пошук:  

>> Самилін Валерій, Білецький Володимир: Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій) / 01.html

Текст-індекс >>

Авторська сторінка
Опублікував:  biletskv

 

Лекція No 1



1.1. Вступ

Збагачення корисних копалин – це первинна обробка мінеральної сировини з метою підвищення концентрації корисних компонентів шляхом їх відокремлення від породних домішок у збагачувальних апаратах. Збагачення корисних копалин основане на відмінності фізичних та хімічних властивостей компонентів, що розділяються. При збагаченні більшості відомих мінералів використовується відмінність корисного компонента і пустої породи за:

  1. густиною (гравітаційні методи збагачення);

  2. змочуваністю водою (флотаційні методи збагачення);

  3. магнітними властивостями (магнітні методи збагачення).

Але інколи перераховані методи збагачення не прийнятні через відсутність у компонентів, що розділяються, контрастних відмінностей за вказаними ознаками. У цьому випадку застосовуються спеціальні методи, основані на відмінності корисного компонента і породи за:

  • кольором та блиском;

  • радіоактивним випромінюванням;

  • твердістю;

  • пружністю;

  • формою зерен;

  • коефіцієнтом тертя;

  • характером зміни грудок матеріалу при термічному впливі (декрипітацiя);

  • характером переведення компонентів твердих корисних копалин в інші фазовi стани (вилуговування);

а також за електрокінетичними властивостями поверхні мінералів і породи, їх адгезійними властивостями, ліофільністю, намагнічуваністю та ін.

Потрібно зазначити, що область застосування спеціальних методів збагачення значно менша, ніж традиційних. У більшості випадків спеціальні методи застосовуються в комбінації з гравітаційними, флотацiйними, магнітними методами збагачення або один з одним. У таблиці 1.1 наведено властивості мінералів і методи їх збагачення.

Таблиця 1.1 - Властивості мінералів і методи збагачення

Властивості мінералів

Методи збагачення

Приклади застосування

Традиційні методи

1. Густина

Гравітаційні

  1. Промивка руд

2. Відсадка

2. Змочуванiсть (гідрофільність)

Флотаційнi

  1. Флотацiя руд

2. Флотацiя вугілля

3.Магнітна сприйнятливість

Магнітні

Збагачення залізняка,

марганцю

Спеціальні методи

4. Колір, блиск, радіоактивне випромінювання

Породовибірка рудорозбірка радіометричне сортування

  1. Ручне збагачення,

  2. Оптична сепарація

5. Твердість

Збагачення за твердістю

Вибіркове дроблення

6. Пружність

Збагачення за пружністю

Збагачення гравію

7. Форма зерен

Збагачення за формою

Грохочення за формою

8. Коефіцієнт тер-тя

Збагачення за тертям

Збагачення азбестових руд

9. Здатність розчинятися в неорганічних сполуках

Хімічне вилуговування

Збагачення уранових та ін. руд

10. Змочуваність (ліофільність)

Селективна масляна аґреґація (аґломерація, ґрануляція, флокуляція)

Збагачення тонких гідрофобних мінералів (вугілля, сульфідних руд тощо)

11. Змочуваність (ліофільність)

Селективна полімерна флокуляція

Збагачення тонкодисперсного вугілля

12. Електрокінетичні властивості поверхні

Селективна електролітна коагуляція

Збагачення тонкодисперсного вугілля

13. Адгезія та сорбція

Концентрація на носіях

Адгезійне і сорбційне збагачення золота та алмазів

14. Намагнічуваність

Флокуляційна концентрація

Збагачення шлаків сталеплавильного виробництва

15. Властивості взаємодіяти з бактеріями або їх метаболітами

Бактеріальне вилуговування

Збагачення руд різних металів



1.2. Класифікація спеціальних методів збагачення

Спеціальні методи можна класифікувати на такі види:

– сортування;

– збагачення з використанням ефектів взаємодії зерен компонентів, що розділяються, з робочою поверхнею сепаратора;

– збагачення з використанням ефектів взаємодії зерен компонентів, що розділяються, між собою;

– збагачення на основі селективно направленої зміни розмірів зерен компонентів корисної копалини;

– збагачення з використанням вибіркового характеру фазових переходів компонентів корисної копалини (комбіновані методи збагачення);

– збагачення на основі різних поверхневих властивостей компонентів, що розділяються.



1.3. Сортування корисних копалин

Застосовується або перед основними операціями збагачення, або для доведення чорнових концентратiв.

За кольором можливе збагачення наступних мінералів:

вапняку, кам'яної солі, кварцу, бариту.

За блиском відділяють вугілля від матових різновидів породи.

За прозорістю відділяють алмази від непрозорих частинок породи.

За допомогою радіометричних методів збагачують: уранові, торiєвi, тантал-нiобiєвi й інші руди, що містять радіоактивні компоненти.

До основних способів сортування належать:

– ручне сортування (породовибірка, рудорозбірка, вуглесортування);

– механізоване сортування, що включає процеси із загальною назвою радіометричні методи збагачення.

На рис. 1.1 наведена схема механізованого сортування.



1.4. Збагачення з використанням ефектів взаємодії грудок
компонентів, що розділяються, з робочою поверхнею
сепаратора (збагачення за тертям,
пружністю, формою)

Збагачення за тертям застосовується для розділення мінералів, що мають різний коефіцієнт тертя. Принцип розділення показано на рис. 1.2.


Рис. 1.1 - Схема механізованого сортування


Рис. 1.2. Схема збагачення за тертям

Збагачення за пружністю. Основано на взаємодії тіл різної пружностi з робочою поверхнею сепаратора. Принцип розділення показано на рис. 1.3.

1.5. Збагачення на основі селективно направленої зміни розмірів грудок компонентів корисної копалини
(вибіркове дроблення, подрібнення, декрипітацiя)

Вибіркове дроблення застосовується для розділення компонентів, що мають різну міцність (наприклад, вугілля, азбест, залізняк). Принцип розділення показано на рис. 1.4.


Рис. 1.3. Схема збагачення за пружністю




Рис. 1.4. Схема дробарки вибіркового дроблення



1.6. Збагачення з використанням вибіркового характеру фазових переходів компонентів корисної копалини

Прикладом застосування цього методу може бути сiрчанокислотне вилуговування уранових руд:

UO3 + H2SO4 = UO2 SO4 + H2O

Оксид урану, що знаходиться в твердому стані, переводиться в рідкий фазовий стан UO2SO4, з якого урановий компонент легко вилучається.



1.7. Селективна масляна аґреґація
(аґломерація, ґрануляція, флокуляція)

Масляна аґреґація - це процес структурування дисперсних гідрофобних матеріалів, зокрема вугілля, у водному середовищі за допомогою аполярних реаґентів. Застосовується для збагачення, зневоднення й облагороджування корисних копалин. Розрізняють масляну ґрануляцію (зерна до 3-5 мм, витрати реаґенту - від 8-10 до 40-50 мас.%), аґломерацію (полідисперсний матеріал 0-3(5) мм, витрати реаґенту - 2-7 мас.%) та флокуляцію (зерна 0,1-0,2 мм і менше, витрати реаґенту - 0,5 - 2 мас.%).



1.8. Селективна полімерна флокуляція

Процеси селективної флокуляцiї полiмерами – СФП можуть здiйснюватися як водорозчинними, так i нерозчинними полiмерними флокулянтами. В обох випадках має мiсце мiсточковий механiзм структуроутворення.



1.9. Селективна електролітна коагуляція

Процес селективної агрегацiї електролiтами пов'язаний зi змiною стану подвiйного електричного шару (ПЕШ) вугiльних та (або) мiнеральних частинок суспензiї. Введення в суспензiю коагулянту приводить до стиску ПЕШ, зменшення дзета - потенцiалу вугiльних частинок, що забезпечує можливiсть їх зближення на вiдстань дiї ван-дер-ваальсових сил притягування.



1.10. Концентрація на носіях

Адгезійне збагачення корисних копалин - сукупність фізико-хімічних способів збагачення корисних копалин. Полягає у вибірковому прилипанні частинок збагачуваного мінералу до жирової (масляної) поверхні. Прикладом може бути адгезійне збагачення золота, алмазів шляхом використання ефекту налипання гідрофобних (або гідрофобізованих) часточок корисної копалини на маслянисті поверхні (приміром, вуглемасляні ґранули). Приклади процесів: Карбед (Carbad Gold Recovery), Coal-Gold Agglomeration Process та ін.

Сорбція йонів металів на носіях-сорбентах (частинках піриту, цеоліту, гематиту, карбонатах лужних металів, активованому вугіллі) застосовується у комплексі з флотацією навантажених сорбентів. Технологія може бути застосована для вилучення золота.



1.11. Флокуляційна концентрація

Це процес збагачення корисних копалин шляхом багаторазового руйнування флокул і нового циклу флокуляції їх з інших фрагментів, який супроводжується видаленням з флокул хвостів і накопиченням у них корисного компонента.

Процес флокуляційної концентрації винайдено і вперше застосовано в промисловості у Криворізькому залізорудному басейні.



1.12. Бактеріальне вилуговування

Основане на вилученні хімічних елементів з руд, концентратів і гірських порід за допомогою бактерій або їх метаболітів. Поєднується з вилуговуванням слабкими розчинами сірчаної кислоти бактеріального і хімічного походження, а також розчинами, що містять органічні кислоти, білки, пептиди, полісахариди і т.д.

При бактеріальному вилуговуванні руд кольорових металів широко використовуються тіонові бактерії Th. ferrooxidans, які безпосередньо окиснюють сульфідні мінерали, сірку і залізо і утворюють хімічний окиснювач Fe3+ та розчинник - сірчану кислоту. Вилуговування кольорових металів проводять з відвалів бідної руди (купчасте) і безпосередньо з рудного тіла (підземне). Застосовується для вилучення міді, золота, урану та ін. металів.

 
Навіґація по серверу:   головна сторінка «нотатника» · бібліотека Vesna.org.ua
 
Універсальна перекладачка для будь-яких пар мов
Тут спілкуються про літературу
Rambler's Top100 Тлумачний словник: англійсько-білорусько-польсько-російсько-український

Віртуальна Русь, 2005-2011
Пишіть, якщо що...