Лекція No 8

3. Комбіноване збагачення за тертям і пружністю

Цей метод застосовується при отриманні міцного щебеню для виробництва високоякісних (марочних) бетонів. При цьому використовуються відмінності в коефіцієнті відновлення, швидкості і коефіцієнті тертя частинок, що розділяються. Принцип комбінованого збагачення реалізований у сепараторі М.К.Тимченка (Рис. 8.1).

Рис. 8.1. Схема однобарабанного сепаратора М.К. Тимченка

З бункера матеріал надходить у стабілізатор траєкторії, що дозволяє зміщати точку подачі матеріалу на барабан на величину а відносно його осі. Взаємодіючи з барабаном, частинки вапняку з високим коефіцієнтом відновлення відскакують від нього, глинисті частинки деформуються і виносяться барабаном у хвости.

Регулювання сепаратора здійснюється зміною точки подачі матеріалу на барабан і частоти обертання барабана. При необхідності перечисток використовують 2-барабанний сепаратор.

На розділенні за пружністю і контактною міцністю основане збагачення талькових руд. Процес реалізовується в сепараторові ВНИИНеруд, представленому на рис. 8.2. Тальк має меншу контактну міцність і коефіцієнт відновлення, ніж вмісні породи. При попаданні на обертовий барабан грудки породи закручуються і відкидаються на рифлену площину, звідти у приймач. Грудки тальку, потрапляючи на зуби барабана, зминаються, набувають меншої швидкості і розвантажуються у відповідний приймач.

Рис. 8.2. Схема сепаратора ВНИИНеруд

4. Збагачення за формою

Цей процес застосовується для матеріалів, що розрізнюються формою грудок компонентів (вугілля, сланці, слюда, азбестові руди). При дробленні гірських порід на щебінь у дробленому продукті з'являються частинки довгастої форми, погіршуючи якість бетону.

Для розділення частинок різної форми використовують наступні способи:

1. Грохотчення на спеціальній просіваючій поверхні.

2. Розділення за різною швидкістю руху частинок, зумовленою відмінностями в їх формі.

3. Розділення за площею контакту частинки з робочою поверхнею апарата.

4. Комбіновані способи розділення.

4.1. Для виділення слюди, що має пластинчасту форму, застосовують дахоподібний грохот, поверхня якого утворена зі спеціальних кутастих конструкцій.

Рис. 8.3. Грохоти для виділення слюди: а - дахоподібний грохот; б - дахоподібний грохот з вертикальними перегородками

Для ефективної роботи грохота товщина пластинки слюди h не повинна перевищувати її максимальне значення h_max, яке, в свою чергу, повинно бути меншим від розміру щілини грохота d_c, тобто h_max< d_c.

Імовірність виділення пластинки слюди зростає, якщо дахоподібний грохот обладнаний вертикальними перегородками (Рис. 8.3 б).

У промисловості для виділення слюди у вибої (вибійний сирець) застосовується грохот СМ-13. Схеми переробки слюди залежать від якості руди. За вмістом зросткiв виділяють три типи руд:

1. до 5 % - бідна зростками;

2. 5 - 20 % - середня;

3. > 20 % - багата зростками.

На рис. 8.4 наведено прості технологічні схеми збагачення слюдяних руд за формою (а, б).

Для розділення ґранату і слюди (крупністю менше 5 мм) за різною швидкістю руху, зумовленою відмінностями в їх формі, застосовують поличний сепаратор (Рис. 8.5). Розділення відбувається за швидкостями руху частинок на сході з трампліна, кут повороту якого можна регулювати. Ефект розділення посилюється завдяки парусностi слюди.

Рис. 8.4. Схеми збагачення слюдяних руд за формою

Рис. 8.5. Поличний сепаратор

4.3 Для розділення за формою і парусністю застосовують площинний сепаратор (Рис. 8.6), який забезпечений розгінним майданчиком 1, відбивним виступом 3, розвантажувальною щілиною 4. Особливiсть сепаратора - наявність перфорованого майданчика 2 перед відбивним виступом. Через перфорацію продувається повітря, яке перекидає частинки слюди через відбивний виступ. Селективнiсть розділення посилюється завдяки високій парусності плоских частинок слюди.

Рис. 8.6. Площинний сепаратор

4.4 Відцентровий сепаратор оснований на відмінності у формі, терті, швидкості руху частинок, які розділяють. Сепаратор складається з диска і кільця, які обертаються в одному напрямі, але з різними швидкостями (Рис. 8.7).

1 – диск;
2 – кiльце
ω₂ > ω₁
Рис. 8.7. Відцентровий сепаратор

При переході з диска на кільце плоскі частинки закручуються навколо вертикальної осі і набувають стабільної пологої траєкторії. Округлі частинки розвантажуються за більш крутою траєкторією.

5. Термоадгезiйний метод збагачення

Цей метод уперше було використано у США. Метод включає дві технологічні операції:

8. Селективний нагрів компонентів, які розділяють.

9. Селективне закріплення по-різному нагрітих компонентів на термопластичнiй поверхні.

Селективний нагрів компонентів оснований на їх відмінності в оптичних, теплових, електричних та теплопровідних властивостях. Як нагріваючи можуть бути використані джерела інфрачервоного, індукційного, надвисокочастотного випромінювання.

Селективне закріплення по-різному нагрітих компонентів здійснюється на термочутливiй поверхні за рахунок її розм'якшення. Фіксація відбувається при охолоджуванні місця контакту частинки і термочутливої поверхні.

Основні вимоги до термочутливого шару - це стабільність температури його розм'якшення (точка пластифiкацiї).

Умова розділення: Т₁ > Т_с > Т₂, де Т₁ і Т₂ - температура частинок, що розділяються; Т_с - температура термочутливого шару.

Для зниження витрат енергії потрібно здійснити поверхневий нагрів, який повинен відбуватися в ідентичних для всіх частинок умовах.

Результатом нагріву є відмінність у силі прилипання F_п частинок до термочутливої поверхні. F_п1 > F_п2, де F_п1 і F_п2 - відповідно сила прилипання 1-го і 2-го компонентів.

Промислове застосування отримав спосіб селективного нагріву частинок різної прозорості. Схема сепаратора наведена на рис. 8.8. Сепаратор призначений для відокремлення NaCl від доломіту і ангiдриту.

Після відсівання класу 0-6 мм селективно нагрітий матеріал з барабанного грохота подається моношаром на конвеєр з термопластичним покриттям. Покриття складається з суміші полімерів Piccolastic А-25 і А-50, розрахованих на температуру пластифiкацiї 25-50 ^оC. Витрата смоли (полімерів) 0.45 г/т початкового матеріалу.

Продуктивність Q = 32.2 т/год, вилучення NaCl ε = 96.9 %, β = 98.2%. Сепаратор розроблений інститутом Battele Memorial (США).

Рис. 8.8. Схема термоадгезiйного сепаратора

Конструкція сепаратора включає наступні елементи:

Барабанний грохот з параметрами: D = 2.4 м, L = 7.3 м, n = 2.7 хв. ^{– 1}.

Лампи інфрачервоного випромінювання 120 кВт (240 шт).

Формувач моношарового потоку.

Пристрій реґенерації термопластичного покриття.

Конвеєр з термопластичним покриттям.

Щітку зйому прилиплого продукту.

У лабораторному сепараторі (Рис. 8.9) Єкатеринбурзького гірничого інституту (ЄГІ, Росія) нагрів матеріалу здійснюється в умовах вільного падіння. Як термопластичне покриття використано парафін. Температура джерела нагріву 1150 ^оК. Тривалість нагріву 0.25 с. Споживана потужність нагрівача - 2 кВт. Діаметр барабана 0.6 м. Частота обертання 6 хв^-1. Продуктивнiсть 0.3 т/год. Крупнiсть частинок 1.5- 3 мм.

Дослідженнями встановлена можливість збагачення мінералів за їх теплопровідністю: графіту, хромiту, каситериту, вольфрамiту і т.д., що зустрічаються разом з малотеплопровідними крупнокристалічними мінералами: галiтом, сильвіном, флюоритом, кварцом, кальцитом і дрібнозернистими світлими мінералами: каоліном, бокситом, магнезитом.

Рис. 8.9. Термоадгезiйний сепаратор ЄГІ

вгору