Базанова Н.М. Опробование и контроль процессов обогащения

Подождите немного. Документ загружается.

v = kd

(8~-l);

d — наибольший диаметр выделяемых зерен, см; б — плотность ми»

нерала, г/см

На установке Гинцветмета для дисперсионного анализа можно

выделить одновременно четыре класса. Установка представляет со-

бой гидравлические классификаторы диаметром 100, 200 и 400 мм,.

расположенные каскадно: слив первого классификатора (Di —

= 100 мм) является питанием для второго (Z)

= 200 мм), а слив

второго — питанием для третьего (Z)

= 400 мм). Расход воды, по-

ступающей в классификатор, регулируется по крупности слива

третьего классификатора, а размер частиц слива предыдущего

классификатора рассчитывается по формуле

= D

где d

и d

— размер частиц соответственно сливов классификато-

ров диаметром D

и D

Таблица 6

Крупность (мкм продуктов классификации на установке

Гинцветмета

Расход воды,

мл/мин

Пески классификатора диаметром, мм

100

—74+10

—74+20

+74

200

—

10+5

—20+10

—40+20

400

—5+2,5

—

10+5

—20+10

Слив классифи-

катора диамет-

ром 400 мм

—2,5

-5

—10

В табл. 6 приведена характеристика крупности продуктов клас-

сификации, в табл. 7 — расход воды для выделения необходимых

классов крупности в зависимости от плотности минерала.

Таблица 7

Расходы воды Qi» Qi> Q3 (мл/мин) для выделения

необходимых классов крупности на установке Гинцветмета

в зависимости от плотности материала

Минерал

Кварц

Кальцит

Доломит

Сфалерит

Халькопирит

Барит

Молибденит

Пирит

Шеелит

Галенит

Плотность

материала,

г/см

2,65

2,70

2,85

3,95

4,2

4,45

4,75

5,02

6,0

7,5

42,33

43,58

47,60

75,74

82,14

88,55

96,21

103,24

128,36

166,80

169,43

174,58

189,91

302,95

328,57

354,19

385,09

412,72

513,33

667,44

677,86

698,46

760,0

1212,0

1315,0

1417,4

1540,6

1651,5

2054,2

2670,4

Описанный гидравлический классификатор позволяет ускорить

проведение дисперсионного анализа. Для предотвращения коагуля-

ции тонких частиц используют специальные вещества — пептизато-

ры или стабилизаторы, добавляемые в небольших количествах.

Наиболее распространенным из них является жидкое стекло, кото-

рое дозируется после предварительного подбора его расхода.

Метод Фигуровского основан на принципе деформации

стеклянного стержня (коромысла весов) /, пропорциональной мас-

се выпавшего осадка. К коромыслу, весов, представляющему стек-

лянную нить, подвешивается стеклянная чашечка 2 с загнутыми

краями. В середину чашки впаяна стеклянная подвеска (рис. 16).

Ось микроскопа

Рис. 16. Седиментометрические стек-

лянные весы Н. А. Фигуровского

Рис. 17. Установка для дисперсион-

ного анализа фотоэлектрическим ме-

тодом

Величину вертикального перемещения стержня весов наблюдают в

микроскоп и отсчитывают по шкале с делениями 0,1 мм. Навеску

материала 2,5 г высыпают в цилиндр 3, куда заливают воду до

метки, после перемешивания суспензии в нее погружают чашку ве-

сов и включают секундомер. Первоначально отсчеты производят

через 20—30 с, затем через 60 с и далее промежуток времени меж-

ду двумя отсчетами может увеличиться. Интервал времени между

двумя последовательными отсчетами выбирают таким, чтобы

конец коромысла переместился на одно или несколько делений шка-

лы микроскопа. Общая продолжительность анализа 1—2 ч. После

последнего отсчета замеряют расстояние от поверхности суспензии

до плоскости чашки — Е.ысоту осаждения Я.

По данным замеров строят кривую в координатах — время осаж-

дения и величина деформации коромысла. Для определения по

кривой осаждения суспензии относительно выхода определенного

класса следует провести касательную к точке кривой, соответству-

ющей данному времени осаждения t, за которое осели на чашку

частицы, имеющие скорость v — H/t. Отрезок, полученный на оси

ординат, представляет относительный выход материала крупностью

d и более; эквивалентный диаметр частиц определяют по формуле

Сто

кс

а.

Фотоэлектрический метод позволяет быстро опреде-

лить гранулометрическую характеристику материала без выделения

фракций. Прибор (рис. 17) состоит из цилиндрического сосуда /

для анализируемой суспензии, источника света 2, фотоэлемента 3.

Свет, проходящий через суспензию, попадает на фотоэлемент, фо-

тотек которого измеряется гальванометром, а запись показаний из-

мерения светового потока может производиться потенциометром.

Определение производят следующим образом: навеску материа-

ла перемешивают в стакане с водой, выливают в сосуд, добавляют

воду до определенной высоты столба суспензии Я и перемешива-

ют. По прекращении перемешивания засекают время и начинают

отсчет показаний гальванометра. Время осаждения зерен опреде-

ленной крупности

t = H/v,

где v — скорость осаждения (определяют по формуле Стокса).

Выход (%) каждого класса крупности

= rfcpi (lg Id

- lg

+Ad

) 100/2 d

(lgld

+Ad

где d

i — средний размер зерна в данном классе, мкм; Idi и

/rf.+Arf— показания гальванометра при прохождении частиц

(соответственно минимального и максимального размера данного

класса) через луч света.

§ 3. Определение плотности пульпы

Смесь воды и руды (находящейся во взвешенном состоянии),

в которой осуществляется процесс обогащения полезных минера-

лов, называется пульпой. Пульпу можно охарактеризовать плотно-

стью или содержанием твердой фазы, выраженным в процентах.

Можно также указать соотношение количества руды и воды в

пульпе, т. е. отношение твердого к жидкому или Т : Ж (количест-

во твердого в этом случае принимается за единицу).

Под плотностью пульпы (г/см

) подразумевают массу единицы

объема:

= MlV,

где М — масса пульпы, г; V — объем пульпы, см

Содержание твердого в пульпе (%)

Р = б

(бп— 1) 100/бп (6

— 1) = 100/(n -f 1),

где б

— плотность твердого материала, г/см

; п — отношение

Ж : Т по массе.

Отношение Ж : Т по массе

п = (б

— б

)/б

(б

- 1) = (100- P)iP.

Плотность твердого материала

= бп/[1~ Л(бп~1)].

Плотность пульпы

6п = 6

/[р + 6т(1-.р)]

(Л~1/(/1+1/6г) =

бт/[б

~Р (6

— 1)

= 100(Ж+Р/бт),

где Ж — содержание жидкости в пульпе, %.

Количество твердого материала в 1 м

Q=P6

/100.

Для правильного ведения и регулирования технологического

процесса на обогатительных фабриках одним из главных факторов

является плотность пульпы в различных операциях технологиче-

• —- Рис. 18. Дифференциальный поплавко-

^V \'г'' / Т^т? вый измеритель плотности пульпы

=^й-й

Рис. 19. Радиоактивный плотномер

ПЖР-2М

ского процесса. Оптимальная плотность пульпы устанавливаете>

опытным путем. Особенно важно плотность пульпы контролирован-

в цикле измельчения (разгрузка мельницы, слив и пески классифи-

катора, слив и пески гидроциклонов), в операциях флотации, •

также при сгущении и фильтровании.

Плотность пульпы измеряют вручную или автоматически. Оп-

ределение плотности пульпы ручным способом производите?

взвешиванием 1 л пульпы. Для этого от струи пульпы отбираете?

проба и заливается в специальную мерную кружку объемом 1 л :

вырезом на боковой стенке, через который переливается избыто

пульпы. Кружка предварительно взвешивается пустой, затем с ве-

дой и пульпой.

Дифференциальный поплавковый измеритель плотности пулыь

(рис. 18) представляет собой равноплечные весы. На обоих кон-

Растворы, в которых концентрация водородных ионов равна кон-

центрации гидроксильных ионов, называются нейтральными. Исхо-

дя из соотношения [Н+] [ОН] = 10~

, для нейтральных сред имеем

[Н+] = [ОН

] =|/10

-1

*=10~

. Среда, в которой концентрация водо-

родных ионов больше концентрации гидроксильных ионов, назы-

вается кислой, а в случае, когда концентрация водородных ионов

меньше концентрации гидроксильных ионов, среда является ще-

лочной. Но какова бы ни была реакция раствора, произведение

концентрации водородных и гидроксильных ионов должно оста-

ваться постоянным.

Обычно, для практических целей, щелочность или кислотность

характеризуют величиной, равной обратному логарифму концен-

трации водородных ионов. Эта величина обозначается как рН и

называется водородным показателем:

Н= -lg[H+] = I/Ig[H+]'.

Как видно из приведенной формулы, при измерении концентра-

ции водородных ионов в растворе в 10 раз величина рН изме-

няется на 1.

Для нейтральной среды

рН = lg (1/[Н+]) = lg (1/10-7) = lg ю' = 7.

Для кислой среды рН<7, для щелочной — рН>7.

Значение рН пульпы является одним из наиболее важных фак-

торов, влияющих на ход флотационного процесса. Для определения

рН можно использовать колориметрический и потенциометрические

методы.

Колориметрический метод основан на изменении ин-

тенсивности окраски индикатора, прибавляемого в известном ко-

личестве к определенному объему раствора, в зависимости от кон-

центрации водородных ионов.

Для определения рН пульпы колориметрическим методом необ-

ходимо иметь набор стандартных индикаторов в нужных пределах

измерения рН. Индикаторы являются слабыми кислотами или ос-

нованиями и при изменении концентрации водородных или гидро-

ксильных ионов резко изменяют степень диссоциации, что вызыва- \

ет изменение окраски. Для измерения рН пульпы необходимо ото- \

брать пробу, быстро отфильтровать через плотный фильтр. Филь-

трат пульпы залить в специальную пробирку, куда добавить одну

или две капли определенного индикатора, который создает соответ-

ствующую окраску в зависимости от рН фильтрата. Затем окраску

фильтрата в пробирке сравнивают с окраской стандартных эталон-

ных растворов с известным значением рН.

Определение щелочности пульпы титрованием.

Для определения концентрации свободной щелочи пульпы титро-

ванием отбирается проба пульпы. После отстаивания пробы бюрет-

кой отбирают 50 мл осветленного раствора и титруют его кислотой 1

в присутствии индикатора. В качестве индикатора применяются *

фенолфталеин, раствор которого в кислой среде бесцветен, а в ще-

лочной имеет красный цвет, или метилоранж, раствор которого в

кислой среде приобретает розовую окраску, а в щелочной — жел-

тую. Обычно для титрования используют ОД н. раствор серной

кислоты. Щелочность пульпы определяется по формуле

X=aRC

1000/ b,

где X — содержание в пульпе чистой окиси кальция, г/л; а — коли-

чество кислоты, пошедшей на титрование, мл; R — грамм-эквива-

лент окиси кальция, jRcao = 40,08+16/2^28; С

— нормальность

кислоты; b — объем пульпы, взятой для титрования, мл. При систе-

матическом определении свободной щелочи в пульпах пользуются

таблицами, составленными для оперативной работы (см. прило-

жения).

Потенциометрический метод определения рН наибо-

лее распространен. Метод основан на измерении разности потен-

циалов или величины электродвижущей силы (эдс) между двумя

электродами в зависимости от концентрации водородных ионов в

пульпе. Наибольшее применение получили электродные пары, в ко-

торых в качестве чувствительного элемента используется стеклян-

ный, а в качестве элемента сравнения — каломельный электроды.

Стеклянный электрод представляет собой трубку из обычного стек-

ла, на конце которой припаян полый шарик из электродного нат-

риевого или литиевого стекла. Трубка заполнена раствором с по-

стоянной концентрацией водородных ионов (НС1, НВг) и в него

помещен бром- или хлорсеребряный электрод. Полый шарик изго-

товлен из очень тонкого стекла (толщина около 0,05 мм) и выпол-

няет роль двух электродов, соприкасающихся с контролируемой

пульпой и раствором.

При погружении электрода в пульпу между поверхностью стек-

ла и жидкостью происходит обмен ионами. Ионы натрия стекла

замещаются ионами водорода. На границе раздела стекло — рас-

твор возникает потенциал, величина которого зависит от активно-

сти ионов водорода в пульпе.

Каломельный электрод состоит из слоя металлической ртути,

покрытого слоем каломелевой пасты, представляющей собой мало-

растворимую соль ртути Hg

Cl2. Последняя соприкасается с рас-

твором хлористого калия. В ртуть введен платиновый электрод.

Величина потенциала на границе ртуть — каломель зависит от кон-

центрации ионов ртути в каломелевой пасте.

При постоянной концентрации ионов хлора каломельный элек-

трод имеет постоянный потенциал. Для соблюдения постоянства

концентрации ионов хлора применяют насыщенный раствор хлори-

стого калия.

Каломельный электрод вступает в контакт с контролируемой

пульпой через раствор хлористого калия, образующего электроли-

тический контакт. Между раствором хлористого калия и пульпой

имеется полупроницаемая перегородка из асбестового тампона или

фаянсовой массы. Измерительная ячейка потенциометра состоит из

стеклянного и каломельного электродов.

4 Зак. 92 - 37

Для периодического измерения рН пульпы в лабораторных ус-

ловиях применяют ламповые потенциометры ЛП-5, ЛП-58, а для

непрерывного контроля рН в производственных условиях — элек-

тронный автоматический рН-метр 3-РЦЭ Механобра, представля-

ющий собой установку, состоящую из электронной ячейки и элек

тронного самопишущего потенциометра, предназначенного для не-

прерывного измерения и регистрации рН пульпы.

Центральной лабораторией автоматики разработан блочный

рН-метр, представляющий собой комплект приборов, предназна-

Рис. 20. Схема блочного рН-мет-

ра

ченных для измерения, регистрации и регулирования кислотностг

и щелочности различных растворов и пульп.

Блочный рН-метр (рис. 20) конструктивно состоит из погруж-

ного датчика со стеклянным измерительным электродом 1, кало-

мельным электродом и компенсационным термометром сопротив-

ления; высокоомного указывающего устройства 2, преобразующего

электродвижущую силу электродной системы измерения рН в про-

порциональный постоянный ток, и вторичного прибора — миллиам-

перметра или автоматического потенциометра.

§ 5. Учет руды и продуктов обогащения

Определение производительности или количества перерабаты-

ваемой руды и полученных продуктов обогащения — один из важ-

ных параметров контроля и регулирования технологического про-

цесса.

На обогатительных фабриках для расчета производительности

полученная товарная продукция взвешивается.

При небольшой производительности фабрик и при вагонеточном

или автомобильном транспорте руды на фабрику взвешивание осу-

ществляется на стационарных весовых платформах. На фабриках

большой производительности и железнодорожном транспорте взве-

шивание руды производится на железнодорожных весах.

Вагонные весы применяют двух типов: с коромысловым шкаль-

ным отсчетным устройством (ВК.) и с циферблатным указателем

(ВЦ).

Весы типа ВК (рис. 21) состоят из платформы, связанной си-

стемой рычагов с тягой. Верхний конец этой тяги подвешен к коро-

мыслу. При взвешивании вагона тяга 1 опускает левое плечо ко-

ромысла 7, а правое, поднимаясь, замыкает контакты 5. Электро-

двигатель 2 начинает вращать ходовой винт 4, который перемеща-

ет груз 3 слева направо до тех пор, пока этот груз не уравновесит

1 )

Рис. 21. Механизм вагонных весов ВК

платформу с вагоном. При этом правое плечо коромысла опуска-

ется, размыкаются контакты 5, замыкаются контакты 6 и двига-

тель 2 останавливается.

Кроме общего учета поступления руды, на большинстве фабрик

осуществляется оперативный сменный или суточный учет перера-

ботки руды. На ряде фабрик осуществляется двукратный, иногда

и трехкратный учет перерабатываемой руды. Для этого, а также

для учета получаемой готовой продукции, как правило, использу-

ются автоматические конвейерные весы. Для учета перерабатывае-

мой руды такие весы устанавливаются в дробильном отделении,

но чаще в отделении измельчения главного корпуса на ленточных

конвейерах, подающих дробленую руду из промежуточных бунке-

ров в мельницы измельчения.

При правильной эксплуатации конвейерных весов и системати-

ческой проверке их работы они позволяют достаточно точно опре-

делить производительность (погрешность ±1 %).

В ряде случаев необходимо учитывать материалы, находящиеся

в бункерах, складах, штабелях и других емкостях. Для учета мате-

риала, находящегося в бункерах, используется формула

Q = V8k,

где Q — масса материала, т; V — объем бункера, м

; б — насыпная

масса материала, т/м

; k — коэффициент заполнения бункера, %.

Количество материалов на складах и в штабелях определяют по

данным маркшейдерских замеров.

4* Зак. 92 £9

„

upe

качества

§6

. Учет потребления водь, и ее

дсг

На

отельных ф.да»2^^

'Гда:

Алогических «*

паШ

ого • "f;S,6.«»"«»«W&''

ДеЛ

Гк

о^че^ РУД" « ^ГогиУского про^^

проду

к-

ются

колин

х0Ду

техни

вь1

дачеи осни

изаи

ии

обогащения по все У

ку и

кончая ^

п ор

ган

СКОР

Г1

5-0 мм Для небмьши^рас^^ мм ДЛ* ^

д0

метром 1о •»« „рптушкои диам

е1

ш на

рабочее д»

горизонтальной верту

рас

считанные

движения жидкост

Количество

воды f

тер

ным расход

зо« что'бы расход в°Д« сскт^ вод- и »f

£U*

вод

о-

Гка^СЛ^

Омическими и

ГоГреГлГния^а Фабрике

ПО

ФоР

ее й

, « нвет-

аХТлГгиГе^мн

свойствам^ Ф»

ьШое значе

ние для

ность, мутность, запах