ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Утверждено Советом по методической работе и качеству образования МГГУ
в качестве учебного пособия
« » ________________
Т. И. Юшина
«ТЕОРИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ»
Учебное пособие
для студентов специальности 130405 - «Обогащение полезных ископаемых» (направление 130400 - «Горное дело»)
Москва 2009
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Т. И. Юшина
«ТЕОРИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ»
Учебное пособие
для студентов специальности 130405 - «Обогащение полезных ископаемых» (направление 130400 - «Горное дело»)
Москва 2009
СОДЕРЖАНИЕ стр.
1. Методы оценки обогатимости углей 4
1.1 Метод Анри 4
1.2 Метод Бэрда 7
1.3Метод Фомина 14
1.4Метод Панченко 16
1.5Метод Топоркова 17
1.6Метод Прейгерзона 18
1.7Метод Фоменко 19
1.8 Метод Майера 28
2. Метод оценки контрастности полезных ископаемых 34
2.1 Основные факторы, влияющие на радиометрическую
обогатимость 37
2.1.1 Горно-геологические факторы 39
2.1.1.1 Вещественный состав 39
2.1.1.2 Содержание ценного компонента 40
2.1.1.3 Раскрытие. Предельная обогатимость при фактическом раскрытии. Контрастность 42
3. Анализ результатов радиометрического обогащения руд 52
3.1 Выбор процессов и аппаратов радиометрического обогащения 58
3.2 Схемы радиометрического обогащения 58
4. Методы оценки результатов обогащения 67
4.1Формула Ханкока — Луйкена 67
4.2 Метод Тромпа-Терра 83
5. Теоретические основы выбора, расчета и оптимизации
схем обогащения 109
5.1 Программа выполнения расчетов 116
Список литературы 120
Приложение 1 121
Приложение 2 129
1. Методы оценки обогатимости углей
1.1. Метод Анри
В 1905 г. Анри был впервые предложен метод, пользуясь которым можно получить характеристику любого угля в отношении его обогатимости. Метод заключается в следующем.
Подлежащий изучению уголь расслаивается в тяжелых жидкостях, имеющих различные плотности (чаще принимаются плотности 1300, 1400, 1500, 1600, 1800 и 2000 кг/м3).
Выход полученных фракций откладывается на оси ординат, а их зольность на оси абсцисс. В результате строятся известные кривые обогатимости угля λ
(элементарных зольностей), β(средних зольностей концентрата), θ (средних зольностей отходов) и δ (плотностей) (рис.1).
Согласно кривой γ, количество золы в одном элементарном слое равно
λdγ,
где dγ— выход элементарного слоя.
Общее количество золы во всех элементарных слоях исследуемого угля будет равно
(1)
Это выражение представляет заштрихованную площадь на рис. 1, ограниченную кривой λ.
Количество золы, заключенное в продукте с выходом у , со-
ставит
Суммарная кривая зольности β (рис. 1) может быть выражена следующим уравнением:
(2)
(3)
Аналитически решить уравнения (2) и (3) нельзя, так как не определена функция λ.
Однако Графическое построение этих кривых, по данным расслоения угля на фракции в тяжелых жидкостях, дает возможность для любой плотности разделения
определить выход концентрата, породы
Рис.1Кривые обогатимости
и их зольность. Анри:
Характер кривых зависит от свойств λ - элементарных зольностей;
углей, поэтому Анри назвал их β – средних зольностей
характерными. концентрата;θ-средних
По виду кривой λ можно судить о зольностей отходов;
степени обогатимости данного угля δ-плотностей
и распределении золы в элементарных его слоях. Разделение угля происходит тем легче, чем ближе верхняя часть кривой λ начинается к точке 0 (на верхней абсциссе) и чем круче спускается вниз, а затем после резкого изгиба идет полого в нижней части диаграммы.
В идеальном случае λ (рис.2) должна ограничивать два прямоугольника, что отвечает полному разделению угля на концентрат и породу. В действительности таких смесей углей не бывает.
На рис.3 представлены угли различной обогатимости.
Впоследствии кривые Анри были дополнены Рейнгардтом, который доказал следующую теорему: «Если требуется обогатить раздельно два сорта угля
так, чтобы смесь концентратов имела некоторую заданную зольность (β=
const), то максимальный суммарный выход концентрата с этой общей
средней зольностью будет получен тогда, когда зольности β1 и β2, соответствующие демаркационным линиям, равны между собой» [30]. Эта теорема дает возможность принять соответствующие режимы для обогащения
каждого угля в отдельности, но при этом необходимо задаться общей зольностью концентратов. Таким образом, и в этом случае вносится элемент субъективности при выборе режима разделения угля.
В 1951 г. Г. Гайденрайх предложил в дополнение к кривым Анри ввести вспомогательную величину Н, характеризующую плотность разделения [12].
Величина Н выражается в процентах и определяется для каждой средней плотности 1350, 1450 кг/м3 и т.д. по формуле
, (4)
Где δн-плотность фракции, для которой определяется значение Н, кг/м3;
δ- начальная плотность, равная 1150 кг/м3;
δна-
конечная плотность, равная 2850 кг/м3;
Осями координат диаграммы кривых λн, βн и θн служат величины Н и выход продуктов. Характер кривых Анри при этом сохраняется. По кривым λн, βн и θн определяются те же величины, что и по кривым Анри, с тем только отличием, что вместо зольности принята величина Н.
Рис.2. Идеальное разделение материала на концентрат и породу
Уравнения баланса в этом случае имеют вид:
γНк+γппНпп+ γпНп=100Н,
γ+γпп+ γп=100.
Преимущество диаграммы Гайденраиха состоит
в том, что представляется возможность производить вычисления и сравнение площадей, ограниченных
к
ривыми
Анри
На этой диаграмме, представляющей собой
квадрат 10 х 10 см, ордината соответствует 100
угля, а абсцисса — плотности в интервале
от 1150 до 2850 кг/м3; 1 см2 площади
соответствует объему, равному
рис.3 Кривые обогатимости
углей
м3
1-легкая;
2-средняя;
3-тяжелая;4-исключительно
тяжелая.
В интервале указанных начальной и конечной плотностей Н = 100%.
Обогатимость угля по Гайденрайху характеризуется разностью НП — НК Чем больше эта разность, тем легче обогатимость угля. Крайние положения соответствуют: НП — НК = 0 — уголь исключительно трудной обогатимости и Н = 100% —уголь идеально легкой обогатимости.