Ćwiczenie: STÓŁ KONCENTRACYJNY

_________________________________________________________________________________________________________________

Opracowanie: dr inż. Urszula Kaźmierczak

I Wprowadzenie

    Separacja jest operacją oddzielenia wyróżnionego minerału od pozostałych. Separacja możliwa jest przez wykorzystanie charakterystycznej dla wyróżnionego minerału właściwości fizycznej, takiej jak gęstość, przewodnictwo elektryczne, magnetyzm, zwilżalność, kolor. Separacja składników nadawy jest tym lepsza, im bardziej zróżnicowane są ich właściwości.
    Wzbogacanie na stołach koncentracyjnych stosowane jest do rozdzielania minerałów różniących się gęstością, wielkością ziarn, ich kształtem i wpółczynnikiem tarcia o podłoże w płytkim laminarnym strumieniu wody płynącym po lekko nachylonej płaszczyźnie stołu, poruszającego się ruchem posuwisto-zwrotnym w płaszczyźnie poziomej prostopadle do kierunku ruchu wody.

    Na ziarno znajdujące się na powierzchni stołu koncentracyjnego działa siła wypadkowa F poruszająca ziarno:

F = F_p + F_w

gdzie:
F - siła wypadkowa działająca na ziemi,
F_p - wypadkowa siły bezwładności i siły tarcia,
F_w - siła wywołana działaniem nachylenia stołu i strugi wody.
Siła F_w składa się z:

F_w = F₁ + F₂ + F₃

gdzie:
F₁ - siła ciężkości ziarna, zależna od ρ ziarna w cieczy
F₂ - siła tarcia między ziarnem a powierzchnią stołu (równi pochyłej),
F₃ - napór cieczy na ziarno (zależne m.in. od wielkości ziarn).

Rys. 1. Siły działające na ziarna o dużej gęstości (F) i o małej gęstości (F'),
na stole koncentracyjnym

 

    Stoły o gładkiej powierzchni stosuje się do wzbogacania ziarn drobnych φ 2mm. Do wzbogacania ziarn grubszych na płytę stołu nakłada się szereg równoległych listew o jednakowej względnie zmniejszającej się w kierunku nachylenia stołu wysokości. Ogólnie dla grubszych uziarnień nadawy (3-0,5 mm) stosuje się listwy o wysokości maksymalnej 15 mm, dla nadawy o drobniejszym uziarnieniu (φ 0,25 mm) listwy mają wysokość 1-1,5mm.
    Zaletą stołów koncentracyjnych jest możliwość prowadzenia separacji dla ziarn bardzo drobnych (0,02 mm). Zastosowanie tych urządzeń jest jednak ograniczone ze względu na małą wydajność, która maleje wraz ze zmniejszaniem się uziarnienia nadawy (ok. kilku Mg/godz.).

frakcje pośrednie, odpady

Rys.2. Wachlarzowe smugi produktów na stole koncentracyjnym (a),
Stół koncentracyjny z listwami (b)

 

II Aparatura, urządzenia i materiały

• próbka mieszaniny minerałów (ok. 2 kg) - piasek morski + magnetyt

• stół koncentracyjny

• pojemniki odbierające wodę wraz z koncentratem, produktem pośrednim i odpadem

• suszarka

• waga laboratoryjna

• mikroskop

III Przebieg ćwiczenia

• zapoznać się z instrukcją bhp i instrukcją obsługi stołu koncentracyjnego

• przygotować stół koncentracyjny

• próbkę do badania umieścić w pojemniku

• włączyć dopływ wody

• uruchomić stół koncentracyjny i przeprowadzić separację na 4 produkty (koncentrat, półprodukt nr 1, półprodukt nr 2 i odpad)

• produkty separacji umieścić w suszarce

• określić zawartość procentową składnika użytecznego (magnetytu) w produktach separacji

IV Sprawozdanie

    Sprawozdanie jedno na grupę powinno zawierać opis eksperymentu, obliczenia i wykresy wybranych krzywych wzbogacania. Zalecana jest krzywych wzbogacalności Henry”ego.

Tabela wyników:
 

Produkty	γ  [%]	  [%]	γ    [%]	 (γ   ) [%]	 γ  [%]	 = (γ   )/ γ  [%]	  [%]	   [%]
K
P1
P2
O
N

 
gdzie:
γ - wychód produktu

 - zawartość składnika użytecznego (magnetytu)

 - zawartość składnika użytecznego w produktach łącznych

 = (γ   ) /  γ [%]

 - czysty uzysk składnika użytecznego [%]

 = (γ   )/  [%]

  - uzysk sumaryczny

   (γ   )/  [%] lub   (β  αγ [%]

Literatura:

1. Drzymała J., Podstawy mineralurgii, Wrocław 2001

2. Laskowski J., Łuszczkiewicz A., Przeróbka kopalin, Wrocław 1989

---