Vissa mineraler som utvinns från jordens tarmar används direkt i vissa sektorer av den nationella ekonomin (sten, lera, kalksten för byggnadsändamål, glimmer för elektrisk isolering etc.), men de flesta av dem är preliminärt berikade.

Anrikning av mineraler kallas en uppsättning operationer för mekanisk bearbetning av ett mineral för att få produkter som är lämpliga för användning i den nationella ekonomin.

Processen för anrikning av mineraler utförs på speciellt utrustade, högmekaniserade företag. Dessa företag kallas bearbetningsanläggningar om deras huvudsakliga uppgift är att separera mineraler och kross- och sållningsanläggningar, om anrikningen reduceras huvudsakligen till att krossa stenar och separera dem efter storlek och styrka.

Mineraler vid bearbetningsanläggningar genomgår en serie sekventiella operationer, som ett resultat av att användbara komponenter separeras från föroreningar. Mineralberikningsprocesser enligt deras syfte är indelade i förberedande, grundläggande och hjälpmedel .

Till förberedande inkluderar processerna för krossning, malning, siktning och klassificering. Deras uppgift är att föra mineralkomponenterna i ett tillstånd där det är möjligt att genomföra separation (minskning i storlek, separation efter storlek, etc.);

Till huvudet inkludera följande processer:

allvar;

flotation;

magnetisk;

elektrisk;

särskild;

kombinerad.

Uppgiften för de huvudsakliga anrikningsprocesserna är att separera det nyttiga mineralet och gråberget.

till hjälpmedel omfatta uttorkning, dammuppsamling, avloppsvattenrening, testning, styrning och automatisering, lossning, torr- och vattentransport av material, blandning, distribution av material och reagens till maskiner m.m.

Dessa processers uppgift är att säkerställa det optimala flödet av huvudprocesserna.

Uppsättningen av sekventiella tekniska bearbetningsoperationer som mineraler utsätts för vid bearbetningsanläggningar kallas anrikningssystem. Beroende på arten av informationen i anrikningsschemat kallas den tekniskt, kvalitativt, kvantitativt, kvalitativt-kvantitativt, vatten-slurry- och apparatkretsschema.

Allt som kommer in i anrikningen eller en separat anrikningsoperation kallas källmaterial eller näring.

Källmaterialet till bearbetningsanläggningen är malm. Procentandelen av en värdefull komponent i källmaterialet (malmen) betecknas vanligtvis med (alfa). Produkter anrikning (eller operation) avser de material som erhålls som ett resultat av anrikning - koncentrera, mellanprodukt (mellanprodukt) och avfall.

Koncentrera anrikningsprodukten kallas, där innehållet av den värdefulla komponenten är större än i originalmaterialet. Procentandelen av den värdefulla komponenten i koncentratet betecknas med (beta).

Svansar kallas en förädlingsprodukt som har ett lågt innehåll av en värdefull komponent jämfört med originalmalmen. Procentandelen av en värdefull komponent i svansarna betecknas vanligtvis med (theta). Avfall är främst gråberg och skadliga föroreningar.

mellanprodukt(mellanprodukt) är en produkt där innehållet av den värdefulla komponenten är mindre än i koncentratet och mer än i svansarna. Innehållet i en värdefull komponent i den betecknas med . Industriprodukter skickas vanligtvis för ytterligare bearbetning.

Koncentrat och avfallsavfall kan vara både produkter från separata operationer och slutprodukter från anrikningsprocessen. Kvaliteten på de slutliga eller så kallade råvarukoncentraten måste överensstämma med den statliga standarden (GOST). Varje GOST anger det lägsta innehållet av en värdefull komponent i koncentrat och det tillåtna innehållet av föroreningar.

För att utvärdera anrikningsresultaten används följande huvudsakliga tekniska indikatorer och deras symboler:

Produktion(gamma) - mängden av den erhållna produkten, uttryckt i procent (eller fraktioner av en enhet) av utgångsmaterialet.

Utgången av koncentrat, middlings, tailings bestäms från följande uttryck:

där C är mängden koncentrat;

M - mängden bearbetad malm;

P - mängden mellanslag.

Extraktionsgrad e(epsilon) - uttryckt i procent, förhållandet mellan mängden av en värdefull komponent i en given produkt (vanligtvis i ett koncentrat) och dess mängd i källmaterialet (malmen), taget som 100%. Graden av extraktion till koncentrat, mellanprodukter, avfall bestäms från formlerna:

Grad av koncentration(eller anrikningsfaktor) K - förhållandet mellan innehållet av en värdefull komponent i koncentratet och dess innehåll i källmaterialet (malmen):

Ofta är massan av produkter okänd. Men innehållet i en användbar komponent i produkter är nästan alltid känt.

Utbytet av koncentrat och avfall, dess extraktion bestäms av innehållet med följande formler:

Enligt sådana formler är det möjligt att utvärdera anrikning när man arbetar på fabriker, med endast data om kemisk analys av malm () och anrikningsprodukter ( , ). På liknande sätt kan ekvationer och formler erhållas för det fall då två koncentrat och svansar erhålls i anrikningsprocessen, dvs för två värdefulla komponenter.

Dessa ekvationer är olika uttryck för den allmänna regeln att att mängden material som tillhandahålls för anrikning är lika med summan av de erhållna produkterna

(föreläsningsanteckningar)

V.B.Kuskov

SANKT PETERSBURG

KONTROLL 2

1. förberedande processer 8

1.1. GRANULOMETRISK SAMMANSÄTTNING 8

1.2 KROSSNING 10

1.3. visning 14

1.4. SLIPPNING 17

1.5. HYDRAULISK KLASSIFICERING 20

2. HUVUDSAKLIGA ANRIKNINGSPROCESSER 23

2.1. GRAVITATIONSBERIKNINGSMETOD 23

2.3. MAGNETISK BERIKNINGSMETOD 35

2.4. ELEKTRISK BERIGNING 39

2.5. SÄRSKILDA ANRIKTNINGSMETODER 43

2.6. KOMBINERADE BERIKNINGSMETODER 48

3 HJÄLPPROCESSER FÖR BERIGNING 49

3.1. DEHYDRATION AV FÖRBEHÖRELSESPRODUKTER 49

3.2. DAMMUTTAG 53

3.3. AVLOPPSVATTENRENING 54

3.3 TEST, KONTROLL OCH AUTOMATION 55

4. FÖRDELAR 55

Håller på med

Mineraler- naturliga mineralformationer av jordskorpan, vars kemiska sammansättning och fysikaliska egenskaper gör att de kan användas effektivt inom materialproduktionssfären. Fält mineral - en ansamling av mineralämnen i tarmarna eller på jordens yta, vad gäller kvantitet, kvalitet och förekomstförhållanden lämpliga för industriell användning. (Med stora utbredningsområden bildar avlagringar distrikt, provinser och bassänger). Det finns fasta, flytande och gasformiga mineraler.

Fasta mineraler (malmer) delas i sin tur in i brännbart (torv, skiffer, kol) och obrännbart, vilka är: agronomiska (apatit och fosforit, etc.), icke-metalliska (kvarts, baryt, etc.) och metalliska (malmer järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller). Effektiviteten av att använda ett eller annat mineral beror först och främst på innehållet av en värdefull komponent i det och närvaron av skadliga föroreningar. Direkt metallurgisk eller kemisk bearbetning av ett mineral är ändamålsenligt (tekniskt och ekonomiskt lönsamt) endast om innehållet av den användbara komponenten i det inte är lägre än en viss gräns som bestäms av utvecklingsnivån för teknik och teknik (och behovet av denna råvara material) för närvarande. I de flesta fall är direkt användning av den brutna bergmassan eller dess bearbetning (metallurgisk, kemisk, etc.) inte ekonomiskt genomförbar, och ibland tekniskt omöjlig, eftersom. mineraler som är lämpliga för direkt bearbetning är sällsynta i naturen; i de flesta fall utsätts de för speciell bearbetning - anrikning.

Mineralberikning en uppsättning processer för mekanisk bearbetning av mineralråvaror för att utvinna användbara (värdefulla) komponenter och avlägsna gråberg och skadliga föroreningar. Som ett resultat av anrikningen erhålls koncentrat (koncentrat) och avfall från malm.

Koncentrera- detta är en produkt där de flesta användbara mineraler (och en liten mängd gråbergsmineraler) frigörs (koncentrerat). Kvaliteten på koncentratet kännetecknas främst av innehållet i den värdefulla komponenten ( det är alltid högre än i malm, koncentratet är rikare på värdefull komponent (därav namnet - anrikning), såväl som i innehållet av användbara och skadliga föroreningar, fuktighet och granulometriska egenskaper.

Svansar- en produkt i vilken merparten av gråbergsmineralerna, skadliga föroreningar och en obetydlig mängd av en användbar komponent kommer att släppas ut (innehållet av värdefulla komponenter i avfall är lägre än i koncentrat och malm).

Förutom kraftfoder och avfall går det att få mellanprodukter, dvs. produkter som kännetecknas av ett lägre innehåll av användbara komponenter jämfört med koncentrat och ett högre innehåll av användbara komponenter jämfört med avfall.

Användbar(värdefulla) komponenter kallas kemiska grundämnen eller naturliga föreningar, för vars produktion detta mineral bryts och bearbetas. Som regel är den värdefulla komponenten i malmen i form av ett mineral (det finns få inhemska element i naturen: koppar, guld, silver, platina, svavel, grafit).

Användbara föroreningar nämna kemiska grundämnen eller naturliga föreningar som ingår i mineralet i små mängder och förbättra kvaliteten på den färdiga produkten (eller frigörs vid vidare bearbetning). Användbara föroreningar i järnmalmer är till exempel legeringstillsatser som krom, volfram, vanadin, mangan, etc.

Skadliga föroreningar namnge de enskilda grundämnen och naturliga kemiska föreningar som ingår i mineraler i små mängder och har en negativ inverkan på kvaliteten på den färdiga produkten. Till exempel är skadliga föroreningar i järnmalm svavel, arsenik, fosfor, i kokskol - svavel, fosfor, i termiska kol - svavel, etc.

Anrikning av mineraler gör att du kan öka ekonomisk effektivitet av deras vidare bearbetning, även, i vissa fall, utan anrikningsstadiet, blir vidare bearbetning i allmänhet omöjlig. Kopparmalmer (som i regel innehåller mycket lite koppar) kan till exempel inte smältas direkt till metallisk koppar, eftersom koppar övergår i slagg under smältningen. Dessutom ger anrikning av mineraler dig möjlighet att:

 Öka industriella lager av råvaror genom användning av fyndigheter av dåliga mineraler med låg halt av värdefulla komponenter.

 Öka arbetsproduktiviteten vid gruvföretag och minska kostnaderna för bruten malm på grund av mekanisering av gruvdrift och kontinuerlig utvinning av mineraler istället för selektiv;

 Integrerad användning av mineraler, eftersom preliminär anrikning gör det möjligt att extrahera inte bara de viktigaste användbara komponenterna utan även åtföljande sådana som finns i små mängder.

 Minska kostnaderna för att transportera rikare produkter till konsumenterna, snarare än hela volymen av utvunna mineraler.

 extrahera ur mineralråvaror de skadliga föroreningar som under dess vidare bearbetning kan förorena miljön och därigenom hota människors hälsa och försämra kvaliteten på slutprodukten.

Anrikningsmetoder kan också användas vid hantering av kommunalt fast avfall (350-400 kg/år per person genereras).

Mineraler vid bearbetningsanläggningar genomgår en serie sekventiella operationer, som ett resultat av vilka användbara komponenter separeras från föroreningar. Processer för mineralbearbetning enligt deras syfte är uppdelade i förberedande, hjälpmedel och huvudsakliga.

Till förberedande inkluderar processerna för krossning, malning, siktning och klassificering. Deras uppgift är att separera det nyttiga mineralet och gråberget (”öppna” sammanväxterna) och skapa den önskade granulometriska egenskapen hos den bearbetade råvaran.

Uppgift större förädlingsprocesser - för att separera nyttigt mineral och gråberg. För att separera mineraler används skillnader i de separerade mineralens fysikaliska egenskaper. Dessa inkluderar:

Utöver ovanstående finns det andra anrikningsmetoder. Ibland hänvisas också agglomerationsprocesser (att öka materialstorleken) till anrikningsprocesser.

Till extra omfatta avvattning, dammuppsamling, avloppsvattenrening, provtagning, styrning och automation. Uppgiften för dessa processer är att säkerställa det optimala flödet av huvudprocesserna, för att bringa separationsprodukterna till de villkor som krävs.

Uppsättningen av sekventiella tekniska bearbetningsoperationer som mineraler utsätts för vid bearbetningsanläggningar kallas anrikningssystem. Beroende på arten av informationen som finns i anrikningsschemat kallas det tekniskt, kvalitativt, kvantitativt, kvalitativt-kvantitativt, vattenslurry- och apparatkretsschema.

Anrikning, som alla andra tekniska processer, kännetecknas av indikatorer. De viktigaste tekniska indikatorerna för anrikning är följande:

 F produktens massa (produktivitet); P – massa (kapacitet) av den beräknade komponenten i produkten . De uttrycks vanligtvis i ton per timme, ton per dag, etc.;

 innehållet av den beräknade komponenten i produkten - ,  är förhållandet mellan massan av den beräknade komponenten i produkten och produktens massa; halten av olika komponenter i ett mineral och i de resulterande produkterna beräknas vanligtvis som en procentsats (ibland betecknas innehållet i källmaterialet med , i koncentrat - , i avfall - ). Halten av användbara komponenter i den extraherade råvaran (malmen) kan variera från fraktioner av en procent (koppar, nickel, kobolt, etc.) till flera procent (bly, zink, etc.) och flera tiotals procent (järn, mangan) , fossilt kol och några andra icke-metalliska mineraler);

 produktutbyte –  i,  k,  xv  är förhållandet mellan produktens massa och den ursprungliga malmens massa; Utbytet av alla anrikningsprodukter uttrycks i procent, mindre ofta i bråkdelar av en enhet;

 Utvinning av en värdefull komponent – ​​ u,  k,  xv  är förhållandet mellan massan av den beräknade komponenten i produkten och massan av samma komponent i den ursprungliga malmen; extraktion uttrycks i procent, mer sällan i bråkdelar av en enhet.

Produktion i-th produkten beräknas med formeln:

 i = (F i /F ref)100,%

Dessutom, för fallet med separation i två produkter - koncentrat och avfall, kan deras utbyte bestämmas genom innehållet med hjälp av följande formler:

 k = 100,%;  xv =
100,%;

Summan av skörden av kraftfoder och avfall är:

 k +  xv = 100 %.

Det är uppenbart

F con + F xv = F ref.;

R con + R xv = R ref.

 1 +  2 +…+  n = 100 %.

Likadant för F och R.

(Vid mineralbearbetning erhålls som regel bara två produkter - koncentrat och avfall, men inte alltid, ibland kan det finnas fler produkter).

.

I praktiken bestäms innehållet vanligtvis genom kemisk analys.

Extrahera en användbar komponent i i– produkten:

i = 100,% eller  i = %.

Summan av extraktioner av koncentrat och avfall är lika med:

 till +  xv = 100 %.

Denna formel är giltig för valfritt antal produkter:

 1 +  2 +…  n = 100 %.

För att hitta innehållet i produkten av blandning kan du använda den så kallade balansekvationen (för fallet med separation i två produkter):

 till  con +  xv  con =  ref  ref.

Ekvationen är också giltig för valfritt antal produkter:

 1  1 +  2  2 +…+ n  n =  ref  ref.

Det bör noteras att  ref = 100%.

Exempel. Malmen separeras i två produkter (Fig. 1.1) - koncentrat och avfall. Malmproduktivitet F ref = 200 t/h, för koncentrat - F kon = 50 t/h. Prestanda per designkomponent R ref = 45 t/h, per komponent i koncentrat R kon = 40 t/h.

F xv = F ref - F con \u003d 200 - 50 \u003d 150 t / h;

 con = ( F con / F ref)100 = (50/200)100 = 25%;

 xv \u003d  ref -  k \u003d 100 - 25 \u003d 75 %,

eller  xv = ( F xv / F ref)100 =(150/200) . 100=75%;

det är uppenbart att F xv = ( xv  F ref)/100 = (75200)/100 = 150 t/h;

=
=
= 22,5 %;

=
=
= 80 %;

R xv = R ref - R con \u003d 45 - 40 \u003d 5,

sedan
=
=
=3,33 %.

Eller med hjälp av balansekvationen har vi:

 till  con +  xv  con =  ref  ref,

 xv =
=
= 3,33 %.

Uppgiften för de huvudsakliga anrikningsprocesserna är att separera det nyttiga mineralet och gråberget. De är baserade på skillnader i de separerade mineralens fysikaliska och fysikalisk-kemiska egenskaper.

Oftast används metoder för anrikning, gravitation, flotation och magnetiska anrikning.

2.1. Gravitationsberikande metod

Gravitationsberikande metod kallas sådana, där separationen av mineralpartiklar, som skiljer sig i densitet, storlek och form, beror på skillnaden i naturen och hastigheten av deras rörelse i flytande medier under inverkan av gravitation och motståndskrafter. Tyngdkraftsmetoden har en ledande position bland andra anrikningsmetoder. Gravitationsmetoden representeras av ett antal processer. De kan faktiskt vara gravitationella (separation i gravitationsfältet - vanligtvis för relativt stora partiklar) och centrifugal (separation i ett centrifugalfält - för små partiklar). Om separation sker i luft, kallas processerna pneumatiska; i andra fall - hydraulisk. De mest utbredda inom anrikning är faktiskt gravitationsprocesser som utförs i vatten.

Beroende på vilken typ av apparat som används kan gravitationsprocesser delas in i jigging, anrikning i tunga medier, koncentration på bord, anrikning i lås, i rännor, skruvseparatorer, anrikning i centrifugalkoncentratorer, motströmsseparatorer, etc. Även gravitationsprocesser vanligtvis inkluderar tvätt.

Gravitationsprocesser används vid anrikning av kol och skiffer, guld- och platinamalmer, tennmalmer, oxiderade järn- och manganmalmer, krom, wolframit och malmer av sällsynta metaller, byggnadsmaterial och vissa andra typer av råmaterial.

De främsta fördelarna med gravitationsmetoden är ekonomi och miljövänlighet. Fördelarna inkluderar också hög produktivitet, karakteristisk för de flesta processer. Den största nackdelen är svårigheten att effektivt berika små klasser.

Tyngdkraftsprocesser används både självständigt och i kombination med andra anrikningsmetoder.

Den vanligaste metoden för gravitationsanrikning är jigging. jiggingär processen att separera mineralpartiklar genom densitet i ett vatten- eller luftmedium, pulserande i förhållande till blandningen som separeras i vertikal riktning.

Denna metod kan berika material med en partikelstorlek på 0,1 till 400 mm. Jigging används vid anrikning av kol, skiffer, oxiderat järn, mangan, kromit, kassiterit, wolframit och andra malmer, samt guldhaltiga bergarter.

Under jiggningsprocessen (Fig. 2.1) lossas och komprimeras materialet som placeras på jiggmaskinens sikt periodiskt. I detta fall omfördelas kornen av det anrikade materialet, under inverkan av krafter som verkar i ett pulserande flöde, på ett sådant sätt att partiklar med maximal densitet koncentreras i den nedre delen av bädden, och den minsta densiteten koncentreras i den övre delen (storleken och formen på partiklarna påverkar också delamineringsprocessen).

Vid anrikning av fint material placeras en konstgjord bädd av material på silen (till exempel när kol anrikas används en bädd av pegmatit), vars densitet är större än densiteten för ett lätt mineral, men mindre än densiteten hos en tung. storleken på bädden är 5-6 gånger större än storleken på den maximala biten av originalmalmen och flera gånger större än hålen i jiggmaskinens såll. Tätare partiklar passerar genom bädden och sikten och lossas genom ett speciellt munstycke i botten av jiggmaskinens kammare.

Vid anrikning av stort material läggs bädden inte speciellt på silen, den bildas av sig själv av det anrikade materialet och kallas naturligt (det anrikade materialet är större än öppningarna på sållen). Täta partiklar passerar genom bädden, rör sig över sikten och lossas genom en speciell urlastningsöppning i sikten och vidare av hissen från maskinkammaren.

Och slutligen, vid anrikning av ett brett klassificerat material (det finns både små och stora partiklar), lossas små täta partiklar genom en sikt, stora täta partiklar genom ett lossningsgap (Fig. 2.1).

För närvarande är cirka 100 konstruktioner av jiggmaskiner kända. Maskiner kan klassificeras enligt följande: enligt typen av separationsmedium - hydraulisk och pneumatisk; enligt metoden för att skapa pulsationer - kolv med en rörlig sikt, membran, kolvlös eller luftpulsering (Fig. 2.2). Maskiner kan också vara för att berika små klasser, stora klasser, brett klassificerat material. Det vanligaste är hydraulisk jiggning. Och bland maskiner används oftast kolvlösa.

Kolvjiggmaskiner kan användas för att jigga material med en partikelstorlek på 30 + 0 mm. Vattenvibrationer skapas av kolvens rörelse, vars slag regleras av en excentrisk mekanism. Kolvjiggmaskiner tillverkas för närvarande inte och har faktiskt helt ersatts av andra typer av maskiner.

Membranjiggmaskiner används för att jigga järn, manganmalmer och malmer av sällsynta och ädla metaller med partikelstorlek. Membranjiggmaskiner används för anrikning av malmer med en partikelstorlek på 30 till 0,5 (0,1) mm. De tillverkas med olika membranarrangemang.

Membramaskiner med horisontell öppning har vanligtvis två eller tre kammare. Vattensvängningarna i kamrarna skapas av de koniska bottnarnas upp- och nedrörelser som tillhandahålls av en eller flera (beroende på maskintyp) excentriska drivmekanismer. Den koniska bottens slag styrs genom att vrida den excentriska hylsan i förhållande till axeln och dra åt muttrarna, och frekvensen av dess svängningar styrs genom att byta remskiva på motoraxeln. Maskinens kropp vid varje kammare är ansluten till den koniska botten med gummimanschetter (membran).

Membranjiggmaskiner med vertikalt membran har två eller fyra kammare med pyramidformade botten åtskilda av en vertikal skiljevägg, i vars vägg ett metallmembran som är flexibelt anslutet till det är monterat, vilket gör fram- och återgående rörelser.

Jiggmaskiner med en rörlig sikt används i hushållspraxis för anrikning av manganmalmer med en partikelstorlek på 3 till 40 mm. Maskiner är inte masstillverkade. Sållens drivvevsmekanism är placerad ovanför maskinkroppen. Silen gör bågformade rörelser, där materialet lossas och rör sig längs med silen. Maskinerna har två-, tre- och fyrsektionssilar med en yta på 2,9-4 m 2 . Tunga produkter lastas av genom sido- eller mittspåret. I utländsk praxis används jiggmaskiner med en rörlig sikt, som gör det möjligt att berika material med en partikelstorlek på upp till 400 mm. Till exempel gör Humboldt-Vedag-maskinen det möjligt att berika material med en partikelstorlek på -400 + 30 mm. En utmärkande egenskap hos denna maskin är att ena änden av sållen är fixerad på axeln och därför inte rör sig i vertikal riktning. Separeringsprodukterna lossas med hjälp av ett hisshjul. Bilen skiljer sig i hög lönsamhet i arbetet.

Luftpulserande (kolvlösa) jiggmaskiner (Fig. 3.3) skiljer sig från andra när det gäller användningen av tryckluft för att skapa vibrationer av vatten i jiggningsfacket. Maskinerna har ett luft- och jiggfack och är utrustade med en universaldrivning som ger symmetriska och asymmetriska jiggningscykler och möjlighet att styra lufttillförseln till kamrarna. Den största fördelen med kolvfria maskiner är möjligheten att styra jiggningscykeln och uppnå hög separationsnoggrannhet med ökad bäddhöjd. Dessa maskiner används främst för anrikning av kol, mer sällan järnhaltiga metallmalmer. Maskiner kan ha sidoluftkammare (Fig. 2.3), under gallerluftkammare, grenrör under gallerluftkammare.

Med det laterala arrangemanget av luftkammare upprätthålls likformigheten av vattenpulsationer i jiggningsfacket med en kammarbredd på högst 2 m. För att säkerställa en jämn fördelning av det pulserande flödeshastighetsfältet över jiggsiktens område , modern design av jiggmaskiner använder hydrauliska kåpor i änden av skiljeväggen mellan luft- och jiggningsavdelningarna.

Tryckluft kommer in i luftrummet med jämna mellanrum genom olika typer av pulsatorer (roterande, ventiler, etc.), installerade en för varje kammare; även periodvis släpps luften ut från luftrummet till atmosfären. När luft släpps in sjunker vattennivån i luftrummet och i jiggfacket stiger det förstås (eftersom det är "kommunicerande kärl"); när luft släpps ut sker det omvända. På grund av detta görs oscillerande rörelser i jiggfacket.

Berikning mineral- i tunga miljöer baserat på separationen av mineralblandningen genom densitet. Processen sker i enlighet med Arkimedes lag i media med en densitet som ligger mellan tätheten hos ett specifikt lätt och specifikt tungt mineral. Specifikt lätta mineraler flyter, och specifika tunga sjunker till botten av apparaten. Anrikning i tunga medier används ofta som huvudprocess för kol med svåra och medelstora tvättbarhetskategorier, såväl som skiffer, kromit, mangan, sulfidmalmer av icke-järnmetaller, etc. Separationseffektiviteten i tunga medier är högre än effektiviteten av anrikning i jiggmaskiner (detta är den mest effektiva gravitationsprocessen).

Tunga vätskor och tunga suspensioner används som tunga medier. Det finns en grundläggande skillnad mellan dem. En tung vätska är homogen (enfas), en tung suspension är inhomogen (består av vatten och partiklar suspenderade i den - ett viktmedel). Därför är anrikning i en tung vätska i princip acceptabel för partiklar av vilken storlek som helst.

En tung suspension kan betraktas som en pseudovätska med en viss densitet endast för tillräckligt stora (jämfört med storleken på viktmedelspartiklarna) partiklar. Dessutom, på grund av den allmänna rörelsen av viktmedlets partiklar i en viss riktning under påverkan av kraftfältet i vilket anrikningen utförs (gravitationell eller centrifugal), för att erhålla en suspension med enhetlig densitet i apparat, är det nödvändigt att blanda det. Det senare påverkar oundvikligen de partiklar som utsätts för anrikning. Därför är den nedre gränsen för partikelstorlek, berikad i en tung suspension, begränsad och är: i gravitationsprocesser - för malmer 2-4 mm, för kol - 4-6 mm; i centrifugalprocesser för malmer - 0,25-0,5 mm, för kol 0,5-1 mm.

Som industriellt tungt medium används tunga suspensioner, d.v.s. en suspension av fina specifika tunga partiklar (viktmedel) i ett medium, som vanligtvis är vatten. (Tunga vätskor används inte i industrin på grund av deras höga kostnad och toxicitet) Hydrauliska slurrys kallas helt enkelt slurries. De vanligaste viktmedlen är magnetit, ferrokisel och galena. Partikelstorleken på viktmedlet är vanligtvis 0,15 mm. Suspensionens densitet bestäms av uttrycket:

 c \u003d C ( y - 1) + 1, g / cm 3,

där: C är koncentrationen av viktmedlet, d.u.,  y är viktmedlets densitet, g/cm 3. Genom att ändra koncentrationen av viktmedlet är det sålunda möjligt att framställa en suspension med den erforderliga densiteten.

Anrikning i tunga suspensioner av medelstort och stort material utförs i gravitationsseparatorer (i separatorer med statiska separationsförhållanden). Anrikning av finkornigt material utförs i centrifugalseparatorer (separatorer med dynamiska separationsförhållanden) - hydrocykloner. Andra typer av separatorer för tunga media (aerosuspension, vibration) används sällan.

Heavy-medium gravitation separatorer kan delas in i tre huvudtyper - hjul, kon och trumma. Hjulseparatorer (Fig. 2.4) används för att berika material med en partikelstorlek på 400-6 mm, i inhemsk praxis främst för kol och skiffer. Den vanligaste SKV är en hjulseparator med vertikalt hisshjul.

I koniska suspensionsavskiljare (fig. 2.5) lastas den tunga fraktionen vanligtvis av med en intern eller extern luftlift. Dessa separatorer används för anrikning av malmmaterial med en storlek på –80(100)+6(2) mm

Konavskiljare med extern luftlyft (Fig. 2.5) består av en övre cylindrisk och en nedre konisk del. Den nedre koniska delen slutar med en övergångsarmbåge som förbinder konen med en luftlyft som lyfter de sedimenterade partiklarna. Tryckluft tillförs luftlyftsröret genom munstycken med ett tryck av ca 3-4 10 5 Pa. Diametern på luftröret tas lika med minst tre storlekar av den största malmbiten. Den flytande produkten, tillsammans med suspensionen, dräneras in i rännan, och den tunga produkten matas in i avlastningskammaren med en luftlift.

Trumseparatorn (Fig. 2.6) används för anrikning av malmmaterial med en partikelstorlek på 150 + 3 (5) mm, med hög densitet av det anrikade materialet.

Heavy-medium anrikningshydrocykloner liknar strukturellt klassificerare. Det anrikade materialet matas tangentiellt genom matningsröret tillsammans med den tunga slurryn. Under inverkan av centrifugalkraften (många gånger större än tyngdkraften) skiktas materialet: täta partiklar rör sig närmare apparatens väggar och transporteras med en "extern virvel" till avlastningsmunstycket (sand) partiklar rör sig närmare apparatens axel och transporteras av en "inre virvel" för att dränera munstycket.

Teknologiska scheman för anrikning i tunga suspensioner är praktiskt taget desamma för de flesta anläggningar i drift. Processen består av följande operationer: beredning av tung suspension, beredning av malm för separation, separering av malm i suspension till fraktioner med olika densitet, dränering av arbetssuspensionen och tvättning av separationsprodukter, regenerering av viktmedlet.

Anrikning av flöden som rinner längs lutande ytor utförs på koncentrationsbord, slussar, i rännor och skruvavskiljare. Rörelsen av massan i dessa anordningar sker längs en lutande yta under inverkan av gravitationen vid en liten (jämfört med bredd och längd) flödestjocklek. Vanligtvis överstiger det storleken på den maximala spannmålet med 2-6 gånger.

Koncentration(berikning) på tabeller- detta är processen för separation genom densitet i ett tunt lager av vatten som strömmar längs ett lätt lutande plan (däck), och utför asymmetriska fram- och återgående rörelser i ett horisontellt plan vinkelrätt mot vattnets rörelseriktning. Koncentrationen på bordet används för anrikning av små klasser - 3 + 0,01 mm för malmer och -6 (12) + 0,5 mm för kol. Denna process används vid anrikning av malmer av tenn, volfram, sällsynta, ädla och järnmetaller, etc.; för anrikning av små kolklasser, främst för deras avsvavling. Koncentrationstabellen (fig. 2.7) består av ett däck (plan) med smala lameller (korrugeringar); stödanordning; drivmekanism. Däckets lutningsvinkel  = 410. För lätta partiklar är hydrodynamiska och lyftande turbulenta krafter dominerande, så lätta partiklar sköljs bort i en riktning vinkelrät mot däcket. Partiklar med medeldensitet faller mellan tunga och lätta partiklar.

Inkörsport(Fig. 2.8) är en lutande rektangulär ränna med parallella sidor, på vars botten fångstbeläggningar (hårda schabloner eller mjuka mattor) läggs, utformad för att hålla sedimenterade partiklar av tunga mineraler. Lås används för att berika guld, platina, kassiterit från placers och andra material, vars berikade komponenter varierar avsevärt i densitet. Gateways kännetecknas av en hög grad av koncentration. Materialet matas kontinuerligt till slussarna tills stencilernas celler är fyllda till övervägande del med partiklar av täta mineraler. Därefter stoppas lastningen av materialet och slussarna sköljs.

jetränna(Figur 2.9) har en platt botten och sidor som konvergerar i en viss vinkel. Massan laddas på den breda övre änden av rännan. I slutet av tråget finns partiklar med högre densitet i de lägre skikten och partiklar med lägre densitet är belägna i de övre skikten. I slutet av rännan separeras materialet med speciella avdelare i koncentrat, mellanlägg och avfall. Avsmalnande tråg används vid anrikning av alluvialmalmer. Apparater såsom avsmalnande rännor är indelade i två grupper: 1) apparater som består av en uppsättning individuella rännor i olika konfigurationer; 2) koniska separatorer, bestående av en eller flera koner, som var och en är som en uppsättning radiellt installerade avsmalnande rännor med en gemensam botten.

På skruvavskiljare en fast lutande slät ränna är gjord i form av en spiral med en vertikal axel (Fig. 2.10), de används för att separera material med en partikelstorlek på 0,1 till 3 mm. När man rör sig i ett virvlande flöde, utöver de vanliga gravitations- och hydrodynamiska krafterna som verkar på korn, utvecklas centrifugalkrafter. Tunga mineraler är koncentrerade på insidan av tråget, medan lätta mineraler är koncentrerade på den yttre. Sedan lossas separeringsprodukterna från separatorn med hjälp av avdelare placerade i änden av rännan.

I centrifugalkoncentratorer centrifugalkraften som verkar på kroppen är många gånger större än tyngdkraften och materialet separeras av centrifugalkraften (gravitationen har bara en liten effekt). I de fallen, om centrifugalkraften och gravitationen är proportionella och separation sker under inverkan av båda krafterna, kallas anrikning vanligtvis centrifugalgravitation (skruvseparatorer).

Skapandet av ett centrifugalfält i centrifugalkoncentratorer kan i princip utföras på två sätt: tangentiell tillförsel av ett flöde under tryck in i ett slutet och stationärt cylindriskt kärl; genom att virvla ett fritt tillfört flöde i ett öppet roterande kärl och följaktligen kan centrifugalkoncentratorer i grunden delas in i två typer: tryckcyklonapparater; icke-tryckscentrifuger.

Enligt funktionsprincipen har centrifugalkoncentratorer av cyklontyp mycket gemensamt med hydrocykloner, men de skiljer sig i en betydligt större avsmalningsvinkel (upp till 140). På grund av detta bildas en "bädd" av anrikat material i apparaten, som spelar rollen som en tung suspension i tung-medelberikande cykloner. Och uppdelningen är densamma. Jämfört med tunga och medelstora hydrocykloner är dessa mycket mer ekonomiska i drift, men de ger sämre teknisk prestanda.

Driften av koncentratorer av den andra typen liknar driften av en konventionell centrifug. Centrifugalkoncentratorer av denna typ används för att berika grovkornig sand, vid utforskning av guldhaltiga alluvialavlagringar och vid utvinning av fint fritt guld från olika produkter. Apparaten är en halvsfärisk skål fodrad med en korrugerad gummiinsats. Skålen är fixerad på en speciell plattform (plattform), som får rotation från en elmotor genom en kilremsdrift. Massan av det anrikade materialet laddas in i apparaten, lätta partiklar tillsammans med vatten smälter samman genom sidorna, tunga fastnar i spåren. För att lossa koncentratet som fångas av den korrugerade gummiytan stoppas skålen och en sköljning utförs (det finns även konstruktioner som tillåter kontinuerlig avlastning). Vid arbete på grov guldhaltig sand ger koncentratorn en mycket hög grad av reduktion - upp till 1000 gånger eller mer med hög (upp till 96-98%) guldåtervinning.

Motströms vattenavskiljning används i inhemsk praxis för bearbetning av energi och utspädda kol. Apparater för anrikning med denna metod är skruv och brant lutande separatorer. Skruv horisontell och vertikal används för anrikning av kol med en partikelstorlek på 6 - 25 mm och 13 - 100 mm, samt för anrikning av sikter och grovkornigt slam. Brant lutande separatorer används för anrikning av utspädda kol upp till 150 mm i storlek. Fördelen med motströmsseparatorer är enkelheten i det tekniska systemet. I alla motströmsavskiljare separeras materialet i två produkter: koncentrat och avfall. Mottransportflödena av separationsprodukter som bildas under separationen rör sig inom arbetsområdet med ett givet hydrauliskt motstånd mot deras relativa rörelse, medan flödet av lätta fraktioner är associerat med flödet av separationsmediet och flödet av tunga fraktioner är kontra . Separatorernas arbetszoner är slutna kanaler, utrustade med ett system av samma typ av element, strömlinjeformade av flödet och orsakar bildandet av ett system av sekundära flöden och virvlar organiserade på ett visst sätt. Som regel, i sådana system, separeras källmaterialet med en densitet som är mycket högre än densiteten för det separerande mediet.

En nödvändig förutsättning för beredning av sand av alluvialavlagringar och malmer av sedimentärt ursprung för anrikning är att de frigörs från lera. Mineralpartiklarna i dessa malmer och sandar är inte bundna av ömsesidig sammanväxt, utan cementeras till en tät massa av ett mjukt och trögflytande lerämne.

Processen för sönderdelning (lossning, dispergering) av lermaterial, cementering av sand- eller malmkorn, med dess samtidiga separation från malmpartiklar med hjälp av vatten och motsvarande mekanismer kallas spolning. Desintegrering sker vanligtvis i vatten. Samtidigt sväller lera i vatten, och detta underlättar dess förstörelse. Som ett resultat av tvättning erhålls tvättat material (malm eller sand) och slam som innehåller finkorniga lerpartiklar dispergerade i vatten. Tvättning används i stor utsträckning vid anrikning av järnhaltiga metallmalmer (järn, mangan), sand av avlagringar av sällsynta och ädla metaller, byggnadsmaterial, kaolinråvaror, fosforiter och andra mineraler. Tvätt kan vara av självständig betydelse om det resulterar i en säljbar produkt. Oftare används det som en förberedande operation för att förbereda materialet för efterföljande anrikning. För tvättning använder de: skärmar, butars, scrubbers, scrubber-butars, trågtvättar, vibro-tvättar och andra apparater.

Pneumatiska processer Beneficiation bygger på principen att separera mineraler efter storlek (pneumatisk klassificering) och densitet (pneumatisk koncentration) i en stigande eller pulserande luftström. Det används för anrikning av kol, asbest och andra mineraler med låg densitet; i klassificeringen av fosforiter, järnmalmer, minium och andra mineraler i cyklerna av krossning och torrmalning, såväl som vid avdamning av luftflöden i anrikningsfabrikernas butiker. Användningen av den pneumatiska anrikningsmetoden är tillrådlig i de svåra klimatförhållandena i de nordliga och östra regionerna av Sibirien eller i områden där det råder brist på vatten, såväl som för bearbetning av mineraler som innehåller lätt blötlagd sten som bildar en stor mängd av slam som bryter mot avskiljningens klarhet. Fördelarna med pneumatiska processer är deras effektivitet, enkelhet och bekvämlighet vid avfallshantering, den största nackdelen är den relativt låga separationseffektiviteten, varför dessa processer används mycket sällan.

Beroende på vilken typ av miljö i vilken anrikning utförs, särskiljs anrikning:

torr anrikning (i luft och aerosuspension),

vått (i vatten, tunga medier),

i ett gravitationsfält

inom området centrifugalkrafter,

i ett magnetfält

i ett elektriskt fält.

Gravitationsförstärkningsmetoder är baserade på skillnaden i densitet, storlek och hastighet hos stenbitar i vatten eller luft. Vid separering i tunga medier är skillnaden i densiteten hos de separerade komponenterna av primär betydelse.

För att berika de minsta partiklarna används en flotationsmetod, baserad på skillnaden i komponenternas ytegenskaper (selektiv vätbarhet med vatten, vidhäftning av mineralpartiklar till luftbubblor).

Mineralbearbetningsprodukter

Som ett resultat av anrikningen delas mineralet upp i flera produkter: koncentrat (en eller flera) och avfall. Dessutom kan mellanprodukter erhållas under anrikningsprocessen.

koncentrat

Koncentrat är berikningsprodukter, i vilka huvudmängden av en värdefull komponent är koncentrerad. Koncentrat, i jämförelse med det anrikade materialet, kännetecknas av en betydligt högre halt av användbara komponenter och en lägre halt av gråberg och skadliga föroreningar.

Avfall - produkter med ett lågt innehåll av värdefulla komponenter, vars ytterligare utvinning är tekniskt omöjlig eller ekonomiskt olämplig. (Denna term är likvärdig med den tidigare termen tailings, men inte termen tailings, som, till skillnad från avfall, finns i nästan varje anrikningsoperation)

Mellanprodukter

Mellanprodukter (mellanprodukter) är en mekanisk blandning av sammanväxter med öppna korn av användbara komponenter och gråberg. Intermediärer kännetecknas av en lägre halt av användbara komponenter i jämförelse med koncentrat och en högre halt av användbara komponenter i jämförelse med avfall.

Anrikningskvalitet

Kvaliteten på mineraler och anrikningsprodukter bestäms av innehållet av en värdefull komponent, föroreningar, relaterade beståndsdelar, samt fukthalt och finhet.

Mineralbearbetning är idealisk

Under den ideala anrikningen av mineraler (ideal separation) förstås processen för separation av mineralblandningen i komponenter, där det inte finns någon igensättning av varje produkt med partiklar som är främmande för den. Effektiviteten av ideal mineralbearbetning är 100% av alla kriterier.

Partiell mineralbearbetning

Partiell anrikning är anrikningen av en separat klass av mineralstorlek, eller separationen av den lättast separerade delen av förorenande föroreningar från slutprodukten för att öka koncentrationen av en användbar komponent i den. Det används till exempel för att minska askhalten i oklassificerat termiskt kol genom att separera och anrika en stor klass med ytterligare blandning av det resulterande koncentratet och fina oanrikade sikter.

Förluster av mineraler under anrikning

Förlusten av ett mineral under anrikning förstås som mängden av en användbar komponent som är lämplig för anrikning, som går förlorad med anrikningsavfall på grund av processfel eller brott mot den tekniska regimen.

Tillåtna normer för interkontaminering av anrikningsprodukter för olika tekniska processer, särskilt för kolanrikning, har fastställts. Den tillåtna procentandelen mineralförluster tas bort från balansen av anrikningsprodukter för att täcka avvikelser när man tar hänsyn till fuktmassan, avlägsnande av mineraler med rökgaser från torktumlare och mekaniska förluster.

Gräns ​​för mineralbearbetning

Gränsen för mineralbearbetning är den minsta och största storleken av partiklar av malm, kol, effektivt anrikat i en bearbetningsmaskin.

Djup av berikning

Anrikningsdjupet är den nedre gränsen för finheten hos materialet som ska anrikas.

Vid anrikning av kol används tekniska system med anrikningsgränser 13; 6; ett; 0,5 och 0 mm. Följaktligen separeras oberikade sikter med storleken 0-13 eller 0-6 mm, eller slam med storleken 0-1 eller 0-0,5 mm. En berikningsgräns på 0 mm innebär att alla storleksklasser är föremål för berikning.

Förberedande processer för mineralbearbetning

Introduktion

Syftet med mineralbearbetning

Den utvunna bergmassan är en blandning av bitar av mineralkomplex, sammanväxter av mineraler med olika fysikaliska, fysikalisk-kemiska och kemiska egenskaper. För att erhålla slutprodukter (koncentrat av metaller, koks, byggnadsmaterial, kemiska gödningsmedel, etc.) måste det utsättas för ett antal bearbetningsprocesser: mekaniska, termiska, kemiska.

Bearbetningen av mineraler vid anrikningsverket inkluderar ett antal operationer, som ett resultat av vilket separation av användbara komponenter från föroreningar uppnås, de där. få mineralet till en kvalitet som är lämplig för efterföljande bearbetning, till exempel är det nödvändigt att öka innehållet av: järn från 30-50% till 60-70%; mangan från 15-25% till 35-45%, koppar från 0,5-1,5% till 45-60%, volfram från 0,02-0,1% till 60-65%.

Enligt deras syfte är processerna för bearbetning av mineraler uppdelade i förberedande, huvud(berikning) och hjälp.

Förberedande processer är utformade för att öppna eller öppna korn av användbara komponenter (mineraler) som utgör mineraler, och dela in dem i storleksklasser, uppfylla de tekniska kraven för efterföljande anrikningsprocesser.

De förberedande processerna inkluderar krossning, malning, siktning och klassificering.

Anrikning av mineraler är en uppsättning processer för mekanisk bearbetning av mineralråvaror, vilket gör det möjligt att separera användbara mineraler (koncentrat) från gråberg.

Koncentrationsingenjörer bör lösa följande uppgifter:

Integrerad utveckling av mineraltillgångar;

Användning av bearbetade produkter;

Skapande av nya processer av icke-avfallsteknologi för att separera mineraler till slutliga säljbara produkter för användning inom industrin;

Miljöskydd.

Separation av blandningar av mineraler utförs på grundval av skillnader i fysikaliska, fysikalisk-kemiska och kemiska egenskaper för att erhålla ett antal produkter med högt innehåll av värdefulla komponenter (koncentrat) , låg (mellanprodukter) och obetydlig (avfall, avfall) .

Anrikningsprocessen syftar inte bara till att öka innehållet av en värdefull komponent i koncentratet, utan också på att ta bort skadliga föroreningar:

svavel i hörnet fosfor i mangankoncentrat, arsenik i brun järnmalm och sulfidpolymetallmalmer. Dessa föroreningar, som kommer in i gjutjärn och sedan till stål, förvärrar det mekaniska. metallegenskaper.

Kort information om mineraler

mineraler kallas malmer, icke-metalliska och brännbara fossila material som används i industriell produktion i naturlig eller bearbetad form.

Till malmer inkluderar mineraler som innehåller värdefulla komponenter i en mängd som är tillräcklig för att göra deras utvinning ekonomiskt lönsam.

Malmer klassificeras i metalliska och icke-metalliska.

metallmalmer- Råvaror för framställning av järn, icke-järn, sällsynta, ädelmetaller och andra metaller - volfram-molybden, bly-zink, mangan, järn, kobolt, nickel, kromit, guldhaltigt;

icke-metalliska malmer- asbest, baryt, apatit, fosforit, grafit, talk, antimon, etc.

Ickemetalliska mineraler - råvaror för tillverkning av byggmaterial (sand, lera, grus, byggnadssten, portlandcement, byggnadsgips, kalksten, etc.)

brännbara mineraler - fast bränsle, olja och brännbar gas.

Mineraler består av mineraler som skiljer sig åt i deras värde, fysikaliska och kemiska egenskaper (hårdhet, densitet, magnetisk permeabilitet, vätbarhet, elektrisk ledningsförmåga, radioaktivitet, etc.).

Mineraler- kallas inhemska (dvs förekommer i naturen i sin rena form) element och naturliga kemiska föreningar.

Användbart mineral (eller komponent)- de kallar ett grundämne eller dess naturliga förening, för att erhålla vilken utvinning och bearbetning av ett mineral utförs. Till exempel: i järnmalm är användbara mineraler magnetit Fe 3 O 4, hematit Fe 2 O 3.

Användbara föroreningar- kallade mineraler (element), vars innehåll i små mängder leder till en förbättring av kvaliteten på produkter som erhålls från användbara mineraler. Till exempel föroreningar vanadin, volfram, mangan, krom i järnmalm positivt påverka kvaliteten på metallen som smälts från den.

Skadliga föroreningar- kallade mineraler (element), vars innehåll i små mängder leder till en försämring av kvaliteten på produkter erhållna från användbara mineraler. Till exempel föroreningar svavel, fosfor, arsenik påverkar ståltillverkningsprocessen negativt.

Följande element kallas komponenterna som ingår i mineralet i små mängder, som frigörs under anrikningsprocessen till enskilda produkter eller produkten av huvudkomponenten. Ytterligare metallurgisk eller kemisk bearbetning av satellitelement gör att de kan extraheras till en separat produkt.

Mineraler från gråberg- kalla komponenter som inte har industriellt värde. I järnmalm kan dessa inkludera SiO 2 , Al 2 O 3 .

Beroende på strukturen särskiljs mineraler varvat och fast, till exempel i spridd - enskilda små korn av ett användbart mineral är utspridda bland korn av gråsten; i fast - korn av ett användbart mineral representeras huvudsakligen av en kontinuerlig massa och mineraler av gråberg i form av mellanskikt, inneslutningar.