Дәрістік сабақ конспектілері 3 страница

Практикада көпшілік жағдайда екі сиректеу үш сатылы байыту схемалары қолданылады. Сонымен байытудың сатысы ұнтақтау және байыту операцияларынан тұрады.

Кеннің көбінде екі не одан көп компонентті болып кездесуіне байланысты флотоциялық байыту схемалары селективті флотациялау, коллективті флотация және коллективті-селективті флотациялау түрлеріне бөлінеді.

Бұл схемалардың түрі және тиімділігі көптеген факторлармен анықталады. Олардың ішіндегі бастылары: минералдардың флатациялау белсенділігі, бағалы заттың кендегі не коллективті концентраттағы проценттік үлесі кезде минералдардың сульфидті не тотықты түрде болуы.

Егер кенде бағалы заттар сульфидтер және тотықты минералдар түрінде болса, алдымен сульфидті минералдар флотацияланады. Егер кендегі минералдардың флотациялану белсенділігі әртүрлі болса, онда алдымен белсенді минерал флотацияланады. Минералдардың белсенділігі бірдей болса, онда бірге флотацияланады да, артынан селективті флотациямен бөлінеді. Мұнда көбінесе коллективті концентратта үлесі аз минерал флотацияланады да (көбікті өнім) екінші минерал концентраты камералық өнім түрінде алынады.

Екі не көп компонентті кендер келтірілген күрделі схемалармен байытылғанда, олар екі не бірнеше цикілдерден тұрады. Цикл деп жеке бір металды не коллективті концентрат алуға қолданылатын операциялар жиынтығын атайды.

Ұсынылған әдебиет:

1 нег. (29-38), 4 нег. (31-36), 2 қос. (26-45)

Бақылау сұрақтары:

1. Флотация дегеніміз не?

2. Импеллер дегеніміз не?

3. Майлы флотация дегеніміз не?

4. Флотациялық реагенттердің қанша түрлері болады?

5. Флотациялық машиналар неше түрлі болады?

8 дәріс тақырыбы:Магнитті байыту әдісі

Магнитті байытудың физикалық негіздері

Кенді магнитті әдіспен байыту минералдардың магнитті қасиеттерінің арасындағы айырмашылықтарына сәйкес магнит өрісінде бөлінуіне негізделген.

Магнит өрісі магнит индукциясымен және кернеумен сипатталады.

Магнит индукциясы (тесла)

Ф-магнит ағыны; В

S-қима ауданы, м²

Магнит өрісінің кернеуі

Н=F/m m-магнит массасы.

F-әсер ететін күш.

В мен Н ара қатынасы.

ортаның салыстырмалы магнит өткізгіштігі.

магнит тұрақтысы .

Магнит өрісінде заттың магниттелуі магнит кезеңі (М) арқылы сипатталады. Магнит кезеңі деп төместің магнит массасын екі комостің арасындағы қашықтыққа көбейтіндісін атайды. Заттың магниттелуі (ј) деп магнит кезеңінің оның көлеміне (υ) бөліндісін атайды.

Заттың магниттік қасиеті оның магнит қабылдағыштығымен сипатталады. Заттың көлемді магнит қабылдағыштығы оның магнителуін (ј) өрістің кернеуіне бөлгендегі бөліндісін атайды.

Магнитті қасиет қабылдағыштарына қарай барлық заттар екі топқа бөлінеді: парамагнитті және диамагнитті заттар. Әр топқа кіретін заттар магнит өрісінде әртүрлі әрекетке түседі. Парамагнитті заттар магнит өрісінің кернеуі ең жоғары жеріне тартылады, ал диамагнитті заттар магнит өрісінің кернеуі ең аз жеріне ығыстырылады.

Парамагнитті заттардың ішінде магниттелу қасиеті күшті заттар кездеседі. Олар ферромагниттер деп аталады. Оларға жататындар Fe, Ni, CO және темір минералдары магиетит, протын.

Таза диамагнитті заттарға, мысалы: Сu, Al, Ag, Pi, Sb және тағы басқалар жатады. Көпшілік металдар парамагнитті заттарға жатады. Магнит қабылдағыштарына қарай минералдарды бірнеше топқа бөлуге болады.

1.Күшті магнитті (феромагнитті) минералдар.

2.Әлсіз магнитті (парамагнитті) минералдар. Оларға бір сыпыра тотықтар, темірдің, хромның гидроттықтарымен карбонаттары, ильменит, W, сияқты басқалары жатады.

3.Магнитсіз (диамагнитті) минералдар, кварц, Са, натит, касситерит.

Минерал түйіршіктері арқылы ғимараттарда магнит өрісінен өткенде оларға магнит күшімен басқа көптеген күш әсер етеді. Оларға магнитті өрістің ығыстыру күші, селмақ күші және ортаның кедергі күштері (тығыздық, тұтқырлық т.б.) жатады. Минерал түйіршіктерінің магнит ... тартылуы не тартылмауы магнит күшімен басқа күштердің ара қатынасына тәуелді. Егер магнит күші басқа күштердің ... артса түйіршік (кесея) магнитті фракцияға шығады да егер керісінше болса онда түйіршік магнитсіз фракцияға жатады. Минералдардың тиімді бөлінуінің негізгі шарты-олардың магнитті қасиеттерінің арасындағы айырмашылық жеткілікті деңгейде бөлу қажет. Орта есеппен олардың үлесті магнит қабылдағыштық қасиеттерінің айырмашылығы іс жүзінде 3-5 есе болуы керек.

Кендегі минералдардың қасиетіне қарай қолданылатын магнитті бөлгіштерде процесс әртүрлі кернеулі магнит өрісінде жүргізіледі. Әлсіз магнитті минералдарды бөліп алу үшін магнит өрісінің кернеуі 1000 кА/м кем болмауы керек. Күшті магнитті минералдарды бөлуге 120-150 кА/м жеткілікті.

Магнитті бөлу әдісі кезінде темір және Мn кендерін байытқанда алынатын концентраттардың сапасын арттыру мақсаты қойылғанда оған кейде тек осы әдісті қолдануымен жетуге болады. Бірсыпыра кен түрлерін ауыр ортада байытқанда суспензия ретінде магнитті зат қолданылса оны ренперациялау магнитті бөлгіштерден өткізу арқылы жүргізіледі.

1- айналмалы данғара; 2 – магниттың қозғалмайтын полюстері; 3 - электромагни­т орамы;

4 - ток берілетін орын.

Сурет 21 – Бір данғарылы сепаратродын нобайы (күшті магнитті кендерге арналған)

Магнитті бөлгіштердің көптеген конструкциялары белгілі. Олардың көп түрлігі, біріншіден байытылатын кеннің бөлгіштерге түсу алдында әртүрлі түрде (кесен не ұсақ түрде, құрғақ не пульпа түрінде) бөлуі болса,екіншіден минералдардың магнитті қасиеттерінің әртүрлі дәрежеде болуына байланысты.

Барлық магнитті бөлгіштерде тек әртекті өріс қолданылады. Себебі оларда біртекті өріспен салыстырғанда өріс кернеуі салыстырмалы жағдайда жоғары болады.

Әлсіз магнитті кендерді байытуға арналған бөлгіштерде магнит өрісінің кернеуін жоғарылату мақсатымен тұйық магнитті жүйелер қолданылады, демек кен түйіршіктері екі компос арасынан өткізіледі.

Күшті магнитті кендерге арналған бөлгіштерде ашық магнитті жүиелер әртүрлі варианта қолданылады.

Көпшілік магнитті бөлгіштерде магнит өрісі, электр тогы әсері мен тудыралады, демек электромагниттер қолданылады. Онда туатын өріс кернеуі тұрақты магнит өріс кернеуінен көп жоғары келеді де және өріс кернеуі соленонд арқылы өтетін арқылы өтетін электр тогы, күшін өзгерту арқылы жеңіл реттеледі тұрақты магниттер тек күшті магнитті қасиеті бар ұсақ кесекті не ұнтақты кендерді байытуға қолданылатын бөлгіштерде орнатылады.

Магнитті бөлгіштердің негізін екі бөлшек құрайды: магнитті жүйе және тасымалдаушы қондырғы. Бөлгіштердің аттары тасымалдаушы қондырғылардың түрлеріне қарай қойылған.

Магнитті жүйелердің тудыратын өріс кернеуіне қарай магнитті бөлгіштер екі топқа бөлінеді: күшті магнитті кендер бөлшектері және әлсіз магнитті кендер бөлгіштері.

Тасымалды қондырғылардың түріне қарай магнитті бөлгіштер данғаралы, білікті, дискалы, роликті және тағы басқа түрлерге бөлінеді.

а – тура ағынды ванна; б қарамақарсы ағынды ванна; в – жартылай қарамақарсы ванна.

Сурет 22 – Сулы данғаралы сепаратордың нобайы

Кенді магнитті байытуға дайындау.Магнитті әдіспен байытуға түйінділігіне бірсыпыра факторлар әсер етеді. Оларға жататындар: магнит өрісінің кернеуі, бастапқы заттың ірілігі және түйіршіктер диаметірінің бір келпіндегі заттың ылғалдылығы және т.б.

Магнит өрісінің кернеуі бөлгіштің конструкциясымен байланысты. Электромагнитті бөлгіштерде оны тек күшін өзгерту арқылы мөлшерде реттеуге болады. Дайындау процестерінің бастылары кенді қорғау түрде байытқанда оны алдын ала құрғату және әртүрлі ірілік кластарға бөлу. Кеннің құрғақтығы артқан сайын түйіршіктердің бір-біріне жабысуы төмендейді, демек әр фракцияның сапасы артады. Сол сияқты зат магнит өрісімен неғұрлым аз жылдамдықпен өтсе, соғұрлым магнитті түйіршіктер толығырақ бөлінеді. Бірақ соған сәйкес бөлгіштің өнімділігі де төмендейді. Сондықтан белгілі бір жағдайларда заттың магнит өрісімен өту жылдамдығының қажетті шамасы тәжірибе жүргізу арқылы айнықталуы керек.

Магнитті байыту процесінің барлық түрінде бөлу процесіне нұқсап келтіретін жай-оның құрамындағы аса ұнтақ белгілі. Сондықтан құрғақ байыту алдында кен шақпан, ал суда бөлгенде шламды бөліктен (лай) міндетті түрде тазалануы қажет.

Электірлік байыту әдісі.Электірлік байытудың физикалық негізі. Электірлік әдіспен байыту минералдардың электрлі қасиеттеріндегі айырмашылыққа байланысты электр өрісінде олардың қозғалу траекторияларының өзгеруіне негізделген.

Минералдардың байытуда маңызы бар электірлік қасиеттеріне олардың ток өткізгіштері, диәлектірлік өтімділігі, үйкелу де электрлену және т.б.

Минералдарды бұл әдіспен бөлудің басты шарты олардың түйіршіктерінің бетінде оң не теріс заряд бөлуы қажет. Зарядталған түйіршік электрод бетімен түйіскенде аз ара әрекеттеседі. Әрекет күші (F) белгілі Кулон заңымен анықталады:

к-пропорциональ коэффициенті, ол ортаның диэлектірлік өтімділігіне байланысты. диэлектірлік өтімділік.

әрекеттесуші екі нүктенің зарядтары.

екі нүкте арасындағы қашықтық.

Электр өрісінің кернеуімен Е оның әрекет күші F арасындағы қатынас

Минерал түйіршіктері әртүрлі әдістермен зарядталуы мүмкін: зарядті электрод бетімен түйістіру, коронды разряд өрісінде конденцациялануы және тағы басқа әрекеттер арқылы.

Қазіргі кезде қолданылатын аппараттарда зарядталған минерал түйіршіктері зарядталған минерал түйіршіктері зарядті электрод (көбінде даңғара пішінді) бетімен әрекеттеседі. Тоқ өткізгіш түйіршіктер электрод зарядін қабылдап, өз ара тебіседі де, өткізгіш қасиеті жоқ түйіршіктер зарядін өзгертпей даңғара бетінен өз салмағымен құлайды не аз күшпен оған тартылады.

Бұл процесте электр өріс әрекетінің күшінен басқа түйіршіктерге салмақ күші, әртадағы тепкіш күш, және ортаның кедергі күштері әсер етеді. Түйіршіктердің электрод бетінен тебілуі не оған тартылуы электр өріс күші және келтірілген механикалық күштердің ара қатынасына байланысты. Электр өріс күші кернеу және заряд шамасымен анықталса, басқаларын реттеу үшін байытылатын зат арнаулы дайындау процестерінен өткізілуі қажет.

Салмақ күшін электрлі күш шамасынан барынша төмендету үшін процеске түсетін зат түйіршіктер ірілігі әдетте 3 мм-ден аспауы керек. Ортаның кедергі күші негізінде үш фактормен анықталады: түйіршіктер ірілігінің біркелкігі, заттың ылғалдылығы және шаңдылығы. Осыған байланысты байыту алдында ұнтақталған зат құрғатылады. Ылғалды затта түйіршіктер бір біріне жабысып, бөліну дәрежесі көп төмендейді. Одан кейін заттан шаң бөлінеді. Түйіршік іріліктерінің біркелкілігінің арттыру мақсаты мен шаңнан тазартылған зат ірілік класстарға бөлінеді. Әр класс жеке аппараттарға түседі. Ортадан тепкіш күш бөлгіштердің даңғараларының айналу жылдамдығына тәуелді. Тиімді айналу жылдамдығы заттың қасиетіне байланысты тәжірибемен анықталады.

Түйіршіктердің бөлуіне үлкен әсер ететін бір фактор-даңғара бетіне түскен зат қабатының қалыңдығы. Оның шамасы неғұрлым түйіршіктер диаметріне жақын болса, соғұрлым түйіршіктерді бір-біріне кедергісі төмендейді. Осыған байланысты бастапқы зат даңғара үстіне өте біркелкілікпен жұқа қабат жасай түсірілуі керек. Процестің осындай ерекшеліктерінің нәтижесінде қолданылатын аппаратардың өнімділігі өте төмен. Сондықтан бұл байыту әдісі тікелей кен байытуға өте сирек қолданылады. Негізінде ол сирек кездесетін металдар кендерінен басқа байыту әдістермен алынған концентраттардың сапасын арттыру, коллективті концентраттардың бөлу мақсаттарымен қолданылады.

Электрлік бөлгіштер.Өндірісте көп тараған бөлгіштерге электрлік (электростатикалық) және трибоэлектростатикалық (үйкелумен электрленуге негізделген) бөлгіштер жатады.

1 – тәжілі электродтар; 2 – ауытқу электродтары.

Сурет 23 - Ауытқу электродты данғаралы электрсепаратордың нобайы

Электростатикалық бөлгіштерде түйіршіктер зарядталған айналмалы данғаралы электрод үстіне бункерден түсіріледі. Соның әсерімен түйіршіктер беті зарядталады. Ток өткізгіш минерал түйіршіктерінің беттері толық зарядталады, демек заряд шамасы жоғары болады, ал ток өткізгіш қасиеті жоқ минерал түйіршіктерінің тек даңғара бетіне тиіскен жері ғана зарядталады, демек олардың заряды өте әлсіз болады. Жоғары дәрежеде және даңғара бетімен аттас зарядталған түйіршіктер беттен тебісе ыршып, траекторияларын өзгертіп жеке қабылдағышқа түседі. Заряд әлсіз не зарядталмаған түйіршіктер даңғара бетінен өз салмақтарымен құлап басқа қабылдағышқа түседі. Даңғара бетіне кездейсоқ жабысып одан айырылмаған түйіршіктер щетка мен сыпырылады. Өткізгіш қасиеттері бар түйіршіктердің зарядын арттыру мақсатымен даңғараның ұзын бойына параллель ауыттырғыш электрод (жіңішке түтік не жуан сым) тартылған.

Электростатикалық бөлгіштер короиды және коронды электростатикалық бөлгіштер бөлінеді.

Трибоэлектростатикалық бөлгіштерде бастапқы зат процеске түсірілу алдында белгілі бір әдіспен интенсивті араластырылады. Сол кезде үйкелу нәтижесінде бір минералдар беті оң, екінші минералдар беті теріс зарядталады. Осыдан кейін зат жермен жалғастырылған даңғаралы электрод бетіне түседі. Оның беті қарсысына параллель цилиндрлі теріс зарядталған ауыттырғыш электрод орналасқан. Соның әсері мен оң зарядты түйіршіктер оған тартыла құлан, траекторияны өзгертеді. Теріс зарядты түйіршіктер керісінше, тебілу әсерімен даңғара бетіне жабыса құлан басқа қабылдағышқа түседі.

Ұсынылған әдебиет:

1 нег. (44-66), 2 нег. (42-56), 2 қос. (46-54)

Бақылау сұрақтары:

1. Ферромагнетиктер дегеніміз не?

2. Парамагнетиктер дегеніміз не?

3. Диамагнетиктер дегеніміз не?

4. Магнит бөлгіштердің қанша түрлері болады?

5. Электрлік бөлгіштердің неше түрлі болады?

9 дәріс тақырыбы: Гравитациялық байыту әдістері.

Бұл әдіспен минералдарды бөлу олардын түйіршіктерінің белгілі ортада (суда не ауада) шөгу жылдамдықтарының айырмашылыққа негізделген. Ал шөгу жылдамдығы түйіршіктердің массасына байланысты. Массалы анықтайтын параметірлер (өлшемдер): минералдардың тығыздығы және түйіршіктердің диаметрлеріне байланысты көлемі. Тығыздық әр минералға тәуелді өзгермейтін қасиет. Осыған байланысты гравитациялық байыту әдісі минералдардың тығыздық қасиетіне негізделген.

Бұл әдісте түйіршіктердің шөгуі әртүрлі ортада жүргізілуі ... мысалы: суда, ауада және ауыр ортада. Іс жүзінде кенді гравитациялық байыту әртүрлі процестерді қолдану арқылы жүргізіледі. Оларға жататындар: отсадка, концентрациялау (жинағыш) столдарда байыту, шлюздарда және винтті бөлгіштерде байыту, ауыр ортада байыту.

Әртүрлі үрдістер қандай ірілік шегінде қолданылатыны

Процесстер	Отсадка	Концентрациялау столда байыту	Шлюздерде байыту	Винтті бөлгіштерде байыту	Ауыр ортада байыту
Ірілік, мм	0,2-100	0,3-0,3	0,1-20	0,1-0,1	0,2-300

Отсадка.Гравитациялық байыту үрдісінің ішінде отсадка ең жиі қолданылатын және ең өнімді үрдіс. Егер кен байытылса отсадканы 0,2-50 мм аралығында, ал көмір байытылса 0,5-200 мм аралығында қолдануға болады.

Отсадка деп әртүрлі минералдар түйіршіктерінің (кесектерінің) тік бағытта жоғары төмен қозғалыста су не ауа әсерімен тығыздықтарына қарай бөліну үрдісін атайды.

Отсадкалауда қолданылатын минералдардың қай түрі болмасын ішінде су тұратын камерадан тұрады. Камера ішінде төр орналасқан. Су арнаулы қондырғымен тік бағытта жоғары төмен бағытта шайқалмалы қозғалысқа келтіріледі. Бастапқы кен сумен араласа тор бетіне түседі.

а – қозғалмайтын торлы; б - поршенсіз; в – қозғалмалы торлы.

Сурет 24 - Отсадкалау машиналарының нобайлары

Егер кен байытылса ауыр фракция концентрат ретінде алынады. Себебі құрамында бағалы зат бар минералдардың көбінің тығыздығы тау жыныс минералдарының тығыздығынан артық болады.

Егер көмір байытылса жеңіл фракция концентрат ретінде алынады. Себебі көмірдің тығыздығы барлық минералдардың тығыздығынан аз.

Отсадка процесінің тиімділігі концентратқа шығатын бағылы заттың шығымы мен ғана емес, сонымен бірге «бөтен» минералдар көп не аз шығуы мен анықталады. Отсадканың тиімділігіне бірден-бір әсер ететін фактор-оған түсетін бастапқы заттың (кен не көмір) ірілігі. Әдетте, бастапқы заттың ірілігі артқан сайын процестің тиімділігі өседі. Керісінше, оның ірілігі төмендеген сайын процестің тиімділігі төмендейді.

Сондықтан ұсақ зат байытылғанда процестің тиімділігін арттыру үшін арнаулы жағдай жасалынады: тордың үстіне тығыздығы бастапқы зат ішіндегі ауыр минералдардың тығыздығына ау, ал жеңіл минералдардың тығыздығынан жоғары арнаулы зат түйіршіктері салынады. Ол зат жасанды төсеніш деп аталады.

Отсадка машиналары.Олардың негізгі айырмашылығы камерадағы су әр қайсысында әртүрлі әдіспен жоғары төмен қозғалысқа келтіріледі. Типтері: диафрағмалы, поршенді (шығарма майды), поршенсіз (ауа қысыммен жұмыс істейтіндер), қозғалмалы торлы, қозғалмалы түпті.

Олардың барлығының негізгі бөлшектері: камера, тор, суда қозғалысқа келтіретін қондырғылар және камера түбінен ауыр фракцияны шығаратын қондырғы.

Камералар барлық машиналарда бір пішінді: жоғарғы бөлігі төрт бұрышты, ал төменгі жағы конус тәріздес.

Отсадкалау машиналарының өнімділігі т/сағат

Q-өнімділік

Н-тор үстіндегі материал қабатының биіктігі, м;

В-машинаның көлденең, м;

V-кеселтердің тор үсатінде жылжу жылдамдығы, м/с;

δ-кеннің тығыздығы т/м³;

тор үстіндегі материалдың конус дәрежесі (коэффициент).

Концентрациялау (жинағыш) столдарда байыту.Көпцентрациялау столдарында әртүрлі минералдар ілгерінді-кейінді ассиметриялық тербелісте болатын енкіш жазық стол бетінде (дека) ағатын жұқа су қабатында тығыздықтарының айырмашылығына қарай бөлінеді. Су столдың қозғалысына көлденең бағытта ағады.

Концентрациялау столдар қозғалмалы және қозғалмайтын столдарға бөлінеді. Іс жүзінде қозғалмалы столдар қолданылады. Олардың өнімділігі едәуір жоғары болады.

Қозғалмалы столдардың бірнеше түрі бар. Олардың ішінде ең көп таралғаны үздіксіз жұмыс істейтін тербелгіш концентрациялау столдары.

Сурет 25 - Концентрациялау столында байыту

Столдардың негізгі бөлшегі-беті линолеуммен қапталған транеция пішінді жазық бет-дека. Ол төрт не алты жерден қойылған тіректерде ілгері-кейін сырғып жылжиды және арнаулы қондырғы-кранды механизм арқылы келбеулігі өзгертіледі. Деканың жоғарғы шеткі ұзын бойына екіге бөлінген науа орналасқан.

Столдарда қозғалтқыш механизмнің екі түрі қолданылады. Ірі столдарда дека кулачокты механизммен, ал кішілерінде кергіш паиталары бар механизм қозғалысқа келтіреді. Осы екі әдістерде. Деканың кейіңгі бағытта тез жылдамдықпен қозғалуы серіпненің көмегімен жүргізіледі.

; ;

L-қозғалу қашықтығы, мм;

n-тербеліс саны;

d_max-байытылатын кеннің ең ірі түйіршіктерінің диаметрі, мм. Әдетте стол үстіне бастапқы кен сумен аралас түседі (камералық классификаторлардан шыққан пульпа түрінде). Судың үлесі 60-85% мөлшерінде болады.

Ауыр ортада байыту.Ауыр ортада байыту процесі әртүрлі тығыздықты кен минералдар кесектерінің екі аралық тығыздықты ортада бірінің батып, екіншісінің қалқуына негізделген.

Кендерде өте көп кездесетін ең жеңіл минералдардың бірі кварц . Оның тығыздығы 2650 кг/м³. Басқа минералдардың тығыздығы кварц тығыздығына үлкен. Сондықтан, ауыр ортада байыту үшін ол ортаның тығыздығы квару тығыздығынан үлкен болуы қажет. Сонда кварц түйіршіктері қалқиды да, ал құрамында бағалы зат кен кесектері батады (шөгеді).