При обогащении возможно получение как конечных товарных продуктов (известняк, асбест, графит и др.), так и концентратов, пригодных для дальнейшей химической или металлургической переработки. Обогащение — наиважнейшее промежуточное звено между добычей полезных ископаемых и использованием извлекаемых веществ. В основе теории обогащения лежит анализ свойств минералов и их взаимодействия в процессах разделения — минералургия.
Обогащение позволяет существенно увеличить концентрацию ценных компонентов. Содержание важных цветных металлов — меди, свинца, цинка — в рудах составляет 0,3-2 %, а в их концентратах — 20-70 %. Концентрация молибдена увеличивается от 0,1-0,05 % до 47-50 %, вольфрама — от 0,1-0,2 % до 45-65 %, зольность угля снижается от 25-35 % до 2-15 %. В задачу обогащения входит также удаление вредных примесей минералов (мышьяк, сера, кремний и т. д.).
Извлечение ценных компонентов в концентрат в процессах обогащения составляет от 60 до 95 %.
Операции обработки, которым подвергают на обогатительной фабрике горную массу, подразделяют на: основные (собственно обогатительные); подготовительные и вспомогательные.
Все существующие методы обогащения основаны на различиях в физических или физико-химических свойствах отдельных компонентов полезного ископаемого. Существуют, например, гравитационное, магнитное, электрическое, флотационное, бактериальное и другие способы обогащения.
Глава 1. Магнитное обогащение полезных ископаемых
Первый патент на способ магнитного обогащения полезных ископаемых (железной руды) был получен в Англии в 1792 году на имя Вильяма Фулартона. Промышленная реализация магнитного способа обогащения, главным образом для железняка, началась в конце XIX столетия. В Швеции Венстрем и Таге Мортзелл предложили сухой барабанный сепаратор с изменяемой полярностью. Аналогичный магнитный сепаратор был создан в Италии Пальмером в 1854 году. Широкое применение магниттной сепарации железняка началось в Швеции в начале ХХ столетия и было связано с разработкой Грендалем технологии барабанной сепарации для мокрого магнитного обогащения в 1906 году.
Классификация процессов магнитного обогащения
Обогащение полезных ископаемых (3)
... Решение: Задание 6 Привести схему и описать принцип работы обогатительных машин. ОТСАДОЧНАЯ МАШИНА — предназначена для обогащения полезных ископаемых отсадкой. Разделение на отсадочной машине происходит в результате ... Задание 3 По данным определить выход продуктов обогащения и извлечения полезного компонента в них. Масса, т Содержание полезного компонента, % исходного сырья концентрата в концентрате ...
Рис. 1
Схема разделения изотопов урана с помощью мощного магнитного поля. На движущиеся в магнитном поле ядра атомов действует сила Лоренца: эта сила одинакова как для урана-235, так и для урана-238, но более тяжёлые ядра атомов урана-238 обладают бомльшей инерцией, и поэтому движутся во внешнем потоке
По областям применения различают подготовительные, основные (собственно магнитное разделение) и вспомогательные процессы магнитного обогащения.
Подготовительные процессы:
улавливание металлолома,
намагничивание и размагничивание,
магнитная агрегация.
Вспомогательные процессы:
- сгущение и обезвоживание;
- измельчение в магнитном поле.
В зависимости от величины магнитной восприимчивости материала магнитная сепарация разделяется на слабомагнитную и сильномагнитную, в зависимости от среды, в которой проводится разделение, — на мокрую и сухую.
По принципу использования магнитного поля процессы магнитного обогащения разделяют на прямые и комбинированные (непрямые).
К прямым принадлежат процессы разделения в слабых и сильных полях, регенерации суспензий, извлечения металлолома, магнитного пылеулавливания, термомагнитной и динамической агрегации.
Непрямые процессы:
- магнитогидростатическая (МГС);
- магнитогидродинамическая (МГД) сепарация;
- сгущение материалов, которые предварительно прошли магнитную флокуляцию, сепарацию полезных компонентов, локализованных на магнитных носителях.
Основы магнитного обогащения
Крупность обогащаемой руды — до 150 мм. Для увеличения контрастности магнитных свойств разделяемой смеси используют термообработку.
При магнитном обогащении на минеральное зерно в неоднородном магнитном поле действует магнитная сила Fмагн, которая определяется формулой:
где
ч — удельная магнитная восприимчивость, м3 / кг;
- магнитная сила поля, А2 / м3.
На результат s магнитной сепарации существенно влияет разница между удельными магнитными восприимчивостями ч1 и ч2 разделяемых зёрен, неоднородность поля сепаратора по величине магнитной силы и крупность частиц обогащаемого материала.
Отношение магнитных восприимчивостей разделяемых при обогащении рудных и нерудных зёрен называется коэффициентом селективности магнитного обогащения.
Для успешного разделения минералов в магнитных сепараторах необходимо, чтобы величина коэффициента селективности магнитного обогащения была не меньше 3 — 5.
Соответственно классификации процессов магнитного обогащения различаются и аппараты, в которых происходят эти процессы:
- магнитные сепараторы;
- дешламаторы;
- магнитогидростатические сепараторы;
- магнитогидродинамические сепараторы;
- электродинамические сепараторы;
- железоотделители;
- металлоразделители;
- устрройства для размагничивания и намагничивания материалов.
Разделение минеральных частиц по магнитным свойствам может осуществляться в трёх режимах:
Обогащение полезных ископаемых
... обогащении полезных ископаемых гравитационным методом. Его широко применяют при обогащении угля, руд и нерудного сырья. Магнитное обогащение полезных ископаемых основывается на неодинаковом воздействии магнитного поля на минеральные частички ... при обогащении полезных ископаемых способом фотометрической сепарации. ... процессами. Классификация процессов обогащения Переработка полезных ископаемых ...
- режим отклонения магнитных частичек характеризуется повышенной производительностью, но сниженой эффективностью процесса;
- режим удержания магнитных частичек характеризуется высоким извлечением магнитного компонента;
- режим извлечения магнитных частичек характеризуется высоким качеством магнитного продукта, но снижением его извлечения.
Современные магнитные сепараторы имеют эффективность разделения и производительность в 5-10 раз бомльшую, чем образцы середины ХХ столетия. В сравнении с другими методами себестоимость магнитной сепарации для кусковых сильномагнитных материалов самая низкая, для мелкодисперсных — вторая после самого дешёвого методу винтовой сепарации. Производительность сепараторов для кусковых руд достигает 500 т/час, для тонкоизмельчённых сильномагнитных — 200 т/час, слабомагнитных — 40 т/час.
Перспективность магнитного обогащения обуславливается непрерывным интенсивным развитием технологии производства магнитных материалов и техники сильных магнитных полей, параметры которых постоянно улкчшаются, а себестоимость обогащения снижается.
Глава 2. Электрическое обогащение полезных ископаемых
Электрическая сепарация (англ. electric separation; нем. Elektroscheidung f) — процесс разделения сухих частичек полезного ископаемого или материалов в электрическом поле по величине или знаку заряда, созданного на частичках в зависимости от их электрических свойств, химического состава, размеров.
Применение
Используется для доводки черновых концентратов алмазных и редкометаллических руд: титан-циркониевых, тантало-ниобиевых, оловянно-вольфрамовых, редкоземельных (монацит-ксенотимовых).
Менее распространена электрическая сепарация гематитовых руд, кварца и полевого шпата, обогащение калийных (сильвинитовых) руд, извлечения вермикулита и др.
Для обогащения полезных ископаемых, а также разделение по крупности (электроклассификация) используют разные электрофизические свойства: электропроводность, диэлектрическая проницаемость, поляризация трением, нагреванием и др.
Разновидности
В зависимости от способа создания на частичках заряда и его передачи в процессе электрической сепарации различают:
- электростатическую;
- коронную;
- диэлектрическую;
- трибоадгезионную сепарацию.
При электростатической сепарации разделение проводится в электростатическом поле, частички заряжаются контактным или индукционным способом. Разделение по электропроводности производится при столкновении частичек с электродом (например, с заряженной поверхностью барабана; электропроводящие частички при этом получают одноимённый заряд и отталкиваются от барабана, а неэлектропроводящие не заряжаются).
Создание разноимённых зарядов возможно при распылении, ударе или трении частичек о поверхность аппарата (трибоэлектростатическая сепарация).
Выборочная поляризация компонентов смеси возможна при контакте нагретых частичек с холодной поверхностью заряженного барабана (пироэлектрическая сепарация).
Коронная сепарация проводится в поле коронного разряда, частички заряжаются ионизацией. Коронный разряд создаётся в воздухе между электродом в виде острия или дрота и заземлённым электродом, например, барабаном; при этом проводящие частички отдают свой заряд заземлённому электроду. Частички также могут заряжаться ионизацией, например, радиационной.
Методы обогащения железных руд
... большей длины и подвижный конус меньшей высоты [2]. 1.3 Грохочение железный руда гравитационный обогащение После проведения второго этапа дробления, весь полученный продукт отправляется на грохот ... к измельчению в мельницах или подготовки его непосредственно к операциям обогащения, в случае, если руда с крупной вкрапленностью полезных минералов. Конусная дробилка это оборудование предназначенное ...
Диэлектрическая сепарация проводится за счёт пондеромоторных сил в электростатическом поле; при этом частички с разной диэлектрической проницаемостью движутся по разным траекториям.
Трибоадгезионная сепарация базируется на различиях в адгезии частичек после их электризации трением. Трение реализуется при транспортировании частичек по специальной подкладке, в кипящем слое при столкновении частичек друг с другом.
Возможны комбинированные процессы электрической сепарации: коронно-электростатический, коронно-магнитный и др. Относительно малая распространённость электрической сепарации объясняется высокой энергоёмкостью, необходимостью эксплуатации сложного высоковольтного оборудования (напряжением 20-60 кВ), а также требованием тщательного предварительного просушивания материала, что трудно обеспечить на обогатительных фабриках.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/magnitnoe-obogaschenie/
ископаемое магнитный электрический сепарация
1. Специализированное издание по вопросам обогащения полезных ископаемых — журнал «Обогащение руд».
2. Эйгелес М.А. Обогащение неметаллических полезных ископаемых, М., 1952.
3. Полькин С.И. Обогащение руд, М., 1953.
