Механические процессы сепарации

(ОБОГАЩЕНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КУСКОВ РАЗДЕЛЯЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ С РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ СЕПАРАТОРА).

Общие сведения. Следующими по значимости после процессов сортировки специальными методами являются процессы и аппараты для сепарации частиц по различиям в крупности и форме, упругости, коэффициентам трения, теплопроводности и другим механическим признакам.

Они используют упругие экраны для сепарации по отскоку частиц, поверхности по которым частицы скользят с различной скоростью, взависимости от коэффициента трения, решета с определенной формой отверстий для сепарации их по форме, поверхности покрытые легкоплавким или липким веществом и т.п. Общим элементом этих сепараторов является особая рабочая поверхность.

В. Г. Деркач назвал эту группу методов механическими процессами [8]. Позже Б. Н. Кравец существенно уточнил это название, расширив его до процессов взаимодействия кусков разделяемых компонентов с рабочей поверхностью сепаратора, что позволило охватить адгезионные физико-химические взаимодействия и др. [8].

В эту группу процессов обогащения полезных ископаемых входят также методы, в основу которых положена комбинация нес­кольких эффектов взаимодействия с рабочей поверхностью.

Для ряда полезных ископаемых различие в физико-механических свойствах

(модули Юнга и Пуассона, прочность) разделяемых минералов приводят к тому, что в процессах дробления и измельчения частицы различных минералов существенно отличаются по крупности и форме. Например, при измельчении магнетитовых кварцитов более прочный кварц в измельченном продукте оказывается в более крупных классах, чем магнетит (избирательное дробление и измельчение).

В связи с этим, например, в конечных стадиях доводки магнетитового концентрата применяют процесс тонкого грохочения по классам –74мкм; -50мкм и ниже, в зависимости от условий раскрытия данной руды. При этом в подрешетном продукте можно получить высококачественный магнетитовый концентрат, а в надрешетном продукте сростки магнетита с кварцем, которые направляют на доизмельчение. Последние, благодаря сочетанию пластичности магнетита упругостью кварца (эффект железобетона), обладают особенной прочностью. Можно привести достаточно много примеров избирательного дробления, эффективность которого можно усилить особым режимом разрушения в специальных конструкциях дробилок или мельниц. Это уголь и порода, алмазы и кимберлитовая глина, крепкие минералы в карбонатных и других мягких породах.

Рабочей поверхностью сепаратора (в данном случае просеивающий поверхностью грохотов тонкого грохочения) является шпальтовое сито со щелью не более 100 мкм или лист нержавеющей стали со специально прорезанными отверстиями (50 мкм и ниже). Эту поверхность натягивают на специальную раму, над которой в центре на специальной металлоконструкции типа “паук” установлена пластина-наковальня по которой для встряхивания сетки периодически ударяет специальный молоток

В некоторых случаях частицы минералов после дробления могут иметь различные формы, как, например, два основных разделяемых минерала асбестовой руды: серпентин (змеевик) и асбест. Это связано с их природной кристаллической структурой, хотя их химический состав, плотность и другие физические свойства практически одинаковы. Волокнистый, вязкий асбест с

с достаточно прочными волокнами образует волокна значительной длины, в то время как хрупкий змеевик образует изометрические зерна. Просеивая их на решете с круглыми отверстиями, мы можем выделить в асбест в надрешетный продукт, а змеевик – в подрешетный.

Разделительный процесс в данной группе методов идет с использованием объемных или поверхностных свойств в одну опе­рацию. К факторам, влияющим на процесс разделения, относят изменение формы разделяемых кусков, содержание сростков, влажность минерала.

Управление свойствами сепарируемого материала сводится к выделению узкого класса крупности, подсушке материала в необходимых случаях. В реальных обогатительных машинах уп­равление свойствами рабочей поверхности сепаратора ограни­чено. Так, например, можно управлять углом наклона рабочей поверхности, частотой вращения, коэффициентом трения кусков материала о рабочую поверхность, путем смачивания, измене­нием частоты или амплитуды вибраций рабочей поверхности, точкой подачи материала и др.

Процессы обогащения, объединенные в данную группу, в на­стоящее время находят применение для получения высококаче­ственных заполнителей для бетона из неравнопрочных пород, кондиционных продуктов из слюдосодержащего сырья, при обогащении углей, асбеста, угля и многих других материалов, включая бытовые отходы.

Развитие и перспективы рассматриваемой группы методов разделения связывают с совершенствованием теории процессов, новыми способами направленного изменения свойств рабочей поверхности сепараторов.