Обезвоживание продуктов обогащения, образование шламовых вод и их осветление с применением флокулянтов

Обогащение полезных ископаемых в водной среде приводит к получению сильно обводненных продуктов разделения, поэтому перед дальнейшим использованием они должны быть обезвожены.

Обезвоживание - это операция, направленная на снижение содержания влаги в продуктах обогащения. Обезвоживание продуктов обогащения осуществляют путем:

- дренирования (стекание воды под действием собственной массы), осуществляемого в бункерах, на неподвижных грохотах и в элеваторах;

- грохочения (обезвоживание под действием собственной массы воды вибраций сита грохота);

- ценрифугирования (обезвоживание в центробежном поле);

- осаждения в воде и уплотнения осадка ( за счет собственной массы минеральных частиц), осуществляемого в различного рода отстойниках (непрерывного или периодического действия);

- осаждения в гидроциклонах (сгущение в центробежном поле);

- фильтрации через пористую перегородку ( с помощью вакуума на вакуум-фильтрах или избыточного давления на фильтр-прессах);

- термической сушки в сушилках различной конструкции.

Влажность продуктов обогащения, получаемая в результате применения перечисленных способов обезвоживания приведена в табл.6.1.

Основными факторами, определяющими количество влаги, удерживаемой в продуктах обогащения, являются гранулометрический состав и величина поверхности частиц.

При обезвоживании продуктов обогащения получают шламовые воды с большим содержанием в них тонких частиц (шлама), что исключает возможность повторного их использования в обогатительных процессах. Возникает необходимость обработки шламовых вод с целью осаждения из них шлама и осветления воды. Для интенсификации процессов сгущения шламов и осветления воды применяют различные реагенты - флокулянты.

В Украине для флокуляции шламов при сгущении наибольшее применение получили: отечественный флокулянт полиакриламид (ПАА); импортные “Суперфлок“, ““ и другие.

Таблица 6.1 – Влажность продуктов обогащения

Операция обезвоживания	Влажность материала
	крупного	мелкого	шлама
Дренирование в:
- элеваторах	10 –15	17 – 24	-
- бункерах	5 – 6	10 – 12	-
Грохочение	6 – 7	10 – 12	22 – 25
Центрифугирование	-	6 – 9	7 – 10
Сгущение в:
- отстойниках	-	-	60 – 70
- гидроциклонах	-	-	30 – 40
Фильтрация	-	-	15 – 20
Сушка	-	-	5 – 6

П АА – высокомолекулярное соединение, водный раствор которого представляет собой коллоид, обладающий сильным флокулирующим действием. Структурная формула ПАА:

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является изучение процессов обезвоживания продуктов обогащения и осветления шламовых вод, экспериментальное исследование процесса осветления шламовых вод с использованием флокулянтов.

В результате выполнения работы необходимо получить данные о влиянии флокулянтов на скорость осветления шламовых вод.

АППАРАТУРА, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, МАТЕРИАЛЫ

При экспериментальном исследовании процесса осветления оборотных вод необходимы следующие аппаратура, приспособления, материалы и реагенты:

Мерные цилиндры емкостью 1000 см³.

Технические весы с разновесами.

Секундомер.

Совок для отбора проб.

Хвосты (отходы) флотации крупностью 0 – 0,5 мм.

Растворы флокулянтов: 0,15 % водный раствор гидролизованного полиакриламида (ПАА); 0,15 % водный раствор флокулянта “Суперфлок“.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Отобрать три пробы хвостов флотации массой 20 г каждая.

Высыпать пробы хвостов флотации в мерные цилиндры (каждую – в отдельный).

Расход применяемых при исследованиях флокулянтов:

- 0,15 % раствор гидролизованного полиакриламида – 4 см³/ л;

- 0,15 % раствор флокулянта “Суперфлок“ – 4 см³/л.

Заполнить мерные цилиндры водой до отметки 1000 см³.

В мерном цилиндре вручную с помощью мешалки тщательно перемешать смесь хвостов флотации с водой.

После перемешивания смеси установить мерный цилиндр № 1 на ровную площадку и засечь время по секундомеру.

С интервалом времени, равном 1 мин., производить измерение высоты осветленного слоя в мерном цилиндре № 1, используя шкалу из миллиметровой бумаги (осветление без флокулянта).

В мерный цилиндр № 2 после перемешивания добавить заданное количество одного из флокулянтов и смесь снова перемешать.

Измерение высоты осветленного слоя при исследовании влияния на процесс флокулянта производить через каждые 10 – 15 с (см. табл. 6.2).

Исследования со вторым флокулянтом производить аналогично.

Результаты исследований занести в табл. 6.2.

Используя экспериментальные данные, определить скорость осветления.

По данным табл. 6.2 построить зависимость высоты осветленного слоя от времени осветления (рис. 6.1).

Таблица 6.1 – Влияние флокулянтов на скорость осветления

хвостов флотации

Время осветления, с	Без флокулянта		ПАА		“Суперфлок“		Примечание
	Высота осветл. слоя , мм	Скорость осветления, м/с	Высота осветл. слоя , мм	Скорость осветления, м/с	Высота осветл. слоя , мм	Скорость осветления, м/с
10
20
30
40
50
60
90
120
240
300
360
420
480
540
600
660
720

ПОРЯДОК РАСЧЕТА

Скорость осветления определяют по формуле:

V_осв = H_i / 1000 t_i (6.1)

где V_осв – скорость осветления, м/с;

H_i - высота осветленного слоя, мм;

t_i - время осветления, с.

С ОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете по лабораторной работе должны быть приведены:

Назначение процессов обезвоживания и их разновидности.

Цель работы.

Методика проведения экспериментальных исследований по осветлению шламовых вод.

Результаты исследований в виде табл. 6.2 и рис. 6.1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Артюшин С.П. Обогащение углей. - М.: Недра, 1975.

2. Зверевич В.В., Перов В.А. Основы обогащения полезных ископаемых. – М: Недра, 1971.

Методические указания

к лабораторным работам по курсу

“Переработка, обогащение и комплексное использование полезных ископаемых”

(для студентов направления подготовки 090303

Переработка полезных ископаемых

Составители: Павел Всеволодович Сергеев

Валерий Александрович Смирнов