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