Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

Сокращение с применением делителей — более

совершенный метод. Для этой цели применяется струйчатый де-

литель, представляющий собой металлическую коробку с четным

числом желобков одинакового размера, направленных поперемен-

Ф/JO.

Рис. 10. Сократитель желобчато-коль-

цевой:

/ — воронка с сеткой; 2, 3 — секции сокра-

щения пробы; 4 — радиальные желоба;

5 — цилиндр

На измель

чение

В классики

катар**

Рис. 11. Типовая схема отбора и раз-

делки проб дробленой руды

W5*

но в противоположные стороны с выпускными отверстиями нару-

жу. Угол наклона желобков 50—60°. Ширина желобков должна

быть в 3—4 раза больше размера максимального куска. Материал

пробы равномерно высыпают на поверхность делителя, проба де-

лится на две равные части и после деления собирается в два при-

емника. Одна часть пробы отбрасывается, а с другой частью по-

вторяется описанная операция — это относится ко второму приему

3 Зак. 92 21

Рис. 12. Автоматическая проборазделочная установка (габариты 1470ХП90Х

Х1280 мм):

/ — бункер; 2 — питатель; 3 — щековая дробилка; 4 — бункер; 6, 8 — сократитель, 7 —

// грохоты; 9—14 — элеваторы; 10 — приемник; 12 — истиратель; 13 — валковая

дробилка

сокращения. Указанная операция в случае необходимости может

повториться еще раз.

Для сокращения проб пульпы, содержащей твердые частицы

крупностью до 3 мм, применяется желобчато-кольцевой сократи-

тель (рис. 10). Сократитель может быть использован с установкой

одной, двух или трех секций сокращения и соответственно делить

пробу на две, четыре или восемь частей.

Опробовательные станции и проборазделоч-

н ы е машины. Опробовательные станции представляют собой

специально оборудованные установки для отбора и разделки про-

бы с применением полной механизации операций.

Поток материала на опробовательной станции проходит по-

следовательно дробильную и сократительную аппаратуру. На

рис. 11 дана схема отбора и разделки проб руды на опробователь-

ной станции. Ленточный конвейер 1, оборудованный конвейерны-

ми весами 2, подает руду на ковшовый пробоотборник 3. Пробоот-

борник имеет два ковша 5 и 6 и оборудован паузным механизмом

4. Одна проба разгружается из ковша 6 на автоматический грану-

лометр 23 с самопишущим прибором 22. После гранулометриче-

ского анализа эта проба направляется в процесс. Вторая проба

из ковша 5 разгружается в бункер 7, снабженный электровибра-

ционным питателем 8, затем поступает в сократитель 9. Сокращен-

ная часть пробы подвергается дроблению в дробилке 10, подается

в бункер 11 с электровибрационным питателем 12 и вторично сок-

ращается на сократителях 13 и 14. Одна из сокращенных частей

пробы направляется на автоматический влагомер 20 с самопишу-

щим прибором 21, а вторая — на питатель 15 и в мельницу лабо-

раторного типа 18. Измельченная руда доводится сократителями

19 и 17 до масс пробы, необходимой для химического анализа, и

поступает в сосуд 16.

Автоматическая проборазделочная установка

(рис. 12) предназначена для разделки товарных проб. Материал

крупностью до 70 мм из бункера поступает в щековую дробилку,

где дробится до крупности 10 мм. Дробленый продукт направля-

ется в бункер и оттуда дисковым питателем подается на сократи-

тель. После сокращения половина пробы поступает в валковую

дробилку, работающую в замкнутом цикле с грохотом. Подрешет-

ный продукт грохота крупностью до 2 мм подается на сокращение

и затем в дисковый истиратель, работающий в замкнутом цикле

с грохотом. Подрешетный продукт грохота является готовой про-

бой и поступает в сборник.

Глава II

КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

§ 1. Значение контроля и параметры

технологического процесса

Успешная работа обогатительных фабрик во многом зависит от

знания обогатительных технологических процессов, осуществляе-

мых на той или иной фабрике.

Для правильного и эффективного ведения технологического про-

цесса необходимо соблюдать и поддерживать отдельные установ-

ленные параметры технологического режима и принятой схемы обо-

гащения. Поэтому приобретают существенное значение соблюдение

технологической дисциплины и проведение технологического конт-

роля производства, что позволит произвести объективную оценку

получаемых результатов обогащения.

Основными параметрами технологического процесса, от кото-

рых зависит его эффективность и которые подвергаются контролю

гса большинстве обогатительных предприятий, являются: крупность

3* Зак. 92 23

материала, подвергаемого обогащению, влажность, плотность пуль-

пы, концентрация водородных ионов, солевой состав, реагентный

режим, содержание полезных компонентов.

§ 2. Контроль гранулометрического состава

Для правильного ведения технологического процесса очень важ-

но знать гранулометрический состав или количественное распреде-

ление по крупности зерен материала, подвергаемого обогащению.

Материал, получаемый в результате дробления и измельчения,

характеризуется большим разнообразием форм и размеров. Для

зерен больших размеров (200—250 мм) может быть применен ме-

тод непосредственного измерения. Каждое зерно неправильной фор-

мы измеряется по трем взаимно перпендикулярным направлениям,

которые условно обозначаются как длина /, ширина Ь и высота h.

Средний диаметр зерна можно определить, приняв его равным ши-

рине d = b, а также как среднее арифметическое или среднее гео-

метрическое из двух или трех размеров

d^{l-\-b)}2\ d =(/ + 6+ Л)/3; d=yib'd = yibh-

Иногда определяют эквивалентный диаметр. В этом случае ус-

ловно принимают, что объем зерна неправильной формы равен объ-

ему зерна, имеющего форму шара: V = nd

j6.

Отсюда

da = 1,24 V"V-

Если известны плотность и масса зерна, последнее уравнение мож-

но выразить в следующем виде:

--=

1,24 УЩЬ'

где d

— эквивалентный диаметр зерна, т. е. диаметр шара, объем

которого У

равен объему данного зерна неправильной формы, см;

G — масса зерна, г; б — плотность минерала, г/см

Ситовый анализ. Для определения и контроля грануло-

метрического состава и получения характеристики распределения

материала по крупности в практике обогащения наибольшее рас-

пространение получил метод ситового анализа.

Ситовый анализ заключается в рассеивании общей пробы ана-

лизируемого материала на наборе сит с различными величинами

отверстий и определении выходов полученных продуктов. В резуль-

тате рассева материала получается ряд фракций, каждая такая

фракция называется «классом». Чем больше классов, на кото-

рые разделяется материал, тем точнее характеристика распределе-

ния частиц по крупности. Наиболее рациональна последователь-

ность рассева от крупного класса к мелкому. Рассев на ситах про-

изводится при помощи механических встряхивателей, но может про-

изводиться и вручную.

Масса пробы для ситового анализа зависит от размера наиболь-

ших частиц материала. Минимальная масса пробы для проведения

ситового анализа зависит от размера зерен материала.

Размер наибольших частиц, мм ... 0,10,3 0,51 3 10 20

Минимальная масса пробы, кг . . .0,025 0,05 0,1 0,2 0,5 25 20

При анализе крупного материала требуются сравнительно боль-

шие пробы. Операция просеивания, как правило, производится руч-

ным способом. При ситовом анализе мелкого материала рекомен-

дуется пользоваться механическими встряхивателями.

В этом случае для производства ситового анализа используется

стандартный набор сит, размер ячеек которых уменьшается после-

довательно в постоянном отношении. Это отношение диаметров

отверстий двух смежных сит является постоянной величиной и на-

зывается модулем или шкалой данной системы сит.

Существуют несколько систем сит: стандартные сита, в которых

модуль равен j/"2~= 1,414; v''2~=l>26 и у 2" =1,189.

В обогатительной практике Советского Союза наибольшим

применением пользуются стандартные сита с модулем у2.

Размеры отверстий сит выражаются в линейных единицах (мил-

лиметрах), однако при любом принятом модуле размеры отверстий

являются сложными числами, что представляет некоторые неудоб-

ства для работы. Поэтому стандартные сита еще характеризуют

числом меш или иначе числом отверстий, приходящихся на один

линейный дюйм (25,4 мм). За основание принято сито 200 меш с

размером отверстий 0,074 мм. В табл. 3 приведены данные о лабо-

раторных стандартных ситах по ГОСТ 3584—73. Для ситового ана-

лиза крупного материала используются нестандартные сита, изго-

товленные из листового железа или латуни с необходимой величи-

ной отверстий, не имеющие постоянного модуля.

Операция ситового анализа производится следующим образом:

берется общая проба от анализируемого материала и подвергается

рассеву на ситах. Для того чтобы предотвратить забивание сит

шламистым материалом (крупностью менее 5 мкм) и более точно

произвести ситовый анализ, первоначально удаляют шламы, пробу

материала смешивают с водой и взвесь пропускают через тонкое

сито (например, 0,074 или 0,044 мм), эту операцию повторяют мно-

гократно до осветления слива. Шламы, прошедшие через сито, объ-

единяют вместе, после отстаивания удаляют избыток воды, перено-

сят в фарфоровую чашку и сушат. После высушивания оставшего-

ся на сите материала его подвергают рассеву сухим способом,

включая и то сито, через которое производилась отмывка шламов.

В результате ситового анализа получают продукты различных

классов. Материал, прошедший через сито, называют нижним про-

дуктом и обозначают со знаком минус, материал, оставшийся на

сите, — верхним продуктом и обозначают со знаком плюс.

Полученные классы взвешивают, а отмытые шламы присоеди-

няют к последнему тонкому классу и также взвешивают.

Характеристика стандартных сит

Таблица 3

Л)

о.

004

0045

005

0056

4)063

0071

008

009

0112

0125

014

016

018

0224

025

028

0315

0355

045

056

063

1,25

1,6

2,5

Размер

о а

Я S

0,040

0,045

0,050

0,056

0,063

0,071

0,080

0,090

0,100

0,112

0,125

0,140

0J60

О',

180

0,200

0,224

0,250

0,280

0,315

о[

355

0,400

0,450

0,500

0,560

0,630

0,700

0,800

0,900

1,000

1,250

1,600

2,000

2,500

:тороны

свету

ячейки в

максимальное от-

клонение от но-

минального раз-

мера, %, для се-

конт-

роль-

ных

ток

высокой

точности

о S

т ч

2 Й -

я к о

tj2 щ

R.<p P.

±5

±4

Предельное откло-

нение среднего ариф-

метического размера

стороны

свету от i

ного, %,

конт-

рольных

±7

±6

±5

ячейки в

-юминаль-

для сеток

высокой

точности

±9

±7

±6

—

0,200

0,250

0,300

0,400

Диаметр

проволоки,

мм

аз

0,030

0,036

0,040

0,050

0,060

О] 060

0,080

0,090

0,100

0,120

0,140

0,160

0^160

0,160

0,200

0,250

0,300

0,400

0,500

•

ЕС

с я

±0,003

±0,001

±0,005

±0,008

±0,012

±0,015

Для проверки качества рассева производится контрольное про-

сеивание вручную над клеенкой или глянцевой бумагой. Рассев

считается удовлетворительным, если в течение 1 мин просеивания

не будет проходить более 0,5—1 % от оставшегося на сите мате-

риала. Взвешивание необходимо производить с точностью до 1 %;

общая масса материала всех классов не должна расходиться с

начальной массой исходной пробы более чем на 1—2 %•

Для механического просеивания материала применяется меха-

нический встряхиватель (рис. 13), позволяющий использовать стан-

дартные сита.

Техническая характеристика механического встряхивателя

Мощность электродвигателя, кВт 0,27

Основные размеры, мм:

длина 953

ширина 420

высота 775

Масса встряхивателя, кг 123

Число сит, устанавливаемых на встряхивателе До

Продолжительность, рассева, мин 10—20

Рис. 13. Механический встряхиватель:

/ — набор сит; 2 — корпус с редуктором,

3 — станина; 4 — молот

0 20 40 SO 80 fOO 720

Размер отдерстий сит,мм

Рис. 14. Суммарные характеристики круп-

ности:

; — выпуклая; 2 — прямолинейная; 3 —-

вогнутая

Результаты ситового анализа можно представить в виде таблиц,

в которых приводится выход класса в массовых единицах (г, кг)

масса класса \

Ч/1ЛП тл

и процентах XI00 Кроме частного выхода, пред-

общая масса

ставляющего выход одного класса между двумя смежными ситами,

в таблице приводится суммарный выход в процентах, составляю-

щий сумму выходов всех классов крупнее размера ячейки данного

сита.

Распределение зерен материала по классам можно представить

графически в системе координат, где по оси абсцисс откладываются

величины диаметров в миллиметрах, по оси ординат — суммарный

выход классов в процентах. При графическом изображении получа-

ют весьма наглядные кривые, характеризующие распределение ча-

стиц по крупности.

В табл. 4 приводится пример записи результатов ситового ана-

лиза.

При графическом изображении можно определить выход любо-

го промежуточного класса, для чего из точки на оси абсцисс, соот-

ветствующей крупности искомого класса, восставляют перпендику-

ляр до пересечения с кривой, через полученную точку проводят

прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с осью орди-

нат, которая указывает выход искомого класса.

Таблица 4

Результаты ситового анализа

Класс

меш

+48

—48 + 65

—65 + 100

—100 + 200

—200 + 325

—325

Итого

мм

+0,3

—0,3 + 0,21

—0,21 + 0,15

—0,15 + 0,075

—0,074 + 0,044

—0,044

Выход

112

150

128

202

142

252

986

частный, %

11,3

15,2

13,0

20,5

14,4

25,6

100

суммарный, %

11,3

26,5

39,5

60,0

74,4

100

Суммарные характеристики могут быть выпуклыми, прямоли-

нейными и вогнутыми (рис. 14). Характер кривой дает представле-

ние о крупности материала. В случае прямолинейной кривой мате-

риал имеет равномерную характеристику по крупности, при выпук-

лом характере кривой в нем преобладают крупные классы, а при

вогнутом — мелкие.

Дисперсионный анализ. Ситовый анализ может быть

использован для сравнительно крупного зернистого материала (не

менее 0,07 мм). Для более тонкого шламистого материала приме-

няется дисперсионный или шламовый анализ, основанный на осаж-

дении частиц в водной среде.

Скорость свободного падения частиц в воде (см/с) выражается

формулой Стокса:

« = -Г8[ — р

где g— ускорение свободного падения, см/с

; б и бо — плотность

соответственно падающих частиц и среды, в данном случае воды;

п — коэффициент вязкости; г — радиус падающих частиц.

После преобразования данной формулы и подстановки в нее со-

ответствующих значений: g" = 981 см/с

, п для воды при температу-

ре 20°С принимается равным 0,01, r = d/2 (d— диаметр частицы),

уравнение для скорости осаждения принимает следующее выра-

жение

y = 545d

(8— 1).

Для разделения материала по классам крупности, основанного

на различии в скоростях осаждения частиц, используются различ-

ные методы, простейший из которых — метод отмучивания.

Метод отмучивания. Отмучивание производится в стек-

лянном сосуде высотой 200—250 мм и диаметром 100—150 мм. При

отсутствии специального сосуда для этой цели можно использовать

мерные цилиндры объемом 1 или 2 л. С наружной стороны сосуда

рекомендуется наклеить полоску миллиметровой бумаги. В сосуд

наливается небольшое количество воды, высыпается проба мате-

Та блица 5

Размер частиц (мкм) в зависимости от плотности

и времени осаждения

Время осаж-

дения, мм

120

180

240

Плотность, г/см

95,78

67,72

55,30

47,90

42,84

36,20

30,30

24,74

21,42

17,49

12,39

8,74

7,14

6,18

2,5

78,2

55,3

45,16

39,10

34,98

29,56

24,73

20,19

17,49

14,28

10,10

7,14

5,83

5,05

67,73

47,89

39,10

33,86

30,29

25,60

21,42

17,49

15,14

12,37

8,74

6,18

5,01

4,37

3,5

60,58

42,84

34,98

30,29

27,10

22,90

19,16

15,64

13,55

11,06

7,82

5,53

4,52

55,3

39,1

31,93

27,85

24,74

20,90

17,49

14,28

12,37

10,10

7,14

5,05

4,12

4,5

51,20

36,20

29,56

25,60

22,90

19,35

16,19

13,22

11,45

9,35

6,61

4,67

3,82

47,89

33,86

27,66

23,94

21,42

18,10

15,14

12,37

10,71

8,74

6,18

4,37

3,57

5,5

45,16

31,93

26,07

22,58

20,20

17,07

14,28

11,66

10,10

8,24

6,83

4,12

3,37

42,84

30,30

24,73

21,42

19,16

16,19

13,55

11,06

9,58

7,82

5,53

3,91

3,19

7,5

37,76

26,58

21,70

18,78

16,80

14,20

11,88

9,70

8,40

6,86

4,86

3,44

2,80

риала массой 50—100 г и перемешивается. После оседания мате-

риала на полоске бумаги отмечаются две черты: одна (нижняя) на

расстоянии 5 мм выше уровня осевшего материала и вторая (верх-

няя) на расстоянии h от нижней черты. Затем доливают воду до

верхней черты и в сосуд опускают сифон, закрепленный в штати-

ве, на уровень нижней черты, тщательно перемешивают находя-

щуюся в сосуде пульпу специальной мешалкой равномерными по-

ступательными движениями, поднимая и опуская мешалку. Дают

пульпе отстояться определенное время t, засекая время секундоме-

ром, и по прошествии времени t неосевшую взвесь,, пользуясь си-

фоном, сливают в специальный приемник.

Время отстаивания (с) определяют по формуле

t = h/v,

где h — высота сливаемого столба взвеси; v — скорость осаждения

•минеральных частиц диаметром d и плотностью, б.

Операция отмывки повторяется несколько раз до тех пор, пока

слив не станет чистым.

Вода.

Полученные фракции высушивают, взвешивают для определения

их выходов и направляют на химический анализ или изучение ве-

щественного состава.

В табл. 5 приведены размеры частиц в зависимости от плотно-

сти и времени осаждения при постоянной высоте осаждения

# = 30 см.

Анализатор для дисперсионного анализа, прин-

цип действия которого основан на гидравлической классификации

(рис. 15).

Анализатор представляет собой со-

суд, изготовленный из плексигласа,

цилиндрической формы с коническим

дном( наклон стенок 60°), внизу ко-

торого имеется отверстие с резиновой

пробкой. Внутри цилиндра немного

выше конуса устанавливается успоко-

ительная решетка из нержавеющего

материала. В центре конуса проходит

пустотелый вал, снабженный перфори-

рованными лопастями.

С наружной стороны цилиндра в

верхней его части устанавливается

кольцевой желоб для сбора слива.

Для анализа берут пробу мате-

риала массой 50—100 г, высыпают ее

в стакан с водой и перемешивают

стеклянной палочкой до тех пор, по-

ка все частицы не будут смочены во-

дой и не прекратится выделение пу-

зырьков воздуха. После чего закрыва-

ют пробкой выпуклое отверстие, при-

водят в движение пустотелый вал с

мешалкой и переносят пульпу с про-

бой из стакана в классификатор. За-

тем в пустотелый вал направляют

струю воды, предварительно ее отре-

гулировав.

Расход пропускаемой через полый

вал воды должен быть таким, чтобы

создать скорость восходящей струи, равную скорости падения от-

мываемых частиц:

где В — расход воды, мл/с; F — площадь сечения восходящей струи

на уровне слива, см

; v — скорость осаждения, см/с;

F = n(D\~ £>f)/4;

D и £>2 — диаметр соответственно вала классификатора и сечения

цилиндра классификатора, см;

у////////////мшт

Рис. 15. Схема установки клас-

сификатора для дисперсионного

анализа:

1 — напорный бак; 2 — кран; 3 —

аоронка; 4 — приводной

5 — пустотелый вал; 6 —

фикатор; 7 — решетка

шкив;

класси-

— ло-

пасти мешалки; 9 — пробка