WYKŁAD 5

WUT Mining Engineering

Technologia 

Technologia 

wzbogacania 

wzbogacania 

grawitacyjnego

grawitacyjnego



Gęstość minerałów

Gęstość minerałów



Bezpośrednie i pośrednie 

Bezpośrednie i pośrednie 

wykorzystanie różnic w gęstości 

wykorzystanie różnic w gęstości 

minerałów.

minerałów.



Wzbogacanie w głębokim i płytkim 

Wzbogacanie w głębokim i płytkim 

strumieniu wody

strumieniu wody



wzbogacanie w cieczach ciężkich

wzbogacanie w cieczach ciężkich



wzbogacanie w strumieniu wirującym

wzbogacanie w strumieniu wirującym

1

m                   10m                100m              1000m            1cm                    10cm       

1

10

100

1 000

10 000

100 000

Wielkość ziarna, 

m

Klasyfikacja hydrauliczna

Hydrocyklony                    

 

(węgiel)

Stoły koncentracyjne 

Kolor, postać

Wielkość ziarn

Gęstość (ciecze ciężkie)

Stoły szlamowe

Płuczki strumieniowe, stożki Reicherta 

Gęstość i wilkość ziarn 

Separator Bartles-Mozley

Separatory wirówkowe

Flotacja                                

(węgiel)

Flokulacja selektywna

Mokra  separacja magnetyczna LI 

Mokra  separacja magnetyczna HI (wysokie natężenie) 

Sucha  separacja magnetyczna LI

Separatory strumieniowo-zwojowe

Sortowanie (przebieranie)

Hydrocyklony

      

Separatory głębokie    Separatory płytkie 

(rudy)    

Stoły powietrzne                    

  (węgiel)

Wychwytywanie

Przewodnictwo elektrycz.

                Osadazarki                       

węgiel

Mokre       Przesiewanie     Suche

własności powierzchniowe

podatność magnetyczna

Separacja elektryczna

węgiel 

Rozpuszczalność

Sep. taśmowy Bartles

 os. promieniowe

MINERAŁ 

WZÓR CHEMICZNY 

ZAWARTOŚĆ SKŁADNIKA 

UŻYTECZNEGO 

GĘSTOŚĆ 

10

3

 kg/m

3

 

PODATNOŚĆ 

MAGN.m

3

/kg•10

-9

 

Złoto rodzime 

Au; Au(Ag, Cu) 

50 - 95% Au 

15.6  -  18.3 

 

Piryt 

FeS

2

 

46.6% Fe, 53.4% S 

4.9 - 5.2 

2,6- 16.0 

Kowelin 

CuS 

66.5% Cu 

4.6 

– 0.4 

Chalkozyn 

Cu

2

S 

78.9% Cu 

5.5 

– 0.3 

Bornit 

2Cu

2

S•CuS•FeS 

63.6% Cu 

4.5 - 5.4 

0.8 - 8.6 

Chalkopiryt 

CuFeS

2

 

34.64% Cu 

4.2 - 4.3 

0.8 - 2.0 

Malachit 

Cu

2

[(OH)

2

 CO

3

] 

57.49% Cu 

4.00 

 

Galena 

PbS 

86.6% Pb 

7.4 - 7.6 

– 0.8

-

 

Sfaleryt 

ZnS 

67.1% Zn 

3.0 - 4.2 

– 0.4 

Hematyt 

Fe

2

O

3

 

70% Fe 

5.0 - 5.2 

500 - 2.800 

Magnetyt 

FeO•Fe

2

O

3

 

72.4% Fe 

4.9 - 5.2 

685 000  

Ilmenit 

FeO•TiO

2

 

52.6% TiO

2

 

4.5 - 5.0 

140-1600 

Kasyteryt 

SnO

2

 

78.8% Sn 

6.8 - 7.0 

-1,7- +2140 

Dolomit 

CaCO

3

•MgCO

3

  30.4% CaO; 21.91 MgO 

2.85 

157-340 

Skalenie 

(Na,Ca,K)AlSi

3

O

8

 

~11 - 16% (Na+K)

2

O 

2.50 - 2.76 

 

Kalcyt 

CaCO

3

 

56.0% CaO 

2.70 

< 0 

Kwarc 

SiO

2

 

 -  

2. 50 - 2.65 

– 4.0 

 

Podstawowe kryterium koncentracji grawitacyjnej 

Podstawowe kryterium koncentracji grawitacyjnej 

w skali przemysłowej

w skali przemysłowej

c

L

c

H

gr

K















gdzie

gdzie





H

H

 

 

- gęstość uwolnionego jednorodnego minerału 

- gęstość uwolnionego jednorodnego minerału 

cięższego

cięższego





L

L

 -

 -

 gęstość uwolnionego jednorodnego minerału 

 gęstość uwolnionego jednorodnego minerału 

lżejszego

lżejszego





c

c

 

 

- gęstość ośrodka

- gęstość ośrodka

Jeśli:

Jeśli:

 

 

          

          





K

K

gr

gr





 >

 >

 2.5

 2.5

   

   

to separacja grawitacyjna jest 

to separacja grawitacyjna jest 

skuteczna dla wszystkich klas ziarnowych od 

skuteczna dla wszystkich klas ziarnowych od 

najdrobniejszych do najgrubszych

najdrobniejszych do najgrubszych

2.50 > 

2.50 > 





K

K

gr

gr





 > 1.75

 > 1.75

 

 

  

  

to separacja grawitacyjna jest 

to separacja grawitacyjna jest 

skuteczna

skuteczna

            

            

dla klas ziarnowych o średnicach  

dla klas ziarnowych o średnicach  





 0.15 - 

 0.15 - 

0.25 mm

0.25 mm

1.75 > 

1.75 > 





K

K

gr

gr





 > 1.50

 > 1.50

 

 

 

 

 to separacja grawitacyjna jest 

 to separacja grawitacyjna jest 

skuteczna

skuteczna

           

           

dla klas ziarnowych o średnicach 

dla klas ziarnowych o średnicach 





 1.5 mm

 1.5 mm

1.25 < 

1.25 < 





K

K

gr

gr





 < 1.50

 < 1.50

 

 

 

 

to separacja grawitacyjna jest 

to separacja grawitacyjna jest 

skuteczna

skuteczna

           

           

dla klas ziarnowych o średnicach  

dla klas ziarnowych o średnicach  





  10.0 

  10.0 

mm

mm





K

K

gr

gr





 < 1.25

 < 1.25

 

 

 to separacja grawitacyjna 

 to separacja grawitacyjna 

nie jest 

nie jest 

możliwa

możliwa

Jeśli d

Jeśli d

1

1

= d

= d

2

2

 to 

 to 

przy 

przy 





s1

s1

 < 

 < 





s2

s2

m

m

1

1

 < m

 < m

2

2

 

 

i wówczas  

i wówczas  

v

v

1

1

< v

< v

2 

2 

, 

, 

Na ziarna o jednakowych 

Na ziarna o jednakowych 

rozmiarach zanurzone w 

rozmiarach zanurzone w 

cieczy poruszają się z 

cieczy poruszają się z 

predkością:

predkością:

OPADANIE SWOBODNE ZIARN W 

OPADANIE SWOBODNE ZIARN W 

O

O

Ś

Ś

RODKACH P

RODKACH P

Ł

Ł

YNNYCH

YNNYCH

 

 

kie

ru

n

e

k

 

kie

ru

n

e

k

 

ru

ch

u

ru

ch

u

d

1

d

2

v

v

2

2

v

v

1

1

Wzór 

Allena 

dla 

zakresu 

Wzór 

Allena 

dla 

zakresu 

przej

przej

ść

ść

iowego (ziarna 0,1-1,0 mm):

iowego (ziarna 0,1-1,0 mm):





3

c

2

c

s

2

d

k











v

Wzór Newtona - Rittingera dla ruchu 

Wzór Newtona - Rittingera dla ruchu 

burzliwego (ziarna >1 mm):

burzliwego (ziarna >1 mm):

 

 

, m/s

, m/s

c

c

s

3

d

k











v

   

   

Wzór  Stokesa  na  pr

Wzór  Stokesa  na  pr

ę

ę

dko

dko

ść

ść

  opadania  ziarna 

  opadania  ziarna 

kulistego (dla ruchu laminarnego), dotyczy ziarn 

kulistego (dla ruchu laminarnego), dotyczy ziarn 

o rozmiarach   0,01 - 0,1 mm

o rozmiarach   0,01 - 0,1 mm

, m/s











c

s

2

1

d

k

v

W

W

spó

spó

ł

ł

czynnik równoopadania

czynnik równoopadania

 

 

v

v

1

1

 = 

 = 

v

v

2

2

 

 

np. dla ziarn grubych >1mm w wodzie,  d

np. dla ziarn grubych >1mm w wodzie,  d

c

c

=1000 

=1000 

kg/m

kg/m

3

3

:

:

1000

1000

1000

1000

2

1

2

3

1

3







s

s

d

k

d

k







d

d

1

2

e

d

d

s

s









1

2

1

2

1000

1000





Jeśli     

Jeśli     

        

        

to im mniejsza warto

to im mniejsza warto

ść

ść

 

 

e

e

, 

, 

 tym 

 tym 

mniejsza jest ostro

mniejsza jest ostro

ść

ść

 rozdzia

 rozdzia

ł

ł

u

u

 

 

 

s

s

2

1



Schemat osadzarki t

Schemat osadzarki t

ł

ł

okowej

okowej

 

 

1 - koryto robocze 
2 - dno sitowe lub rusztowe koryta roboczego 
3 - tłok 
4 - mimośród napędzający tłoki 

5 - komora tłokowa 
6 - króciec doprowadzający wodę dolną 
7 - otwory odprowadzające wodę dolną 

 

v

v

t 

t 

– prędkość tłoka

– prędkość tłoka

u – prędkość  wody

u – prędkość  wody

       

       

pod sitem

pod sitem

u

u

s

s

 –  prędkość  wody 

 –  prędkość  wody 

        

        

nad sitem

nad sitem



- kąt obrotu 

- kąt obrotu 

mimośrodu

mimośrodu

      

      

napędzającego 

napędzającego 

tłok

tłok

 

 

Zależność prędkości tłoka v

t

, 

wody pod (u) i nad sitem (u

s

) 

osadzarki

od kąta obrotu mimośrodu

i drogi  ziaren z- lekkich i z

1

-

ciężkich

Zasada rozdziału grawitacyjnego w 

Zasada rozdziału grawitacyjnego w 

płytkim strumieniu wody

płytkim strumieniu wody

 

 

Zasada wzbogacania na 
stożkach Reicherta

Zasada rozdziału grawitacyjnego na stole 

koncentracyjnym

Zakresy skutecznej wydajno

Zakresy skutecznej wydajno

ś

ś

ci sto

ci sto

łów

łów

 

 

koncentracyjnych Wilfley i Holman

koncentracyjnych Wilfley i Holman

Zasada wzbogacania w separatorach 

strumieniowo-zwojowych

Układ wzbogacania

Układ wzbogacania

 

 

drobnych ziarn

drobnych ziarn

 

 

węgla kamiennego

węgla kamiennego

Rodzaj urządzenia

L.p.

Parametr

stół kon-

centra-

cyjny

separator

strumie-

niowy

sep.

strum.-

stożkowy

separator

strum.-

zwojowy

1. 

zawartość frakcji minerałów ciężkich

w nadawie, % masowe

11,8

12,5

11,8

12,2

2. 

wychód koncentratu minerałów cięż-

kich, %

17

21

21,2

30,2

3. 

zawartość frakcji minerałów ciężkich

w koncentracie, % masowe

56,3

55,2

51,2

37,1

4. 

uzysk frakcji minerałów ciężkich w

koncentracie, %

81,1

92,7

92,0

91,8

5. 

stopień wzbogacania

4,8

4,4

4,3

3,0

6. 

wydajność jednostkowa (właściwa),

Mg·h

-1

·m

-2

 powierzchni roboczej se-

paratora

0,10-0,14 1,30-2,00 1,00-1,50 0,40-0,60

7. 

zużycie jednostkowe energii

w KW·h

-1

·Mg

-1

0,83

-

-

-

8. 

zużycie wody, m

3

·Mg

-1

4,0

1,5

1,5

6,0

Schemat budowy separtora 

Schemat budowy separtora 

wirówkowego  typu Knelson

wirówkowego  typu Knelson

Falcon SB2500 - Construction

Laboratoryjny separtor wirówkowy 

Laboratoryjny separtor wirówkowy 

firmy Knelson

firmy Knelson

XD70

Tanco Tantalum 

Tanco Tantalum 

Flowsheet

Flowsheet

FALCON C1000

FALCON C1000

FALCON C400

FALCON C400

Tailing

Tailing

Product

Product

Recycle stream

Recycle stream

SHAKING TABLE

SHAKING TABLE

Typowy układ grawitacyjnego wydzielania koncentratu złota w układzie 

Typowy układ grawitacyjnego wydzielania koncentratu złota w układzie 

flotacji lub ługowania z użyciem separatorów wirówkowych Knelsona

flotacji lub ługowania z użyciem separatorów wirówkowych Knelsona

TAILINGS

CONCENTRATES

AUTOMATED 

KNELSON 

CONCENTRATORS

STATIC 

SCREEN 

HOPPERS

CYCLONE OVERFLOW

TO LEACH OR FLOTATION

CYCLONES

FEED

ROD MILL

BALL MILL

TABLE

SLURRY PUMP

FINAL

CONCENTRATE

Zasada działania separatora z cieczą 

Zasada działania separatora z cieczą 

ciężką płytkiego

ciężką płytkiego

Obciążnik

Gęstość

 obciążnika, kg/m

3

maksymalna gę-

stość cieczy

ciężkiej, kg/m

3

Piasek kwarcowy

2600

1500

Magnetyt FeO Fe

2

O

3

4900-5200

2500

Zelazokrzem (15-20% Si)

6500-7000

3200

Baryt, BaSO

4

4100-4500

3000

Piryt, FeS

2

4900-5200

3000

Wypałki pirytowe

4600-5000

3000

Galena, PbS

7500

3400

Obciążniki cieczy ciężkich 

zawiesinowych

Układ technologiczny separatora WEMCO z 

Układ technologiczny separatora WEMCO z 

magnetytową cieczą ciężką do wzbogacania węgla 

magnetytową cieczą ciężką do wzbogacania węgla 

kamiennego

kamiennego

1 - zbiornik sto

1 - zbiornik sto

ż

ż

kowy

kowy

2 - cz

2 - cz

ęść

ęść

 cylindryczna

 cylindryczna

3 - zgarniak

3 - zgarniak

4 - zgarniak 

4 - zgarniak 

dwuskrzydłowy

dwuskrzydłowy

5 - rynna przelewowa

5 - rynna przelewowa

6 - podno

6 - podno

ś

ś

nik

nik

7- rynna doprowadzaj

7- rynna doprowadzaj

ą

ą

ca 

ca 

nadaw

nadaw

ę

ę

8

8

 - przystawka uchylna

 - przystawka uchylna

 

 

Separtor z cieczą ciężką 

Separtor z cieczą ciężką 

głęboki typu IWAR

głęboki typu IWAR

1 - separator z cieczą 

1 - separator z cieczą 

ciężką

ciężką

2 - zbiornik cieczy ci

2 - zbiornik cieczy ci

ęż

ęż

kiej 

kiej 

c.c.

c.c.

3 - zbiornik rozdzielczy

3 - zbiornik rozdzielczy

4 - zbiornik cieczy ci

4 - zbiornik cieczy ci

ęż

ęż

kiej 

kiej 

       

       

rozrzedzonej

rozrzedzonej

 

 

5 - przesiewacz z 

5 - przesiewacz z 

natryskiem

natryskiem

 

 

6 - mieszalnik do 

6 - mieszalnik do 

przygotowania

przygotowania

 

 

      

      

cieczy ci

cieczy ci

ęż

ęż

kiej

kiej

7 - przesiewacze 

7 - przesiewacze 

obciekowo- 

obciekowo- 

      

      

przemywaj

przemywaj

ą

ą

ce 

ce 

(koncentratu      

(koncentratu      

      

      

i odpadu)

i odpadu)

8 - regulator cieczy 

8 - regulator cieczy 

ciężkiej

ciężkiej

9 - klasyfikator zwojowy

9 - klasyfikator zwojowy

10- demagnetyzator

10- demagnetyzator

11- separator 

11- separator 

magnetyczny

magnetyczny

12- hydrocyklon 

12- hydrocyklon 

5

Dyna Whirlpool 

Dyna Whirlpool 

separator

separator



Laskowski J., Łuszczkiewicz  A., 

Laskowski J., Łuszczkiewicz  A., 

Przeróbka kopalin. 

Przeróbka kopalin. 

Wzbogacanie surowców mineralnych

Wzbogacanie surowców mineralnych

. Skrypt 

. Skrypt 

Politech-niki Wrocławskiej, Wrocław 1989

Politech-niki Wrocławskiej, Wrocław 1989



Drzymała J. 

Drzymała J. 

Podstawy mineralurgii

Podstawy mineralurgii

. Oficyna Wydawni-

. Oficyna Wydawni-

cza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001

cza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001



Blaschke Z. i inni, Górnictwo Cz.V. 

Blaschke Z. i inni, Górnictwo Cz.V. 

Zarys technologii 

Zarys technologii 

procesów 

procesów 

przeróbczych

przeróbczych

,

,

 Skrypt AGH, Kraków, 1983

 Skrypt AGH, Kraków, 1983



Blaschke W. 

Blaschke W. 

Technologia wzbogacania 

Technologia wzbogacania 

grawitacyjnego

grawitacyjnego

. T.1,Wyd. Śląsk, Katowice; T.2 i 3, 

. T.1,Wyd. Śląsk, Katowice; T.2 i 3, 

Wyd. Inst. Gosp. Sur. Min. , Kraków 2001

Wyd. Inst. Gosp. Sur. Min. , Kraków 2001



Laskowski T, Błaszczyński S., Ślusarek M.., 

Laskowski T, Błaszczyński S., Ślusarek M.., 

Wzbogacanie kopalin w cieczach ciężkich

Wzbogacanie kopalin w cieczach ciężkich

. Wyd. 

. Wyd. 

Śląsk, Katowice 1979.

Śląsk, Katowice 1979.



Burt R.O., 1984, 

Burt R.O., 1984, 

Gravity concentration technology

Gravity concentration technology

,

,

 

 

Elsevier, Amsterdam

Elsevier, Amsterdam

Literatura pomocnicza

Literatura pomocnicza