Руйнування стиснутим середовищем

Пр-с може бути застосований для титаномагнетитових та азбестових руд, вилучення смарагдів з руди тощо. Його суть полягає в створенні надмірного тиску в шматках мат-лу, що руйн-ся, витримці мат-лу під надмірним тиском і різкого скидання тиску. При цьому відбув-ся вибухове руйн-ня мат-лу. Пр-с може бути використаний для дроблення і подрібнення залишків кварцитів ПівдГЗК, титаномагнетитових, азбестових руд при вилученні смарагдів з вмістних порід. При тиску газоподібне середовище проникає по тріщині в шматок. При різкому скиданні тиску га розширюється і руйнує шматки мат-лу за рах.різниці тиску в середини грудки та на її поверхні. Снайдер запропонував більш довершену установку для руйнування стиснутим середовищем. Проц.-с вибухового руйн-ня в установці включає 4стадії: створення і витримки мат-лу під тиском; рух мат-лу по трубопроводу – соплу; скидання тиску на вильоті мат-лу з трубопроводу; удар

Процес запропоновано в 1932 році. Його суть полягає в створенні надмірного тиску в шматках матеріалу, що руйнуються, витримці матеріалу під надмірним тиском і різкого скидання тиску. При цьому відбувається вибухове руйнування матеріалу.Процес може бути використаний для дроблення і подрібнення залізистих кварцитів Південного ГЗК (Криворіжжя), качканарської титано-магнетитової руди, азбестових руд, при вилученні смарагдів з вмісних порід.При високому тиску газоподібне середовище проникає по тріщинах у шматок. При різкому скиданні тиску газ розширяється і руйнує шматки матеріалу за рахунок різниці тиску всередині грудки і на її поверхні. Установка ТімротаПри досягненні певної температури тиск пари в ампулі досягає максимального значення. При скиненні ампули на пластину 7 тиск на поверхні шматка руди різко падає. Всередині шматка тиск ще залишається високим. Різниця тиску і визначає процес вибухового руйнування шматка. Снайдер запропонував більш довершену установку для руйнування стиснутим середовищем (Рис1.) Процес вибухового руйнування в установці Снайдера включає 4 стадії:Створення і витримка матеріалу під тиском.Рух матеріалу по трубопроводу – соплу.Скидання тиску на вильоті матеріалу з трубопровода – сопла.Удар об відбійну плиту. У перших двох стадіях забезпечується знеміцнення матеріалу за рахунок попадання газу в тріщини. У подальших – руйнування за рахунок внутрішнього надмірного тиску газу і удару шматка об відбійну плиту. Ступінь дроблення за одну стадію становить 1.5 - 3.Процес руйнування за рахунок чистого скидання тиску пари знайшов промислове застосування для вилучення (виколювання) смарагдів з вміщаючих порід.При подрібненні залізняку в установці Снайдера ефективність збагачення зростає на 2 - 4 %. Для мідних руд – на 1- 3 %. При обробці азбесту стиснутим середовищем підвищується вилучення азбесту в концентрат.Для підвищення продуктивності установки Снайдера (до 90 т/год) можлива організація циклічної роботи декількох (2-8) камер високого тиску. Крупність матеріалу – до 50 мм.

Рис.1 Схема установки Снайдера

73. Фізичні основи процесу сортування

Схема проходження випромінювання через гірську породу

Процес сортування включає наступні операції:підготовку до збагачення;віднесення частинок до певного сорту; виділення їх з потоку матеріалу.

Найбільш відповідальним етапом у процесі сортування є визначення сорту порції корисної копалини. Сорт корисної копалини частіше за все визначається за непрямою ознакою. Наприклад, алмаз відрізняють від супутніх мінералів за люмінесцентним свіченням під дією рентгенівських променів, а не за вмістом у ньому вуглецю. Вугілля від породи відрізняють за різною інтенсивністю ослаблення радіоактивного випромінювання при просвічуванні шматка, а не за його зольністю і т. д.

Показник, за яким оцінюють якість корисної копалини, називають розділовою ознакою.

У радіометричних методах якість порції корисної копалини оцінюють за зміною інтенсивності або складу випромінювання, направленого на цю порцію.

Схема сортування корисних копалин: 1 - джерело впливу; 2 - фільтруючий елемент; 3 - об'єкт (порція, частинка, шматок); 4 - приймач сигналу; 5 - вузол обробки інформації; 6 - вузол виведення об'єкта з потоку; 7 - траєкторія руху об'єктів.

У схемах радіометричного сортування, реєструючи параметри випромінювання (видозміненого) за допомогою приймача випромінювання, отримують інформацію про властивості речовини. Між приймачем випромінювання і блоком виведення порції включають вузол переробки інформації. Для зменшення похибки вимірювання властивостей порції встановлюють фільтруючі елементи.

74.Зневоднення фільтруванням

Ф-ня – це проц-с розділення рідкої та твердої фаз за допомогою пористої перегородки під дією різниці тисків, створюваною розрідженням повітря або надмірним тиском. Рідка фаза проходить крізь пори перегородки та збирається у вигляді фільтрату, а тверда затримується на поверхні у вигл.осаду. розрізняють 2типи осадів – стискуваних та нестискуваних. Стискувані представляють собою матеріали колоїдної структури, які змінюють свою пористість під дією тиску та погано фільтруються (глина, торф та інш.). Нестискувані мають зазвичай зернисту або кристалічну структуру та при фільтруванні зберігають її жорсткість та пористість незалежно від зміни тиску фільтрування. Нестискуваних осад добре фільтрується та має невелику конечну вологість. Ефективність ф-ня значно залежить від застосованої фільтруючої поверхні (фільтруючої тканини). Фільтротканини повинні відрізнятися: високою фільтруючою здатністю та повітропроникністю, min гідравлічним опором, високою затримуючою здатністю для твердих частинок суспензії, високою міцністю на згин та розтягнення, потрібною хімічною стійкістю, значним строком служби. На практиці застосовують: бавовняні; металічні; синтетичні. На проц.-с ф-ня впливають різні фактори: фізико-хімічні властивості рідкої та твердої фаз пульпи, властивості фільтруючих перегородок, різниця тисків по обидві сторони фільтруючої перегородки, обробка поверхнево-активними речовинами фільтруємих матеріалів, частота обертання дисків (барабанів), відношення зан набору та сушки, структура осаду, його товщина, досконалість технічних засобів філь-ції. Фильтрование в вакуум фільтрах(барабанные с внутр. И внешн фільтр. Пов-тью, дисковые, ленточные),фильтры работающие под. давленим

77. Зневоднення центрифугуванням:

Центрифугуванням наз-ся оп-ції зневоднення дрібних мокрих продуктів збагачення та розділення суспензії на рідку та тверду фази під дією відцентрових сил. Цен-ня здійсн-ся у відцентрових машинах – центрифугах, які представляють собою ротори, що обертаються навколо своєї вісі з великою швидкістю циліндричної або конічної форми з перфорованими або суцільними стінками. Розрізняють відцентрову філь-цію та осадове центрифугування. При відцентровій філь-йії зневоднюваний мат-л завантаж-ся у перфорований ротор центрифуги та здійснює разом з ним обертовий рух. Під дією відцентрової сили відбув-ся примусова філь-ція води, яка знаходиться у продукті, через осад твердих частинок, які відкладаються на стінках ротору, та сітчану його пов-ню. Рідка фаза, що пройшла крізь сітчану пов-ню ротору, наз-ся фугатом, а та що рухається по ситу тверда фаза – осадом (готовим зневодненим продуктом). Центрифуги з перфорованим ротором наз-ся фільтруючими. Осадове філь-ня здійсн-ся в центрифугах із суцільним ротором. Під дією відцентрових сил тверді частики осідають на стінках ротору та ущільнюються, вода витискується з проміжків між час-ками та видаляється у вигляді фугату крізь змивні вікна ротору. Осад на стінках ротору шнеком перемішується в кінець ротору та видаляється з нього крізь отвори. При переміщенні осаду шнеком з нього вижимається вода, яка стікає до зливних вікон. За принципом дії центр-ги можна розділити на фільтруючі, відстійні та змішані. Фільтруючі це-ги поділяють за способом видалення продуктів зневоднення на інерційні та з розвантаж-ням продуктів зневоднення за доп-ю відцентрових сил (сил інерції), шнекові з розван-ням прод-в знев-ня шнеками та вібраційні з розван-ням продуктів знев-ня за доп-ю вібрації ротору.

76. Збагачення за пружністю:

Цей процес оснований на відмінності в пружності компонентів, що розділяються, які взаємодіють з робочою поверхнею сепаратора (плитою), що має постійні властивості. Процес здійснюється в повітряному середовищі і пояснюється класичною теорією удару.Виділяють наступні фази процесу: рух частинки до плити;удар частинки об плиту і зiм'яття частинки та плити при ударі;відновлення форми частинки і плити і надання кінетичної енергії частинці;рух частинки від плити.

Фази руху частинки до плити і від плити показані на рис.7.1.

Рис. 7.1. Траєкторія руху частинки

Рух частинок до плити може здійснюватися внаслідок вільного падіння із заданої висоти. Енергія, що запасається, визначається висотою падіння.

При завершенні 1-ї фази, в момент дотику до плити частинка досягає швидкості u₁.

2-а фаза визначається зміною швидкості частинки до нуля. При цьому частинка і плита зазнають пружних і пластичних деформацій. При u₁= 0 сила дії частинки на плиту дорівнює вазі частинки. Початок 3-ї фази характеризується відновленням форми частинки і плити, коли сили пружної деформації перевищують силу тяжіння. У кінці 3-ї фази частинка набуває швидкості, що дорівнює u₂, направленої протилежно u₁ (при горизонтальній плиті).Для умов вільного падіння : Відношення u₂ до u₁ називається коефіцієнтом відновлення К_в, який може бути в межах К_в = 0-1.Схеми сепараторів, що використовують прямий центральний удар, а також удар об похилу плиту, наведені на рис. 7.2 (а, б).Основний недолік у роботі сепараторів з нерухомою робочою поверхнею - це розсіяння дальності відскоку. Причина - неправильна форма грудок матеріалу, що приводить до косого удару. При цьому центр ваги частинки зміщається від вертикалі в місці дотику частинки і плити. У результаті дальність польоту частинки меншає. Велика дисперсія дальності відскоку частинок дозволяє застосовувати цей метод тільки для компонентів, що мають значну відмінність у міцності. Більш ефективна сепарація за пружністю для мінералів з округлою формою частинок, наприклад для гравію. Збагачення за пружністю застосовується на декількох кар'єрах в США, Польщі (Рис. 7.3).

Рис. 7.2. Схеми сепараторів:

а - схема вібраційного сепаратора; 1 - кутковий відбивач; 2 - приймачі матеріалу; 3 - днище з пружної сітки; б - сепаратор з нерухомою робочою поверхнею; 1 - бункер; 2 - віброживильник; 3 - плита; 4 - приймальні бункери.

81) Електричні властивості мінералів.

Про основні електричні властивості часток можна судити по їхній провідності й діелектричній проникності. Провідні властивості мінералів обумовлені: наявністю в них електричного заряда вільних елементарних часток і не зайнятих валентними електронами місць в атомах (дірок). Ці заряди починають рухатися під дією електричного поля й здатні розряджатися, доходячи до електродів або переходити в металеві електроди. По здатності проводити електричний струм, мінерали діляться на:1) Провідники: питома електропровідність 10³-10⁶ Ом^-1*див^-1; 2) Діелектрики: питома електропровідність 10^-9 Ом^-1*див^-1; 3) Напівпровідники: питома електропровідність 10^-4-10^-9 Ом^-1*див^-1. Розрізняють об'ємну й поверхневу електр. провідність. Для порівняльної оцінки різних мінералів у відношенні електричних провідностей, користуються значеннями їх питомого об'ємного опору й питомого поверхневого опору.

82) Геотехнологічні методи видобутку і переробки КК.

Геотехнологічні методи базуються на переходах твердої корисної копалини в рухомий стан безпосередньо на місці залягання за допомогою хімічних, фізичних, теплових, гідродинамічних процесів.

Головні особливості геотехнологічних методів: 1. Вилучення корисної копалини ведеться через свердловини. 2. Інструментом видобутку є робочі аґенти (вода, пара, розчинники), за допомогою яких корисна копалина переводитися в рухомий стан. 3. Переведення компонентів у рухомий стан має вибірковий характер. 4.Об'єкт видобутку одночасно є й місцем проведення операції переробки. 5.Праця гірників не пов'язана з підземними роботами й стає безпечною. 6. Після видобутку корисних копалин вміщуючі породи залишаються на місці. 7. Скорочуються виробничі площі. 8. Виключаються витрати на транспортування корисних копалин і відходів.

78. Магнітні поля сепараторів

Основними параметрами та відповідними поняттями, характеризуючи ми магнітне поле є: - магнітний потік Ф (Ф=В*S, Вб, де S – площа, м²; В – магн.індукція,[Тл]); - напруженість магн.поля Н (Н=В/(μ*μ₀), [А/м]); намагнічуюча сила U (U=І*n, [А] або [Ав]); - намагніченість І (І=æ*Н, [А/м]); абсолютна магнітна проникність μ_абс (μ_абс =В/Н, [Гн/м]); - відносна магн.проникність μ (μ=1+ æ); магн.проникність μ₀ (μ₀= μ_абс/ μ, [Гн/м]); - магн. сприйнятливість (об'ємна) æ; - магн.проводимість G (G=Ф/U, [Вб/А] або [Гн]); магнітні поля бувають однорідні та неоднорідні. В магн.сепараторах застосовують тільки неоднорідні по напруженості магн.поля, які характеризуються градієнтом поля gradH=

а) – однорідне поле б), в) – неоднорідні поля.

Неоднорідні поля отримують шляхом змінення форми полюсів або внесенням у поле індукційних магнітних носіїв. В неоднорідному полі окрім обертаючого моменту магн.ч-ки відчувають також дію сили тяжіння в напрямках більш інтенсивних дільницях поля, що дозволяє використовувати ці поля для збагачення. Grad поля – швидкість зміни напруженості поля в напрямку його найбільшого зростання. Добуток gradH поля на напруженість Н даної точки наз-ся пондеромоторною силою у даній точці (або силою магн. поля.). В сепараторах для сильно магнітних руд застос-ся звичайно відкриті багатополюсні системи, а в сеп-рах для слабомагнітних руд – замкнені магнітні сис-ми, які дозволяють створювати поля великої напруженості. Останні значно економніші відкритих багатополюсних сис-м і в принципі можуть застосовуватись також у сепараторах для сильно магнітних руд. Великий вплив на характеристику поля чинить відношення ширини полюса до ширини міжполюсного зазору. Впливає також крок полюсів: при малому кроці полюсів з віддаленням від них відбувається занадто швидке падіння Н, і при збагаченні кускової руди крупні частинки можуть частково знаходитися в занадто слабкому полі та втрачатися в немагнітному продукті.

83) Будова та принципи роботи механічних флотаційних машин.

В аераційних вузлах машин засмоктування повітря з атмосфери й утворення пульпо повітряної суміші, що викидається під дією відцентрових сил у камеру, обумовлено утворенням невеликого вакууму в порожнині обертового імпелера. У якості імпелерів використаються мішалки різних конструкцій (дискові з радіально розташованими лопатками, стрижневі типу білячого колеса з осьовими насосами всередині них й ін.). При цьому аерація пульпи визначається окружною швидкістю імпелера й конструктивними особливостями аеруючих вузлів і камер механічних флотаційних машин. Стандартна механічна машина збирається із двокамерних секцій: одна всмоктувальна, інша прямоточна. Блок аератора складається з вала з насадженим на ньому імпелером. Імпелер являє собою диск із лопатками. Машина Фагергрін (мал. а):1-ротор, 2-корпус камери, 3-статор, 4-центральна труба, 5-перфорований заспокоювач, 6-циркуляційна труба, 7-перфороване помилкове днище.К ним относятся механобр, с кипящем флоем,Фагергрин,Денвер.

84) Будова та принцип роботи пневматичних флотаційних машин.

У них пульпа аерується й перемішується стисненим повітрям. До основних типів відносяться аероліфтні, колонні, циклонні й пінної сепарації. У машині пінної сепарації пульпа подається зверху через завантажувальний пристрій 3 і приймальні жолоба. Пульпа в жолобах піддається розрідженню й аерації повітрям, ежектуємим при роботі бризкал 5, і повітрям, що подається через гумові пористі трубки, установлені в цих жолобах. Потім пульпа надходить на пінний шар, утворений у результаті подачі стисненого повітря через трубчасті гумові аератори 6 з пористими стінками, установлені нижче пінних порогів. Гідрофобні мінеральні частки закріплюються на поверхні повітряних бульбашок, а гідрофільні частки під дією сили ваги попадають на дно камери й розвантажуються через розвантажувальний пристрій 8.

Флотація в колонній машині здійснюється при протиточному русі повітряних бульбашок і потоків пульпи. Пульпа рухається вниз до розвантажувального патрубка назустріч спливаючим бульбашкам. Повітряні бульбашки утворюють на поверхні колони піну, що зрошується для видалення часток порожньої породи водою. У циклонних машинах, що мають форму циклона, створюється обертовий рух пульпи, що подається насосом; повітря надходить через пористі перегородки й патрубки.

85) Контроль речовинного складу. Радіометричні методи контролю

Речовинний склад оцінюють по даним хімічних, фазових, мінералогічних, фракційних, магнітних, рентгеноспектральних, полярографічних й інших видів аналізів. Фазовий аналіз проводиться з метою визначення форм з'єднань елементів, що входять у мінеральний склад кор. коп. і продуктів їх збаг. Мінералогічний аналіз сировини й продуктів збагачення дає можливість визначити крупність проростання й характер вкрапленості, оцінювати збагачуваність корисної копалини. Фракційний і магнітний аналізи заст. для визначення характеристики збагачуваності кор. коп. і контроль роботи гравітаційних апаратів і магнітних сепараторів. Рентгеноспектральний метод дає можливість визначать зміст міді, цинку, олова й ін. елементів. Полярографічний аналіз застосовується для визначення міді, кобальту, нікелю й ін. елементів. Радіометричний метод контролю застосовується для контролю вмісту свинцю, вольфраму, ртуті й ін. елементів у рудах і продуктах збагачення. Він заснований на вимірі інтенсивності випромінювання поверхні проби під дією на неї потоку електромагнітного випромінювання (гамма-променів, рентгенівських променів й ін.). Джерелом гамма-випромінювання є радіоактивні ізотопи й рентгенівські трубки. Для реєстрації гама- і рентгенівського випромінювання застосовуються іонізаційні камери, газорозрядні лічильники. Для реєстрації випромінювань в ультрафіолетових, видимих й інфрачервоній областях застосовують фотоелементи. При проходженні гамма-кванта через слой матеріалу його енергія частково або повністю передається електронам атомів. На практиці використається розсіювання гамма-квантів на вільних електронах і фотоелектричне поглинання. При розсіюванні гамма-квант витрачає частково енергію на зміну енергетичного стану атома й змінює свій напрямок і частоту. При фотоефекті атомом повністю поглинається енергія гамма-кванта. У результаті може виділиться фотоелектрон, що залишає атом. Внаслідок видалення електрона збуджений атом може повернуться у вихідний стан, випустивши вторинний гамма-квант. Він реєструється лічильником.

87) Флотація, визначення. Види флотації.

Флотация явл-ся осн.технологическим процесом обогащ. Многих полезных ископаемых.Флотация основана на различиях физ-хим-их свойствах поверхносно разделяемых минералов, а именно их удельных, свободных, поверхносных енергіях.Флотаційнні процеси - процеси поділу мінералів, засновані на різній здатності цих мінералів закріплятися на міжфазовій поверхні. Частку мінерала, що закріпилася на міжфазовій поверхні наз. флотиючою , а яка не закріпилася наз. нефлотуючою. Види флотації: 1) Флот. розд. мінералів на пов. розд. Ж-Г: А) Плівкова флотація - суміш часток подається на водну поверхню зверху. Флотуючі частки утримуються на пов. І переносяться потоком до місця разв., а нефлот. тонуть. Б) Вакуумна фл. - аерація пульпи забезпечується виділенням повітря з розчину. В) Фл. кип'ятінням - утворення бульбашок пари й виділення розчиненого у воді повітря відбувається при кип'ятінні пульпи. Г) Хімічна фл. – бульбашки газу утворяться внаслідок хімічної взаємодії, напр. між завантажуємою кислотою, і карбонатами порожньої породи. Д) Електрофлотація - використається міжфазова поверхня бульбашок, що утворяться при електролізі, водню або кисню. Е) Пінна сепарація - пульпа подається на піну, при чому флотуючи частки залишаються на піні. Ж) Гидрообеспилення - через запилене повітря рухаються крапельки води. Флотуючі частки закріпл. на краплях води. 2) Флот. розд. мінералів на пов. розд. Ж-Ж: А) Масляна фл. - флотуючі частки закріплюються на диспергованих краплях масла у воді на поверхні розд. олія-вода. Б) збаг. на жирових поверхнях - на дно жолоба, по котрому тече вміщуюча алмази пульпа наноситься шар в'язкого жиру. Алмази закріплюються на пов. розд. жир-вода, а порожня порода зноситься. В) Флот. при автоклавній плавці сірчаних концентратів - вик. здатність часток порожньої породи закріплюється на поверхні крапель води, що перебувають всередині розплаву сірки, тобто на поверхні розд. вода-розпл. сірки. 3) Флот. розд. мінералів на пов. розд. Т-Г і Т-Ж: А) Флот. твердою стінкою - на пов. розділу вода-скло або вода-метал можуть закріплятися деякі мінерали. Б) Флот. носієм - у пульпу додають добре вилучаємі крупні частки. Тонкі частки закр. на них і винос. з ними в піну. В) Коагуляція - злипання мінеральних часток у пульпі. Г) Злипання твердих часток в аерозолях і димах - процес їхнього закріплення на поверхні розд. Г-Т, Г - повітря або димовий газ, Т-взвж. частки пилу.

88) Активатори, призначення, їх дія при флотації.

Активатори - це тільки неорганічні речовини(кислоти, луги, солі лужноземельних і важких металів), які взаємодіють на поверхні мінеральної частки й сприяють закріпленню збирача. Основним призначенням їх є забезпечення закріплення збирача на поверхні і її гідрофобізації з метою ефективної флотації мінералу, що вилучається. Вони викликають хімічне очищення поверхні мінералів від дипресуючих плівок й оголення елементів кристалічних ґрат, здатних до взаємодії зі збирачем й утворенню на них сорбційного шару необхідного складу. Також відбувається хемосорбція іонів на поверхні, які стають центрами закріплення збирача. Активатори викликають гетерогенну хімічну реакцію, що приводить до утворення об'ємних плівок, поверхня яких є сприятливою для утворення необхідного сорбційного покриття збирача.Активаторы- неорг. Вещества которые избирательно взаимодействуют с избирательной пов-тью, способствуют закреплению собирателя на пов-ти извлекаемого мат-ла её флотации и гидрофобизации.Депресоры, активаторы и регуляторы среды называют модифікаторами флотации.Активатори — флотаційні реагенти, які забезпечують закріплення збирача на мінеральній поверхні і її гідрофобізацію з метою ефективної флотації мінералу, що флотується.