ТЕМА 18.Специальные методы обогащения полезных ископаемых
Аппараты для обогащения по трению и форме зерен
Для обогащения по трению и форме применяют устройства с неподвижной или подвижной рабочей поверхностью. Принцип их действия основан на том, что скорость движения частиц минералов по наклонной плоскости (при заданном угле наклона) зависит главным образом от коэффициента трения их о поверхность, а также от формы, влажности, плотности и крупности частиц, свойств поверхности, по которой они перемещаются, характера движения (качение или скольжение) и среды, в которой происходит разделение.
На рис. 86. а представлен плоскостной сепаратор, применяемый для обогащения слюды. Он состоит из двух плоскостей длиной 1350 мм и шириной 1000 мм. Угол наклона а\ и ширина щели Ъ ' второй плоскости больше, чем а и Ъ первой • плоскости. Перед щелью имеется небольшой порог прямоугольной формы для создания условий отрыва движущихся кусков породы от плоскости. На сепараторе обогащается сухой материал крупностью — 70 + 25 мм. Куски слюды, имея плоскостную форму, движутся медленнее' кусков пустой породы и проваливаются в щель, а куски пустой породы продолжают движение и разгружаются в конце плоскости. Для обеспечения необходимого качества концентрата устанавливают несколько плоскостей.
Лотково-барабанный сепаратор (рис.86. б ) — разновидность неподвижной рабочей поверхности — состоит из железных плит длиной 750 мм каждая и барабанов диаметром 300—375 мм. Ширина щели 250 мм, зазор между листом и барабаном 75 мм, частота вращения барабана 30—40 мин~'. Для разделения тонких порошков на фракции частиц разной формы и отделения мелкого технического граната от пластинок слюды применяют короткие определённого размера (L) ленточные конвейеры (рис.86,в), установленные наклонно. Зерна руды с меньшим коэффициентом трения скатываются с ленты в приемник 1, а с большим — в приемник //. Для обогащения руды по форме и трению используют металлические диски (рис.86, г), наклоненные в сторону, противоположную направлению подачи материала. Диск 3 сепаратора вращается с определенной скоростью.
При падении на него питания частицы с незначительным, средним и самым большим коэффициентом трения отбрасываются на разное расстояние и разгружаются соответственно в желоба 2, 4, 5. Питание подается по желобу 1. Иногда для увеличения производительности на общем валу устанавливают несколько дисков (один над другим).
Сведения о магнитном обогащении
Процесс магнитной сепарации заключается в том, что предварительно подготовленную руду подают в магнитное поле. Магнитные частицы, состоящие из минералов с высокой магнитной восприимчивостью, намагничиваются и притягиваются к поверхности магнита, а частицы минералов с малой магнитной восприимчивостью не подвергаются воздействию магнита и выводятся из зоны магнитного поля. Притянутые магнитные частицы специалъными устройствами снимаются с поверхности магнита и разгружаются в отдельный приемник.
Притяжение материала магнитом возможно только в том случае, когда магнитная сила будет больше суммы всех сил (тяжести, трения, сопротивления воды и воздушной среды, центробежной и др.), стремящихся вынести минеральную частицу из зоны магнитного поля. Магнитные силы, действующие на немагнитные частицы, должны быть меньше суммы всех сил, препятствующих притяжению.
В зависимости от магнитных свойств разделяемых минералов и напряженности магнитного поля различают магнитную сепарацию для сильно- и слабомагнитных руд. Иногда эти процессы называют соответственно магнитной сепарацией в слабом магнитном поле (напряженность которого меньше 100 кА/м) и магнитной сепарацией в сильном магнитном поле (напряженностью более 100 кА/м).
В зависимости от среды, в которой происходит разделение частиц на магнитную и немагнитную фракции, различают сухую (в воздушной среде) и мокрую (в водной среде) магнитную сепарацию. Сухую магнитную сепарацию применяют обычно при обогащении руд крупностью 3—100 мм, иногда для руд крупностью до 0,5 мм. При обогащении более мелкой руды эффективность процесса снижается. Мокрая магнитная сепарация широко применяется для обогащения руд мельче 3 мм. При мокрой сепарации налипшие частицы хорошо смываются водой, образование флокул (укрупненных частиц) из мелких магнитных частиц благотворно влияет на разделение минералов при обогащении сильномагнитных руд. Магнитный метод применяют для обогащения железных и марганцевых руд, регенерации тяжелых жидкостей при гравитационном методе обогащения, доводки концентратов цветных и редких металлов и россыпей.
Магнитные сепараторы
Магнитную сепарацию осуществляют на машинах, состоящих из следующих конструктивных узлов: магнитной системы; устройств для подачи исходного сыръя и разгрузки продуктов обогащения; емкости, в которой происходит разделение магнитной и немагнитной фракций; рамы, на которой крепятся все узлы, и приводов движущихся механизмов. Машины эти называются магнитными сепараторами.
Магнитные системы сепараторов могут быть открытыми или замкнутыми, с постоянной или чередующейся полярностью, с бегущим или высокоградиентным магнитным полем,
постоянных магнитов или электромагнитов.
Замкнутые магнитные системы (рис.87.а) представляют собой два расположенных напротив друг друга магнита с разноименными полюсами: один S — внутри вращающегося барабана, второй N — на неподвижной плоскости сна-барабана. Такие магнитные системы создают высокую напряженность магнитного поля, экономичны. Их применяют сепараторах для обогащения слабомагнитных руд. Зона между полюсами называется рабочей зоной. Очень часто полюса замкнутых магнитных систем изготовляют с одной стороны в виде зубьев прямоугольного или треугольного сечения, а с противоположной стороны — плоскими или с выемками различной формы. Сепараторы замкнутым магнитными системами имеют рабочую зону сравнительно малой высоты h, что
Рис.87 Магнитные системы сепараторов
вызвано трудностью создания интенсивного поля в большом объеме, поэтому крупность частиц, обогащаемых на этих сепараторах, ограничена и не превышает 5—6 мм. Это послужило одной из главных причин создания открытых магнитных систем В открытой магнитной системе имеется несколько параллельно установленных полюсов 1 чередующейся полярности, смонтированных внутри барабана 2, края которых расположены в одной плоскости или по цилиндрической поверхности (рис.87,6). Такие системы могут быть с постоянной и чередующейся полярностью. Магнитные системы с постоянной полярностью применяют в сепараторах, предназначенных для выделения особо чистых хвостов и высокого извлечения частиц при регенерации тяжелой среды. Сепараторы с открытыми магнитными системами могут иметь большую высоту рабочей зоны, поэтому их применяют для обогащения руд крупностью до 100 мм (например, при сухой магнитной сепарации). Открытые магнитные системы не могут создать высокую напряженность магнитного поля, поэтому их применяют в сепараторах для обогащения сильномагнитных руд.