1. Systematyka procesów wzbogacania.
2. Wzbogacanie i jego produkty; bilansowanie procesu wzbogacania.
3. Ciecze ciężkie – definicja, podział, przeznaczenie, urządzenia wzbogacające w cieczy ciężkiej.
4. Analiza densymetryczna – definicja, cel.
5. Stoły koncentracyjne. Czynniki wpływające na wyniki wzbogacania na stołach koncentracyjnych.
6. Zasada działania osadzarki.
7. Czynniki wpływające na skuteczność rozdziału w osadzarce
8. Ocena dokładności rozdziału, wskaźniki dokładności rozdziału
9. Flotacja – istota procesu.
10. Czynniki wpływające na proces flotacji
11. Kąt zwilżania i jego pomiar.
12. Odczynniki flotacyjne – podział, przeznaczenie.
13. Podstawowe wskaźniki oceny procesów wzbogacania.
14. Krzywe wzbogacalności. Przykład dla nadaw o różnym stopniu wzbogacalności.
1. Systematyka procesów wzbogacania.
2.
Wzbogacanie i jego produkty; bilansowanie procesu wzbogacania.
Wzbogacanie
-
Podstawowa operacja przeróbcza stosowana dla większości kopalin
surowych w celu wyodrębnienia składnika użytecznego.
Dla każdego materiału surowego, w zależności od jego właściwości, można
dobrać taki proces technologiczny oraz takie metody wzbogacania, które będą
gwarantować optymalne parametry jakościowe produktów wzbogacania.
Dobór technologii wzbogacania poprzedzają badania wzbogacalności kopaliny.
Produkty:
Koncentrat – zbiór ziaren minerału użytecznego (składnika użytecznego)
wydzielonych w procesie wzbogacania, bez domieszki ziaren skały płonnej.
W warunkach przemysłowych, rzeczywistych, zależnie od dobranej technologii
procesu przeróbczego, nie zawsze można otrzymać czysty koncentrat.
Produkt pośredni (przejściowy) – zbiór ziaren stanowiących zrosty ziaren
składnika użytecznego z ziarnami skały płonnej. Zawartość składnika
użytecznego w całości tego produktu jest zbyt mała, aby nadawał się do
bezpośredniego wykorzystania.
Odpady – ziarna czystej skały płonnej. Mogą zawierać pewne ilości ziaren minerału użytecznego.
3. Ciecze ciężkie – definicja, podział, przeznaczenie, urządzenia wzbogacające w cieczy
ciężkiej
Cieczy ciężkiej używa się w urządzeniu zwanym flotownikiem lub maszyną flotacyjną.
4. Analiza densymetryczna
– definicja, cel.
5. Stoły koncentracyjne. Czynniki wpływające na wyniki wzbogacania na stołach
koncentracyjnych.
Stół koncentracyjny jest nachyloną pod pewnym kątem płytą poruszaną cyklicznie w
kierunku poziomym z określoną częstotliwością i amplitudą. Wzbogacanie na stołach
koncentracyjnych stosowane jest do rozdzielania minerałów istotnie różniących się gęstością
w płytkim laminarnym strumieniu wody, płynącym po nachylonej powierzchni płyty
prostopadle do kierunku jej ruchu. Różnica gęstości minerałów powoduje, że na rozdzielane
ziarna działają siły ciężkości i bezwładności proporcjonalne do ich masy, siły naporu
hydrodynamicznego, tarcia ziarn o płytę stołu oraz kąta nachylenia płaszczyzny stołu. W
procesie separacji nadawa jest rozdzielana zależnie od bilansu sił działających na cząstki. Na
ruch cząstki o większej gęstości większy wpływ ma siła bezwładności (dynamika ruchu), zaś
na cząstki o mniejszej gęstości – siła grawitacyjna (prostopadła do sił bezwładności). W
wyniku tych różnic można otrzymać kilka produktów rozdziału o różnej koncentracji
wyróżnionego minerału (patrz rys.1). W oparciu o uzyskane wyniki rozdziału można obliczyć
krzywą wzbogacalności, która jest podstawą projektowania i kontroli technologii
wzbogacania.
Na ziarno znajdujące się na powierzchni płyty stołu koncentracyjnego działa siła
wypadkowa F powodująca ruch ziarna:
F = F
p
+ F
w
gdzie:
F – siła działająca na ziarno,
F
p
– wypadkowa siły bezwładności i siły tarcia,
F
w
– siła wywołana działaniem nachylenia stołu i strugi wody. Na siłę F
w
składają
się trzy składowe:
F
w
= F
1
+ F
2
+ F
3
gdzie:
F
1
- siła grawitacji, zależna od gęstości (
) ziarna
F
2
- siła tarcia między ziarnem a powierzchnią stołu (równi pochyłej)
F
3
– siła naporu hydrodynamicznego cieczy na ziarno (zależne m.in. od
wielkości ziarn).
6. Zasada działania osadzarki.
Napęd mimośrodowy wprawia koryto górne napełnione wodą w pulsacje harmoniczne.
Woda pulsuje w rytm drgań zapewniając wymagany do rozdzielenia materiału ruch pionowy ziaren
materiału. Nadawa ulega przemieszczeniu wskutek nachylenia dna osadzarki, pulsacji materiału i
dzięki przepływowi górnej warstwy wody w kierunku wylotu maszyny. Równocześnie ruch roboczy
zapewnia rozwarstwienie produktu rozdzielanego wg gęstości. W końcowej części nośnika materiału
unoszony materiał górny wzgl. Produkt lekki (zwęglone drewno, muszle itp.) zostaje odprowadzony w
bok przez rynnę ustawioną poprzecznie do kierunku transportu materiału. Materiał opadający (kwarc,
żwir itp.) zostaje wyprowadzony do przodu przez jaz o regulowanej wysokości. Rozdzielone produkty
zostają następnie odwodnione w odpowiednich urządzeniach np. w rynnach wibracyjnych.
Wyróżniamy pare typów osadzarek:
-Przesiewacze wibracyjne
-Osadzarki i klasyfikatory pulsacyjne
-Mieszalniki
-Wzbogacalniki zawiesinowe typu DISA
-Przenośniki kubełkowe
-Podajniki
-Próbobiorniki i kwartowniki
7. Czynniki wpływające na skuteczność rozdziału w osadzarce.
Powszechnie stosowanym urządzeniem do grawitacyjnego wzbogacania węgla jest osadzarka
pulsacyjna. Istotnym czynnikiem skuteczności procesu rozdziału w osadzarce jest charakterystyka
wzbogacalności węgla surowego.
— transportu materiału w korycie roboczym,
— stopnia rozluzowania wzbogacanego materiału,
— ilości, wielkości i rodzaju (gęstość) ziaren przepadających przez pokład sitowy,
— prędkości i natężenia przepływu pulsacyjnego strumienia wody.
.
8. Ocena dokładności rozdziału, wskaźniki dokładności rozdziału
Oceny dokładności rozdziału dokonujemy poprzez analize wykresu i obliczenie wskaźników
dokładności rozdziału takich jak
-rozproszenie prawdopodobne Ep – zdefiniowane jako
T stanowią odczytane z krzywej rozdziału wartości gęstości dla rzędnych odpowiednio 75% i 25%.
Dla idealnego rozdziału Ep=0.
-imperfekcja I – wskaźnik porównawczy dla różnych gęstości rozdziału wyrażony w postaci
9. Flotacja – istota procesu.
Flotacja – metoda wzbogacania wykorzystująca różnice we własnościach powierzchniowych
minerałów, dodatkowo zwiększone przez zastosowanie substancji powierzchniowo czynnych. Model
jakościowy procesu flotacji jest następujący: ziarna hydrofobowe, słabo zwilżalne wodą, przyczepione
do pęcherzyków powietrza wynoszone są nad powierzchnię mętów flotacyjnych - do piany. Ziarna
hydrofilne, dobrze zwilżane przez wodę - toną. Dla umożliwienia tworzenia się trwałych w pewnym
określonym stopniu pęcherzyków powietrza oraz umożliwienia powstawania zjawiska przyczepiania
się do nich określonych ziarn materiału surowego — wprowadza się do zawiesiny flotacyjnej
odczynniki flotacyjne, stanowiące w procesie wzbogacania flotacyjnego istotny czynnik
technologiczny rozdziału kopaliny surowej.
10. Czynniki wpływające na proces flotacji
1. czynniki charakteryzujące zawiesinę flotacyjną takie jak: zagęszczenie
części stałych w zawiesinie, skład ziarnowy, kształt ziarn, gęstość ziarn,
właściwości fazy rozpraszającej, temperatura,
2. czynniki związane z warunkami odczynnikowymi: postać, rodzaj oraz ilość
stosowanych odczynników, sposób i kolejność ich podawania, czas
kontaktu odczynnika z zawiesiną flotacyjną,
3. czynniki wynikające z właściwości mineralogiczno-strukturalnych fazy
stałej w zawiesinie flotacyjnej, w tym fizykochemicznych właściwości
powierzchni ziarn,
4. czynniki związane z konstrukcją i zasadą działania maszyny flotacyjnej,
takie jak sposób i stopień napowietrzania zawiesiny flotacyjnej,
intensywność mieszania, czas retencji flotacji, sposób odbioru produktu
pianowego.
11. Kąt zwilżania
Kąt zwilżania, kąt przyścienny – kąt utworzony przez powierzchnię płaską ciała stałego i płaszczyznę
styczną do powierzchni cieczy graniczącej z ciałem stałym lub do powierzchni rozdziału dwóch
stykających się cieczy
[1]
γ jest napięciem powierzchniowym
na granicy faz,
a indeksy oznaczają:
L – ciecz,
G – gaz lub druga ciecz,
S – ciało stałe.
Mierzy się go robiąc mikrofotografię kropli cieczy na powierzchni ciała stałego.
12. Odczynniki flotacyjne
- spieniacze – związki organiczne, które adsorbują się na granicy rozdziału ciecz-gaz, obniżając
napięcie powierzchniowe i umożliwiając tworzenie się obfitej piany,
- zbieracze – adsorbują się selektywnie na powierzchni ziarn tylko wybranych minerałów,
hydrofobizując ich powierzchnię i w efekcie umożliwiają ich skuteczne wyniesienie do piany,
- modyfikatory – związki przeważnie nieorganiczne, które mają za zadanie regulację działania
zbieraczy w kierunku polepszenia skuteczności i selektywności flotacji (aktywatory, depresory,
regulatory pH).
13. Podstawowe wskaźniki oceny procesów wzbogacania.
Alfa, lambda, gamma – zawartości składnika użytecznego w nadawie, koncentracie i odpadzie.
Uzysk
Uzysk skumulowany
Współczynnik wzbogacania
Krzywe Henrego
nadawie
w
skladnika
zawartosc
produkcie
w
skladnika
zawartosc
k
nadawie
w
skladnika
zawartosc
produkcie
w
skladnika
zawartosc
K
0
20
40
60
80
100
, %
0
20
40
60
80
100
, %
idealne
mieszanie
brak
wzboga
cania
rzeczywiste
wzbogacanie
m
=
/
idealne
wzbogacanie
14. Krzywe wzbogacalności