Обогащение полезных ископаемых решение практических задач. Учебное пособие

слой полезного ископаемого и отверстия сита грохота, в результате чего обеспечивается высокая эффективность грохочения.

Крупность трудных зёрен составляет от 3/4 размера отверстий сит до размера самих отверстий (3/4a ≤ d ≤ a), при этом они с трудом проходят через слой кускового материала на сите грохота и отверстия, в которых могут застревать, тем самым снижая эффективность грохочения.

К затрудняющим относят зёрна крупностью a ≤ d ≤ 1,5a; они препятствуют прохождению трудных зёрен через слой полезного ископаемого и могут закрывать отверстия сита грохота, отрицательно влияя на эффективность грохочения [1, 13].

Таким образом, уменьшение содержания в полезном ископаемом или продуктах его дробления трудных и затрудняющих зёрен приводит к повышению эффективности грохочения.

Влажность полезного ископаемого влияет на эффективность грохочения. Высокая эффективность грохочения наблюдается при влажности руд менее 6 %. Повышение влажности руды приводит к снижению эффективности грохочения, так как происходит слипание мелких зёрен, налипание их на крупные куски руды, закупоривание отверстий сита грохота. Также пленки воды могут перекрывать тонкие отверстия сита вследствие поверхностного натяжения. Для вязких руд, содержащих глину, наоборот, применяют мокрое грохочение, перед которым может быть проведена дезинтеграция и промывка руды [13].

Форма отверстий сита может быть разной – круглой, квадратной, прямоугольной, щелевидной и др. Максимальная крупность зёрен полезного ископаемого, проходящего через круглые отверстия, составляет 80…85 % от крупности зёрен, проходящих через квадратные отверстия того же размера. Для получения на ситах с прямоугольными отверстиями зёрен той же крупности, что и на ситах с круглыми отверстиями, требуется, чтобы ширина отверстий составляла 65…70 % от размера круглого отверстия. Сита с прямоугольными отверстиями лучше применять для влажного материала; они имеют более высокие значения коэффициента живого сечения, чем сита с квадратными

икруглыми отверстиями. Однако при грохочении руды на ситах

сквадратными и круглыми отверстиями можно получить узкие классы крупности, чего нельзя добиться при использовании сит

спрямоугольными отверстиями [1, 13, 14].

41

Производительность по руде (нагрузка на грохот) влияет на скорость движения кусков и зёрен на сите и эффективность грохочения. При устойчивой работе грохота увеличение производительности по руде приводит к снижению эффективности её грохочения.

Эффективность грохочения полезного ископаемого на подвижных грохотах выше, чем на неподвижных. При этом грохочение крупнокусковой руды эффективно проводить при большой амплитуде и низкой частоте колебаний сита грохота, а грохочение мелко- и тонкозернистой руды – при высокой частоте и малой амплитуде колебаний [13, 14].

Пример  5.1

Определить эффективность грохочения продукта дробления руды на грохоте с размером отверстий сита 20 мм, если известны результаты грохочения (табл.  5.1).

Решение

Для расчёта эффективности грохочения воспользуемся формулой (5.8), учитывая, что α = 42,7 %, а q = 11,4 %:

Таким образом, эффективность грохочения дроблёной руды E = 82,7 %.

Ответ: E = 82,7 %.

Грохочение применяют в технологических схемах дробления полезных ископаемых, где в зависимости от технологичекого назначения выделают операции предварительного и поверочного грохочения (рис.  5.2).

42

Дроблёная руда после

крупного дробления

Дроблёная руда после среднего дробления

Грохочение

Мелкое дробление

Рис.  5.2. Применение операций грохочения в стадиях дробления руды: а – операция предварительного грохочения; б – совмещённая операция предварительного и поверочного грохочения

Предварительное грохочение проводят перед операцией дробления для выделения готового по крупности продукта, что позволяет реализовать принцип «не дроби ничего лишнего», снизить нагрузку на дробилки и повысить их пропускную способность, снизить энергетические затраты и износ футеровок. Предварительное грохочение перед стадией крупного дробления целесообразно применять в случае, если содержание готового класса крупности в руде составляет 30…35 %, а в стадиях среднего и мелкого дробления оно обязательно.

Операцию поверочного грохочения применяют для контроля крупности дроблёного продукта, что на практике чаще всего реализуется в стадии мелкого дробления руды, на которой оно позволяет реализовать второй принцип дробления: «дроби мельче, измельчай меньше», и тем самым обеспечить поступление в операцию измельчения дроблёного продукта требуемой крупности.

В стадии мелкого дробления (рис.  5.2, б) в операции грохочения совмещены две операции – предварительное грохочение руды после среднего дробления и поверочное грохочение мелкодроблёной руды.

Грохочение можно применять и как самостоятельную операцию обогащения, например, при производстве строительных

43

материалов (кубовидного щебня, песка и др.), когда в результате грохочения получают готовые продукты.

Пример  5.2

Определить эффективность грохочения руды класса крупности –500+0 мм на сите с размером отверстий 200 мм, если содержание класса крупности –200+0 мм в надрешётном продукте составляет 10 %. Характеристику крупности исходной руды принять прямолинейной.

Решение

1.  Сначала построим суммарную характеристику крупности руды «по плюсу», координаты (d; g) двух точек которой (0; 100 %) и (500 мм; 0).

2.  После этого по суммарной характеристике крупности найдём содержание класса крупности +200 мм в исходной руде, которое составляет 60 %. Содержание класса крупности –200+0 мм в руде определим как разность: a = 100 – 60 = 40 %.

3.  Рассчитаем эффективность грохочения, используя формулу (5.8):

Таким образом, эффективность грохочения руды составляет E = 83,3 %.

Ответ: E = 83,3 %.

Пример  5.3

В стадию среднего дробления поступает крупнодроблёная руда в количестве 900 т/ч, гранулометрический состав которой приведен на рис.  5.3. Рассчитать количество руды (т/ч), поступающей в операцию среднего дробления, если в стадии среднего дробления предусмотрена операция предварительного грохочения, а крупность максимального куска дроблёного продукта после среднего дробления (размер отверстий сита грохота) составляет 75 мм. Эффективность грохочения руды E = 80 %.

Решение

1.  Нарисуемсхемустадиисреднегодробленияруды(рис.  5.4), отметим на ней названия операций, номера продуктов и другие показатели.

44

β, %

Рис.  5.3. Суммарная характеристика крупности крупнодроблёной руды «по минусу»

На мелкое дробление

Рис.  5.4. Схема стадии среднего дробления руды

2.  По суммарной характеристике крупности руды «по минусу» (см. рис.  5.3) определим содержание класса крупности –75+0 мм в крупнодроблёной руде, поступающей на грохочение:

β−75+0 мм =40 %.

3.  Рассчитаем количество подрешётного продукта в операции грохочения с учётом содержания в руде, поступающей на

45

грохочение, класса крупности –75+0 мм и эффективности грохочения руды E = 80 %:

где значения b–75+0 мм и E подставляют в долях единицы: Q2 =900 0,4 0,8 =288 т/ч.

4.  Количество руды, поступающей на среднее дробление, найдём, выразив Q3 из уравнения материального баланса:

Q1 =Q2 +Q3;

Q3 =Q1 – Q2 =900–288 =612 т/ч.

Искомое количество руды, направляемой в операцию среднего дробления, составляет Q3 = 612 т/ч.

Ответ: Q3 = 612 т/ч.

Контрольные вопросы

1.  Что называют эффективностью грохочения полезных ископаемых?

2.  Какие факторы влияют на эффективность грохочения полезных ископаемых?

3.  Какие зёрна при грохочении полезного ископаемого называют «лёгкими», «трудными» и «затрудняющими» и как они влияют на эффективность грохочения?

4.  Как производительность грохота по руде влияет на эффективность её грохочения?

5.  Каково назначение операции предварительного грохочения руды?

6.  Поясните, в чём заключается принцип «дроби мельче, измельчай меньше» при подготовке руд к обогащению?

7.  Как реализовать принцип «не дроби ничего лишнего» в схеме рудоподготовки?

8.  Каково назначение операции грохочения, представленной на рис.  5.2, б?

9.  В каких случаях необходимо предусмотреть операцию предварительного грохочения руды в схеме рудоподготовки?

10.  Как рассчитать выход надрешётного продукта в операции предварительного грохочения (см. рис.  5.2, а)?

46

6.  ПОКАЗАТЕЛИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ И ТВЁРДОГО В ПОЛЕЗНОМ ИСКОПАЕМОМ И ПРОДУКТАХ ЕГО ОБОГАЩЕНИЯ

Большинствопроцессовобогащенияполезныхископаемых– дезинтеграция и промывка, обогащение на концентрационных шлюзах, концентрационных столах, винтовых сепараторах, обогащение в тяжёлых суспензиях, отсадка, обогащение в центробежных концентраторах, флотация, мокрая магнитная сепарация и др. – проводится с добавлением воды. На обогащение, как правило, поступает пульпа – суспензия, состоящая из кусков полезного ископаемого или зёрен минералов, взвешенных в воде [15].

Полезное ископаемое или продукты обогащения, содержащие воду, принято характеризовать используя следующие показатели – содержание твёрдого в пульпе, Т : Ж, разжижение и влажность [15].

Содержание твёрдого в пульпе, %:

гдеmт и mж – масса соответственно твёрдого (руды) и жидкого (воды) в пульпе.

Содержание твёрдого в операциях обогащения полезных ископаемых и продуктах обогащения может составлять от нескольких процентов до десятков процентов. Примерное содержание твёрдого в некоторых операциях и продуктах обогащения приведено в табл.  6.1.

Другим показателем служит Т : Ж – отношение массы твёрдой фазы к массе жидкой фазы в пульпе, влажном продукте или полезном ископаемом. Например, если при измельчении руды Т : Ж = 1 : 0,5, то содержание твёрдого в пульпе составляет %тв ≈ 67 %, а когда в операцию гравитационного обогащения на концентрационных столах поступает пульпа с Т : Ж = 1 : 3, то содержание твёрдого в ней составляет 25 %.

47

Разжижение пульпы, наоборот, показывает отношение массы жидкости (воды) к массе твёрдого в пульпе или продукте обогащения:

Разжижение и содержание твёрдого в пульпе связаны между собой:

Например, если содержание твёрдого в пульпе составляет 25 %, то разжижение пульпы R = (100 – 25)/25 = 3.

48

гдеR – разжижение пульпы; rт – плотность руды, т/м3.

Например, если часовая производительность по руде в операции обогащения составляет 200 т/ч, плотность руды – 1,6 т/м3, а разжижение пульпы в операции обогащения R = 3, то объём пульпы в операции обогащения с учётом формулы (6.6) составит Vп = 725,0 м3/ч.

Контрольные вопросы

1.  Каково содержание твёрдого в операции измельчения? 2.  Какие операции называют операциями обезвоживания? 3.  Какова типовая схема обезвоживания флотационного

концентрата?

4.  Какие операции обезвоживания флотационного концентрата должна содержать схема обезвоживания, чтобы обеспечить производство концентрата влажностью 8%?

5.  Что называют разжижением суспензии?

6.  Как оценить содержание твёрдого в пульпе, если известно отношение Т : Ж?

7.  Какие требования предъявляют к качеству медного концентрата по содержанию влаги в нём?

8.  Каково содержание твёрдого в песках гидроциклонов? 9.  Какие исходные данные нужны для расчёта объёма пуль-

пы в операции обогащения полезного ископаемого?

10.  В каком случае проводят сушку перед электрической сепарацией?

50