экскаваторная перегрузка этой руды обеспечи­

вает значительное ее усреднение.

Кроме указанных мероприятий, осуществляемых в ДСК,

имеется еще и вполне обоснованная тенденция извлечения из про­

сушенной руды имеющегося в ней свободного волокна. Дело в

том, что и в. процессе добычи руды и при последующей ее обра­

ботке в ДСК некоторая часть волокна освобождается от сопутст­

вующей породы. В то же время складирование просушенной ру­ ды со свободным волокном и особенно разгрузка такой руды из.

склада приводят к значительной порче текстуры волокна, его уко­

рочению и усиленному адсорбированию на нем пыли.

В соответствии с названными операциями определяется и кон­ структивное оформление этих цехов.

Крупность максимальных кусков руды, поступающей на фаб­

рику, определяется условиями ведения горных работ и типоразме­

рами дробилок первой стадии дробления. На современных фабри­ ках эта величина достигает 800—1000 мм.

Крупность кусков исходной руды определяет и конструкции

применяемых рудоприемных устройств, исключающих сводообра­ зование.

Для приема исходной руды применяют приемные опрокидные

лот^и с подвижным колосниковым питателем или приемные во­

ронки с пластинчатыми питателями тяжелого типа.

На вновь проектируемых мощных фабриках специальные при­

емные устройства не предусматриваются, так как руда будет по­ ступать из вагонов непосредственно в пасть дробилки.

Такая возможность обусловлена изготовлением новых крупно­

габаритных высокопроизводительных конусных дробилок с верх­ ним подвесом вала, работающих под завалом.

Максимальная крупность конечного продукта ДСК должна

быть 30—40 мм, т. е. степень дробления в целом по цеху состав­ ляет 25—30. Это обстоятельство в совокупности с характеристи­ ками имеющихся дробилок и необходимостью сохранения жест­

кости волокна обусловливает целесообразность дробления руды

в три стадии при небольших степенях дробления в каждой ста­

дии.

В первой стадии дробления могут применяться щековые или конусные дробилки с верхним подвесом вала, во второй стадии —

47

ществлять операции грохочения, предназначенные для:

отделения мелких кусков руды, не нуждающихся в данной стадни дробления, и тем самым уменьшения нагрузки на дробилку;

мы ДСІ\ в зависимости от качества перерабатываемой руды.

В процессе горных работ, а затем в цехах крупного и среднего

дробления вскрывается наиболее длинное волокно, которое, как указано выше, может частично утратить свои ценные качества,

поэтому в схемах ДСК предусматривается извлечение чернового

концентрата.

При переработке руды с низким содержанием асбеста (1,5— 2,5%) в схеме ДСК предусматривается выделение щебня

(рис. 15).

Если схемой ДСК (рис. 16) предусматривается переработка руд различных типов асбестоносности, то обработка их произво­ дится на отдельных секциях, выбранных с учетом характерных

особенностей руд.

48

Исходная руда

Склад сухой руды

Рис. 16. Принципиальная схема дробильно-сортировочного комп­

лекса (ДСК) для переработки руд различных зон асбестонос­ ности