MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Arkadiusz Pawlikowski
Prowadzenie procesu wzbogacania kopalin 311[15].Z4.06
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
dr in\
. Jan Kania
mgr in\
. Grzegorz Merta
Opracowanie redakcyjne:
mgr in\
. Danuta Pawełczyk
Konsultacja:
mgr in\
. Gabriela Poloczek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[15].Z4.06
 Prowadzenie procesu wzbogacania kopalin , zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik górnictwa podziemnego.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 6
3. Cele kształcenia 7
4. Materiał nauczania 8
4.1. Wiadomości wstępne dotyczące przeróbki mechanicznej 8
4.1.1. Materiał nauczania 8
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
15
4.1.3. Ćwiczenia 15
4.1.4. Sprawdzian postępów
16
4.2. Klasyfikacja mechaniczna, hydrauliczna i aerodynamiczna 17
4.2.1. Materiał nauczania
17
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
38
4.2.3. Ćwiczenia 38
4.2.4. Sprawdzian postępów
39
4.3. Wzbogacanie, wzbogacanie grawitacyjne, flotacja 40
4.3.1. Materiał nauczania
40
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
55
4.3.3. Ćwiczenia 56
4.3.4. Sprawdzian postępów
57
4.4. Odwadnianie produktów wzbogacania, chemiczne wzbogacanie kopalin 58
4.4.1. Materiał nauczania
58
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
65
4.4.3. Ćwiczenia 65
4.4.4. Sprawdzian postępów
66
5. Sprawdzian osiągnięć 67
6. Literatura 73
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy dotyczącej procesów wzbogacania
kopalin.
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć ju\
ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
- cele kształcenia  wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
- materiał nauczania  podstawowe wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,
- zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy ju\
opanowałeś treści zawarte
w rozdziałach,
- ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
- sprawdzian postępów,
- sprawdzian osiągnięć  przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, \
e dobrze pracowałeś podczas zajęć i \
e nabyłeś wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,
- wykaz literatury.
W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące klasyfikacji
mechanicznej, rozdrabniania, uławiania pyłu, wzbogacania, flotacji, odmulania, odwadniania,
suszenia i oczyszczania wód płuczkowych.
Informacje zamieszczone w poradniku mogą zostać rozszerzone w oparciu o literaturę
dodatkowÄ… zgodnie z zaleceniami nauczyciela.
Z rozdziałem Pytania sprawdzające mo\
esz zapoznać się:
- przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania. Analiza tych pytań wska\
e Ci na
jakie treści nale\
y zwrócić szczególną uwagę w trakcie zapoznawania się z rozdziałem
Materiał nauczania,
- po opanowaniu rozdziału Materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy, która
będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Poradnik zawiera, po ka\
dym rozdziale, propozycję ćwiczeń celem zdobycia przez
Ciebie umiejętności praktycznych, przydatnych w pracy zawodowej. Podczas wykonywania
ćwiczeń zwróć uwagę na zalecenia nauczyciela dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy.
Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdz
poziom swojej wiedzy i umiejętności
wykonując Sprawdzian postępów. Analiza wyniku tego sprawdzianu wska\
e Ci treści,
których jeszcze nie opanowałeś i do których powinieneś wrócić.
Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości będzie stanowiło
dla nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel mo\
e posłu\
yć się zadaniami
testowymi.
W poradniku jest zamieszczony sprawdzian osiągnięć, który zawiera przykład takiego
testu oraz instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania
sprawdzianu i przykładową kartę odpowiedzi, na której będziesz zakreślał właściwe
odpowiedzi spośród zaproponowanych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w kopalni, w warsztatach, bÄ…dz
w laboratoriach ośrodków
mechanizacji górnictwa musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpo\
arowych, wynikajÄ…cych z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
311[15].Z4
Eksploatacja górnicza złó\

311[15].Z4.01
Udostępnianie i przygotowywanie
zło\
a do eksploatacji
311[15].Z4.02
Klasyfikowanie systemów
eksploatacji złó\

311[15].Z4.03
Dobieranie obudów górniczych
311[15].Z4.04 311[15].Z4.05
311[15].Z4.06
Przewietrzanie kopalń U\
ytkowanie środków
Dobieranie metod
strzałowych
i organizowanie procesu
wzbogacania kopalin
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- stosować jednostki układu SI,
- przeliczać jednostki,
- rozró\
niać podstawowe wielkości mechaniczne i elektryczne oraz ich jednostki,
- analizować proste schematy kinematyczne części maszyn,
- wykonywać rysunki części maszyn,
- analizować układy hydrauliczne i pneumatyczne,
- posługiwać się podstawowymi zagadnieniami dotyczącymi przeróbki mechanicznej,
- charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy obsłudze maszyn
i urządzeń mechanicznych,
- korzystać z ró\
nych z
ródeł informacji,
- obsługiwać komputer,
- współpracować w grupie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- określić zadania metod wzbogacania kopalin,
- wyjaśnić budowę i zasadę działania urządzeń do klasyfikacji mechanicznej kopalin,
- rozró\
nić klasyfikację wodną, hydrauliczną oraz aerodynamiczną,
- scharakteryzować operacje przeróbcze kopalin,
- scharakteryzować sposoby wzbogacania,
- scharakteryzować wzbogacanie mechaniczne,
- wyjaśnić zasadę działania wzbogacalników z cieczą cię\
kÄ…,
- scharakteryzować proces flotacji,
- obsłu\
yć urządzenia do procesu flotacji,
- scharakteryzować odwadnianie produktów wzbogacania,
- dobrać i skontrolować urządzenia odwadniające,
- zdefiniować chemiczne metody przeróbki kopalin,
- zanalizować schemat technologiczny procesu wzbogacania kopalin,
- określić kolejność operacji w procesie wzbogacania,
- sporządzić podstawowe dokumenty stosowane w dziale marketingu,
- zaplanować działania dotyczące promocji i sprzeda\
y kopalin,
- zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpo\
arowej
podczas obsługi urządzeń do wzbogacania kopalin.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Wiadomości wstępne dotyczące przeróbki mechanicznej
4.1.1. Materiał nauczania
Przeróbka mechaniczna jest to zespół czynności (operacji) mechanicznych
i technologicznych, którym poddaje się surową kopalinę u\
ytecznÄ… w celu uzyskanie jej
przydatności przemysłowej, przez usunięcie z jej składu zanieczyszczeń skałą płonną,
zwiększenie koncentracji składnika u\
ytecznego oraz przygotowanie tej kopaliny do
określonych procesów technologicznych przetwarzania jej na produkty końcowe. Ostateczna
forma kopaliny u\
ytecznej przygotowanej przez przeróbkę mechaniczną, jest ustalana
warunkami technologicznymi dalszego jej przetwarzania lub bezpośredniego u\
ytkowania.
Cel przeróbki:
- jakościowy podział (wzbogacanie),
- ilościowy podział (klasyfikacja).
Przeróbce mechanicznej podlegają praktycznie wszystkie kopaliny u\
yteczne, takie jak:
węgiel kamienny i brunatny, rudy \
elaza, cynku, cyny, ołowiu, rudy innych metali, złoto,
srebro, miedz
i jej rudy, siarka, materiały ceramiczne, surowce budowlane i chemiczne oraz
wiele innych kopalin wymagajÄ…cych wzbogacania, oczyszczania oraz przygotowania do
celów przemysłowych, np.: ze względu na wielkość ziaren, skład ziarnowy itp.
Przeróbka mechaniczna, o odpowiednio wysokim stopniu jej rozwoju, oddaje niezwykle
cenne usługi wielu przemysłom, umo\
liwiając tworzenie nowych wartości z odpowiednio
przygotowanego surowca. Dla przykładu mo\
na wymienić niektóre przemysły oraz. kopaliny
u\
yteczne przygotowywane dla nich przez przeróbkę mechaniczną:
- przemysł hutniczy: rudy \
elaza, rudy metali nie\
elaznych, rudy metali rzadkich, węgiel
koksowy, węgiel energetyczny, topniki (wapień, kwarc, fluoryt), materiały ogniotrwałe
(magnezyt, dolomit, glina, grafit, korund, kwarc, cyrkon, chromit, andaluzyt),
- energetyka: węgiel kamienny, węgiel brunatny,
- odbiorcy materiałów opałowych: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf (do odbiorców
tych zalicza się np. kolejnictwo, większość przemysłów pobierających energię z pary,
gospodarkÄ™ komunalnÄ…, gospodarstwa domowe itp.),
- przemysł rolny: nawozy sztuczne i surowce do ich produkcji (apatyt, fosforyty, sole
potasowe i magnezowe), środki do walki ze szkodnikami (talk, kaolin, baryt), środki do
poprawy struktury roli (gips, wapień, dolomit),
- przemysł budowlany: kamień budowlany, piasek, glina, surowce cementowe (wapień,
kreda, margiel),
- przemysł chemiczny: węgiel kamienny i brunatny jako surowiec do chemicznej przeróbki
węgla, siarka, apatyt, fluoryt, baryt, wapień, halit, sylwin, kwarc, azbest itp.,
- przemysł szklarski i ceramiczny: kwarc, kaolin, fluoryt.
W przeróbce mechanicznej kopalin u\
ytecznych obowiÄ…zuje specjalistyczna
terminologia, która umo\
liwia jednoznaczne określanie zjawisk oraz czynności
technologicznych i technicznych, zachodzących w procesach przeróbczych, a tak\
e
produktów otrzymywanych w procesie przeróbczym.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Kopalina u\
yteczna jest to naturalny surowiec mineralny, który przy aktualnym stanie
technologii i techniki przetwarzania mo\
e być w sposób ekonomiczny zu\
ytkowany
w gospodarce narodowej do wytwarzania innych form tego surowca w postaci dostosowanej
do bezpośredniego u\
ycia lub stanowiÄ…cej surowiec produkcyjny. W przewa\
ajÄ…cej liczbie
przypadków kopalina u\
yteczna musi być poddana ściśle określonym procesom przeróbczym,
które mają za zadanie zwiększenie udziału składnika u\
ytecznego w jednostce masy lub
objętości przez usunięcie z kopaliny wyjściowej składników nieu\
ytecznych. Kopalina
u\
yteczna mo\
e mieć fizycznie postać stałą (np. węgiel, ruda \
elaza, rudy metali nie\
elaznych
itp.), ciekłą (ropa, wody mineralne) i gazową.
Minerały są to występujące w skorupie ziemskiej naturalne związki chemiczne lub
pierwiastki rodzime.
Minerały u\
yteczne są to naturalne związki chemiczne lub pierwiastki rodzime, w których
składzie występują pierwiastki stanowiące wartościowy surowiec. Jest to zatem określenie
w pewnym zakresie jednoznaczne z określeniem kopalina u\
yteczna. Do minerałów zalicza
siÄ™ pierwiastki, siarczki, halogenki, tlenki i wodorotlenki, azotany, borany, siarczany,
fosforany i arseniany, krzemiany oraz zwiÄ…zki organiczne.
Materiał surowy jest to kopalina u\
yteczna kierowana do procesów przeróbczych; określana
jest ona równie\
terminem nadawa.
Skała płonna - terminem tym określa się skały wydzielone w procesach przeróbczych, które
w przeróbce określonej kopaliny uwa\
ane sÄ… za nieu\
yteczne. Skała płonna wydzielona
w procesach przeróbczych nosi równie\
nazwę odpady. W niektórych przypadkach odpady
mogą zawierać równie\
składniki u\
yteczne i wówczas stanowią one wtórny materiał surowy,
który mo\
e być przerabiany (wzbogacany) w innym, odpowiednio dostosowanym procesie
przeróbczym.
Zakład przeróbczy jest to pomieszczenie przemysłowe, budowla lub zespół budowli,
wyposa\
onych w maszyny przeróbcze i urządzania pomocnicze  rozmieszczone
w odpowiedniej kolejności  wykonujące operacje technologiczne (przeróbcze) konieczne do
uzyskania maksymalnej koncentracji składnika u\
ytecznego w produkcie końcowym, jego
składu ziarnowego itp.
Operacje technologiczne przeróbcze są to czynności wykonywane, w odpowiednio
dobranej kolejności, na materiale surowym oraz na otrzymywanych produktach wzbogacania
(produktach procesu przeróbczego), które mają na celu wyodrębnienie z materiału surowego
maksymalnej ilości składnika u\
ytecznego.
Ze względu na ich charakter operacje przeróbcze dzieli się na:
- przygotowawcze,
- główne,
- uzupełniające,
- pomocnicze,
- usługowe.
Operacje przygotowawcze stanowią zespół czynności mechanicznych, prowadzonych
w odpowiednich maszynach i urzÄ…dzeniach, fizykomechanicznych itp., koniecznych do
przygotowania nadawy do procesów przeróbczych. W większości przypadków stosowanie
operacji przygotowawczych jest niezbędne do wykonania podstawowych procesów
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
przeróbczych. Operacje przygotowawcze są równie\
konieczne w trakcie prowadzenia
kompleksowego procesu technologicznego i stosowane są jako czynności międzyoperacyjne.
Operacje główne są to te wszystkie czynności technologiczne na materiale surowym
i produktach procesu przeróbczego, które mają na celu nadanie im własności
umo\
liwiających jego przemysłowe zu\
ycie. Operacje główne, określane równie\
jako
operacje zasadnicze, są następujące:
- klasyfikacja mechaniczna, przesiewanie,
- klasyfikacja hydrauliczna,
- klasyfikacja aerodynamiczna,
- rozdrabianie,
- wzbogacanie obejmujące: wzbogacanie ręczne, grawitacyjne, flotację, wzbogacanie
elektromagnetyczne i magnetyczne, elektrostatyczne i inne,
- odwadnianie,
- odpylanie,
- odmulanie,
- rozmywanie,
- suszenie,
- brykietowanie,
- peletyzacja.
Podział czynności technologicznych na operacje główne i pomocnicze nie jest podziałem
sztywnym. W układzie (schemacie) technologicznym operacje główne mogą mieć charakter
operacji przygotowawczych przed innym podstawowym procesem technologicznym.
Przykładem tego rodzaju mo\
e być odmulanie materiału przed procesem wzbogacania,
wzbogacanie wstępne przed procesem podstawowego (ostatecznego) wzbogacania itp.
Prowadzenie pełnego zaprojektowanego procesu technologicznego przeróbki materiału
surowego wymaga wprowadzenia wielu operacji pomocniczych i operacji usługowych.
Do operacji pomocniczych nale\
Ä…:
- wyładowanie materiału surowego z urządzeń transportowych, którymi wydobywa się
kopalinÄ™ u\
yteczną na powierzchnię, tj. skipów, wozów, przenośników itp.,
- transport materiału surowego i produktów wzbogacania w zakładzie przeróbczym
pomiędzy maszynami i urządzeniami, wykonującymi określone operacje technologiczne,
- składowanie (magazynowanie) materiału surowego, koncentratów i innych produktów
u\
ytecznych zakładu przeróbczego,
- zwałowanie odpadów otrzymywanych w procesie przeróbczym,
- zasilanie maszyn i urządzeń przeróbczych (np. w ośrodek wzbogacający, czynnik
wzbogacajÄ…cy itp.),
- wa\
enie materiału surowego i produktów wzbogacania,
- załadunek produktów do wagonów lub innych środków transportowych.
Do operacji usługowych zalicza się:
- gospodarkę wodno-mułową, która obejmuje zagadnienia dostarczania, rozdziału i bilansu
wody roboczej i transportowej w operacjach wzbogacania materiału surowego,
odmulania lub jego transportu; do zadań gospodarki wodno-mułowej nale\
y równie\

oczyszczanie wody roboczej i przygotowanie jej do wtórnego wykorzystania w obiegu
roboczym w zakładzie przeróbczym oraz uzupełniania jej strat;
- gospodarkÄ™ powietrznÄ…, zajmujÄ…cÄ… siÄ™ dostarczaniem powietrza jako czynnika roboczego
w procesach wzbogacania, odpylania, klasyfikacji aerodynamicznej itp. oraz jego
bilansowania w obiegach roboczych; do gospodarki powietrznej nale\
y równie\
jego
oczyszczanie z zawiesin stałych;
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
- gospodarkę cieplną, obejmującą zagadnienia dostarczania lub wytwarzania ciepła 
o odpowiednich parametrach  zu\
ywanego do procesów technologicznych, np. do
termicznego suszenia produktów wzbogacania, aglomeracji i pra\
enia rud itp. oraz
opracowywania bilansów zapotrzebowania i zu\
ycia ciepła; gospodarka cieplna obejmuje
równie\
ogrzewanie zakładu przeróbczego;
- gospodarkÄ™ energetycznÄ…, zajmujÄ…cÄ… siÄ™ problemami dostawy i zu\
ycia energii
elektrycznej w procesach technologicznych np. przy: wzbogacaniu
elektromagnetycznym, wzbogacaniu elektrostatycznym itp.; gospodarka energetyczna
obejmuje równie\
zagadnienia dostawy i zu\
ycia energii do napędu maszyn i urządzeń
w zakładzie przeróbczym; automatyzację procesów przeróbczych, która obejmuje
zagadnienia scentralizowanego, dyspozytorskiego ruchu zakładu, automatyzację
procesów technologicznych w zakresie zasilania nadawą maszyn, automatyzację gęstości
czynnika wzbogacajÄ…cego, regulacjÄ™ i sterowanie przebiegiem procesu technologicznego
itp.;
- kontrolę techniczną przebiegu operacji przeróbczych, kontrolę jakości produktów
wzbogacania pomiędzy kolejnymi procesami przeróbczymi i kontrolę jakości produktów
końcowych.
Zadaniem klasyfikacji mechanicznej jest podział materiału surowego lub produktów
wzbogacania na określone wymiarami grupy ziaren. Klasyfikację mechaniczną wykonuje się
na przesiewaczach wyposa\
onych w sita o ustalonym wymiarze otworów. Klasyfikację
mechaniczną określa się równie\
terminem przesiewanie. Wymiary otworów w sitach
u\
ywanych do klasyfikacji ustala projekt technologiczny, opracowany specjalnie dla procesu
technologicznego ka\
dej kopaliny.
KlasyfikacjÄ™ mechanicznÄ…, w zale\
ności od jej charakteru technologicznego, dzieli się na:
- klasyfikacją wstępną lub klasyfikację, je\
eli wydzielone grupy ziaren kierowane sÄ… do
dalszych operacji przeróbczych; otrzymywane w tej operacji grupy ziaren nazywa się
klasami ziarnowymi;
- sortowanie, je\
eli wydzielone grupy ziaren stanowiÄ… gotowy produkt handlowy;
wydzielone w tym procesie grupy ziaren nazywa siÄ™ sortymentami handlowymi.
Klasy ziarnowe i sortymenty określone są wymiarami podawanymi w milimetrach, przy
czym wymiary górny i dolny ka\
dej grupy ziaren określane są wymiarami otworów sit
zastosowanych do klasyfikacji.
Wszystkie ziarna mieszczące się pomiędzy dolnym i górnym wymiarem otworów sit
roboczych stanowiÄ… ziarna zasadnicze klasy ziarnowej lub sortymentu. Ziarna o wymiarach
mniejszych od dolnego wymiaru noszą nazwą podziarna, natomiast ziarna większe od
wymiaru górnego noszą nazwę nadziarna.
Wymiary klas ziarnowych określane są przez technologów przeróbki mechanicznej na
podstawie wymagań procesu technologicznego, a wynikają one ze szczegółowych badań
technologicznych materiału surowego. Dokładne określenie wymiarów klas ziarnowych ma
na celu uniknięcie  nieraz bardzo znacznych  strat kopaliny u\
ytecznej w procesach
technologicznych oraz ograniczenie do minimum niepotrzebnego wkładu energii na
zbyteczne operacje przeróbcze lub ich niewłaściwy dobór.
Klasyfikację hydrauliczną przeprowadza się w ośrodku wodnym. Stosuje się ją wyłącznie
do materiałów nierozpuszczalnych w wodzie oraz materiałów silnie wilgotnych lub mokrych,
których podziału nie mo\
na dokonać mechanicznie na przesiewaczach. Wyjątek stanowią te
materiały suche, które - po klasyfikacji hydraulicznej  kierowane są do mokrych procesów
przeróbczych, a zastosowanie tej operacji jest z tego powodu celowe i korzystne. Klasyfikację
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
hydrauliczną przeprowadza się w strumieniu wody płynącym po nachyleniu lub w strumieniu
wznoszącym się z określoną prędkością. Klasyfikację hydrauliczną dzieli się na:
- wymiarową, w której  przy odpowiednim dobraniu prędkości płynącego lub
wznoszącego się strumienia wody  otrzymuje się grupy ziaren o zało\
onych
(wymaganych) granicach ich wymiaru dolnego i górnego; klasyfikacja tego rodzaju
spełnia zadania klasyfikacji mechanicznej;
- grawitacyjną, w której otrzymuje się grupy ziaren o tych samych gęstościach, niezale\
nie
(w pewnych określonych granicach) od ich wymiaru; klasyfikacja hydrauliczna
grawitacyjna jest procesem technologicznym zaliczonym do procesu wzbogacania.
Klasyfikację aerodynamiczną prowadzi się w ośrodku powietrznym lub gazowym
w poziomym lub wznoszącym się strumieniu ośrodka zastosowanego do rozdziału.
KlasyfikacjÄ™ aerodynamicznÄ… dzieli siÄ™ tak samo jak klasyfikacjÄ™ hydraulicznÄ… na:
- wymiarowÄ…,
- grawitacyjną, która zaliczona jest równie\
do procesu wzbogacania.
Wzbogacanie nale\
y do podstawowych (zasadniczych) operacji przeróbczych w większości
kopalin u\
ytecznych. Proces wzbogacania prowadzi siÄ™ we wzbogacalnikach. Wzbogacanie
materiału surowego polega na rozdziale nadawy na ziarna o z góry określonym tym samym
składzie mineralogicznym. W wyniku takiego rozdziału otrzymuje się co najmniej dwa
produkty, a mianowicie: koncentrat  zawierający maksymalną ilość ziaren u\
ytecznych, oraz
odpady  zawierajÄ…ce ziarna o nieprzydatnym do dalszego u\
ytkowania składzie
mineralogicznym. W wielu przypadkach w materiale surowym znajdują się ziarna będące
zrostami ziaren u\
ytecznych i płonnych. Je\
eli w procesie wzbogacania ziarna te ulegajÄ…
wyodrębnieniu, stanowią one dodatkowy produkt wzbogacania; produkt ten nosi nazwę
produktu pośredniego lub produktu przejściowego.
Koncentrat jest to zbiór ziaren minerału u\
ytecznego bez domieszki ziaren skały płonnej.
Poniewa\
w przemysłowym procesie wzbogacania, w zale\
ności od dobranej technologii
procesu przeróbczego, nie zawsze mo\
na otrzymać  w ścisłym tego słowa znaczeniu - czysty
koncentrat, przeto odpowiednie normy określają dla ka\
dego rodzaju technologii
wzbogacania dopuszczalną zawartość ziaren produktu pośredniego i ziaren skały płonnej
w koncentracie. Ziarna te stanowiÄ… zanieczyszczenie koncentratu.
Produkt pośredni lub przejściowy jest to zbiór ziaren, stanowiących zrosty ziaren minerału
u\
ytecznego z ziarnami skały płonnej, przy czym zawartość minerału u\
ytecznego w całości
tego produktu jest zbyt mała, aby nadawał się on do bezpośredniego zu\
ycia. Równie\
i dla
tego produktu odpowiednie normy technologiczne określają dopuszczalną zawartość w nim
ziarna minerału u\
ytecznego i skały płonnej.
Odpady są to ziarna czystej skały płonnej. Odpady mogą równie\
zawierać pewne ilości
ziaren minerału u\
ytecznego lub ziaren produktu pośredniego (w wyniku niedokładności
procesu technologicznego lub jego niewłaściwego doboru) - maksymalne ich ilości określają
odpowiednie normy technologiczne; ziarna u\
yteczne i zrosty stanowiÄ… straty w odpadach.
Dla ka\
dego materiału surowego, w zale\
ności od jego składu mineralogicznego i
własności przeróbczych, mo\
na dobrać taki proces technologiczny oraz takie metody
wzbogacania, które będą gwarantować jak najmniejsze zanieczyszczenie koncentratu i jak
najni\
sze straty minerału u\
ytecznego w odpadach.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
W technologii procesów wzbogacania wykorzystuje się własności fizyczne
i fizykochemiczne ziaren kopaliny u\
ytecznej i ziaren skały płonnej, ró\
niące je pomiędzy
sobÄ… i umo\
liwiające dokonanie ich rozdziału.
Do własności tych nale\
y zaliczyć ró\
nice:
- w zabarwieniu i połysku ziaren,
- w kształcie ziaren i ich wymiarach,
- współczynnika tarcia ziaren po powierzchni, po której się poruszają,
- w sprÄ™\
ystości ziaren,
- w gęstości ziaren,
- we własnościach optycznych, elektrycznych i magnetycznych,
- własności fizykochemicznych powierzchni ziaren,
- w występujących własnościach chemicznych.
Biorąc za podstawą ró\
nice we własnościach fizycznych i fizykochemicznych ziaren
kopaliny u\
ytecznej i skały płonnej, opracowano wiele metod technologii ich wzbogacania,
a mianowicie:
- wzbogacanie ręczne, w którym wykorzystuje się ró\
nice w zabarwieniu i połysku ziaren,
- wzbogacanie wykorzystujące ró\
nice kształtu i wymiaru ziaren kopaliny u\
ytecznej
i skały płonnej,
- wzbogacanie wykorzystujące ró\
nice współczynnika tarcia,
- wzbogacanie wykorzystujące ró\
nice sprÄ™\
ystości ziaren spadających na twardą lub
sprÄ™\
ystÄ… powierzchniÄ™,
- wzbogacanie grawitacyjne, wykorzystujące ró\
nice gęstości ziaren wchodzących w skład
materiału surowego,
- wzbogacanie wykorzystujące własności elektrostatyczne i magnetyczne składników
kopaliny surowej,
- wzbogacanie flotacyjne, wykorzystujące ró\
nice własności fizykochemicznych
powierzchni ziaren,
- wzbogacanie wykorzystujące własności optyczne, radiometryczne, biologiczne
i chemiczne składników kopaliny surowej.
Na podstawie podanych ju\
technologii procesów przeróbczych wyró\
nia siÄ™:
- wzbogacanie wstępne w przodkach eksploatacyjnych,
- wzbogacanie ręczne (w zakładach przeróbczych),
- wzbogacanie grawitacyjne,
- wzbogacanie magnetyczne (elektromagnetyczne) i elektrostatyczne,
- wzbogacanie flotacyjne,
- inne metody wzbogacania, do których zalicza się wzbogacanie według kształtu i wymiaru
ziaren, ró\
nicy współczynnika tarcia, sprę\
ystości itp., wzbogacanie optyczne,
radiometryczne, ogniowe, biologiczne i chemiczne.
Flotacja jest to wzbogacanie fizykochemiczne, czyli rozdział materiału surowego według
zdolnoÅ›ci unoszenia siÄ™ w oÅ›rodku ciekÅ‚ym. W procesie tym wzbogaca siÄ™ ziarna od 5 µm do
1 mm (w praktyce 0,5 mm). Do rozdziału wykorzystuje się własności fizykochemiczne
ziarna.
Rozdrabianie polega na pomniejszaniu wymiaru ziaren materiału surowego lub produktów
wzbogacania. Rozdrabianie prowadzi siÄ™ w kruszarkach. Stosuje siÄ™ je w celu uzyskania
kruszywa o wymaganym wymiarze ziaren lub w celu oddzielenia zrośniętych ziaren minerału
u\
ytecznego od ziaren skały płonnej. Tę ostatnią operację przeprowadza się na surowej
kopalinie u\
ytecznej lub na produkcie przejściowym. Rozdrabianie surowej kopaliny
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
u\
ytecznej stosuje się wówczas, gdy drobne ziarna minerału u\
ytecznego są wpryśnięte
i rozproszone w masie skały płonnej.
Odwadnianie jest to wydzielanie wody z produktów wzbogacania lub z innych produktów,
pochodzących z procesów technologicznych prowadzonych na mokro. Stopień odwodnienia
produktów uzale\
niony jest od doboru właściwych urządzeń odwadniających lub od
wymagań procesu technologicznego; je\
eli odwadnianie jest zabiegiem międzyoperacyjnym,
to zadaniem tego procesu mo\
e być tylko częściowe odwodnienie produktu.
Odpylanie polega na usunięciu z nadawy lub z produktów procesu przeróbczego ziaren
najdrobniejszych, które mogą stanowić w wielu operacjach przeróbczych ziarno ucią\
liwe,
zwłaszcza przy stosowaniu mokrych technologii przeróbczych. W niektórych przypadkach
odpylanie ma na celu wydzielenie najdrobniejszych ziaren, stanowiących gotowy, końcowy
produkt.
Odmulanie stosuje się wówczas, gdy materiał surowy lub produkty procesu
technologicznego sÄ… wilgotne lub mokre i nie ma mo\
liwości ich odpylenia.
Rozmywanie jest to operacja, mająca na celu wymycie skał ilastych z kopalin u\
ytecznych,
które w stanie surowym zanieczyszczone są tego rodzaju dodatkową skałą płonną,
utrudniającą prowadzenie procesów przeróbczych. Gdy skała ilasta stanowi jedyne
zanieczyszczenie kopaliny u\
ytecznej, wówczas rozmywanie jest operacją główną.
Suszenie stosuje się wówczas, gdy odwadnianie produktów wzbogacania jest
niewystarczajÄ…ce, a odbiorcy lub warunki technologiczne dalszego u\
ytkowania koncentratów
wymagają dokładnego usunięcia wody i wilgoci. W operacji tej mo\
na uzyskać produkty
powietrzno-suche.
Brykietowanie polega na formowaniu z drobnych ziaren koncentratu zwięzłych brył
(brykietów) o określonym kształcie i wymiarach. Brykietowaniu podlega wiele koncentratów
kopalin u\
ytecznych, np. drobne klasy ziarnowe węgla kamiennego i brunatnego do celów
grzewczych lub przeznaczone do chemicznej ich przeróbki, drobne ziarna koncentratów rud 
ze względu na konieczność usprawnienia dalszych procesów technologicznych hutniczych
itp. Brykietowania dokonuje się przez prasowanie pod ciśnieniem  w odpowiednich formach
i przy u\
yciu materiału wią\
ącego - drobno uziarnionego materiału.
Peletyzacja (grudkowanie) jest odmianÄ… procesu brykietowania, przy czym w procesie
peletyzacji tworzenie bryłek koncentratu przebiega bez stosowania prasowania bryłek drobno
uziarnionego materiału. Formowanie bryłek zapoczątkowane jest powstawaniem tzw.
zarodków, utworzonych z drobnych ziaren wilgotnego materiału powiązanych ze sobą
mostkami wodnymi. Zarodki powstajÄ… w obrotowych grudkownikach zasilanych drobno
uziarnionym wilgotnym materiałem. W czasie toczenia się zarodków następuje ich stopniowe
powiększanie się przez przywieranie do ich powierzchni dalszych ziaren wilgotnego
materiału, ich zgęszczanie się, a\
do przybrania kształtu zwartej kulistej bryłki.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest przeróbka mechaniczna?
2. Co to jest kopalina u\
yteczna?
3. Jakie znasz operacje przeróbcze?
4. Jakie znasz operacje przeróbcze główne?
5. Co to jest klasyfikacja hydrauliczna?
6. Co to jest wzbogacanie?
7. Co to jest flotacja?
8. Co to jest rozdrabianie?
9. Co to jest odwadnianie?
10. Co to jest odpylanie?
11. Co to jest klasa ziarnowa?
12. Jakie znasz sortymenty węgla?
13. Co to jest koncentrat, produkt pośredni, odpady?
14. Co to jest brykietowanie?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dopasuj definicję do opisu operacji przeróbczej.
Sposób wykonania ćwiczenia.
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych definicje dotyczące przeróbki kopalin,
3) zapamiętać definicje,
4) rozpoznać charakteryzowane przez nauczyciela operacje przeróbcze,
5) opisać rozpoznane operacje.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Sklasyfikuj wskazane przez nauczyciela procesy przeróbcze.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji,
2) dokonać analizy procesów przeróbczych na podstawie opisów,
3) rozpoznać i sklasyfikować operację,
4) opisać operacje przeróbcze.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) omówić rodzaje klasyfikacji kopalin?
1
1

2) opisać technologię procesu wzbogacania?
1
1

3) rozró\
niać operacje główne, pomocnicze i usługowe?
1
1

4) zdefiniować operacje przeróbcze?
1
1

5) opisać wzbogacanie fizykochemiczne?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
4.2. Klasyfikacja mechaniczna, hydrauliczna i aerodynamiczna
4.2.1. Materiał nauczania
Podstawowe wiadomości o klasyfikacji mechanicznej
Materiał surowy wydobyty w kopalni stanowi zbiór ziaren o wymiarach od
najdrobniejszego pyłu do ziaren o du\
ych rozmiarach, niekiedy dochodzÄ…cych nawet do
500 mm. Materiał ten jest równocześnie w większym lub w mniejszym stopniu
zanieczyszczony skałą płonną równie\
o podobnym uziarnieniu. Kopalina u\
yteczna
wydobyta w tej postaci  niezale\
nie od swej wartości u\
ytkowej  nie nadaje siÄ™ ani do
bezpośredniego u\
ytkowania, ani do bezpośredniego wzbogacania.
Materiał surowy nale\
y zatem uprzednio przygotować przez jego podział na grupy ziaren
określone w projekcie technologicznym.
Przesiewanie prowadzi siÄ™ na przesiewaczach wyposa\
onych w jedno lub kilka sit
roboczych. Sita, w najprostszym swym wykonaniu, są to blachy stalowe z wytłoczonymi
otworami okrągłymi, kwadratowymi lub o innym kształcie, rozmieszonymi równomiernie na
całej powierzchni blachy.
Podczas przesiewania materiału na sicie wyposa\
onym w jedno sito robocze otrzymuje
siÄ™ dwa produkty, a mianowicie:
- górny (odsiew),którego wszystkie ziarna mają wymiar większy od wymiaru roboczego
otworów w sicie,
- dolny (przesiew), którego wszystkie ziarna mają wymiar mniejszy od wymiaru roboczego
otworów w sicie.
Przesiewanie mo\
e być operacją:
- główną, je\
eli produkty przesiewania nadają się do bezpośredniego skierowania do zbytu,
a więc stanowią gotowe produkty handlowe,
- przygotowawczÄ…, w przypadku gdy otrzymane klasy ziarnowe kierowane sÄ… do dalszych
operacji przeróbczych,
- uzupełniającą, je\
eli przesiewa się produkty wzbogacania lub produkty końcowe, które
wymagają usunięcia nadziarna lub podziarna.
W przypadku przesiewania materiału surowego lub produktów wzbogacania na kilku
sitach stosuje się ró\
ne układy sit, uporządkowane według wymiarów otworów. Układ sit
według wymiarów otworów wynika z zało\
eń procesu technologicznego lub wymagań rynku
zbytu.
Dokładność przesiewania nie zawsze jest dostatecznie wysoka i część ziaren drobnych
zawsze pozostaje w produkcie górnym. Je\
eli się zało\
y, \
e wydajność przesiewacza dobrano
prawidłowo do ilości podawanego na przesiewacz materiału w jednostce czasu, to
przyczynami małej dokładności procesu mogą być:
- niekorzystny okresowy skład ziarnowy nadawy, w której znajduje się nadmierna ilość
ziaren drobnych i najdrobniejszych, lub fakt, \
e przy projektowaniu procesu przesiewania
nie przewidziano pogorszenia się składu ziarnowego;
- nadmierna wilgotność powierzchniowa nadawy, która szczególnie niekorzystnie wpływa
na efekt przesiewania ziaren drobnych, powodujÄ…c ich sklejanie siÄ™ oraz oklejanie
otworów sit bardzo drobnymi ziarnami (mułem); bardzo częstym zjawiskiem w takim
przypadku jest przyklejanie siÄ™ ziaren drobnych i bardzo drobnych do powierzchni ziaren
grubych i przechodzenie ich w ten sposób do produktu górnego;
- kształt ziaren, a więc występowanie w nadawie ziaren w kształcie płytek lub słupków,
które z trudnością przechodzą przez kwadratowe lub okrągłe otwory sita;
- znaczna ilość ziaren o wymiarze bardzo zbli\
onym do wymiaru otworów, które bardzo
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
często wpadają częściowo w otwory sita, klinują je i w ten sposób przerywają proces
przesiewania; zjawisko to występuje szczególnie przy przesiewaniu materiału na
przesiewaczach o mało energicznym wstrząsaniu przesiewanym materiałem.
Analizą sitową nazywa się badania składu ziarnowego materiału surowego lub produktów
wzbogacania. AnalizÄ™ sitowÄ… przeprowadza siÄ™ na specjalnych sitach uporzÄ…dkowanych
kolejno od sit o otworach największych do najmniejszych. Kolejność wymiarów otworów
ustala technolog w zale\
ności od rodzaju kopaliny u\
ytecznej, wymiaru największych
i najmniejszych ziaren w tym materiale i przeznaczenia wykonywanej analizy sitowej.
Proces przesiewania materiału przez otwory sita roboczego będzie przebiegał w sposób
prawidłowy, je\
eli materiał załadowany na początek sita roboczego będzie poruszał się po
jego powierzchni równomierną warstwą, na całej jego szerokości, a ka\
de ziarno znajdujÄ…ce
się w dowolnym miejscu w tej warstwie będzie mogło znalez
ć się na powierzchni sita.
Wówczas ziarna o wymiarze mniejszym od wymiaru otworów będą mogły przez te otwory
przejść do produktu dolnego. Zatem dla zapewnienia ruchu ziarna przesiewanego materiału
konieczne jest wywołanie ruchu warstwy tego materiału.
Ruch materiału po powierzchni roboczej sita mo\
e być wywołany:
- nachyleniem powierzchni roboczej sita pod kątem większym od kąta tarcia
przesiewanego materiału po jego powierzchni;
- ruchem elementów stanowiących sito, mogą to być np. ruchome rusztowiny
w przesiewaczach rusztowych,
- ruchem skrzyni sitowej, który jest wywołany urządzeniem napędowym połączonym ze
skrzynią sitową łącznikami, układem dz
wigni lub urządzeniem napędowym
wbudowanym w skrzyniÄ™ sitowÄ…,
- ruchem samego sita roboczego (drganiami) przy nieruchomej skrzyni sitowej.
Drgania skrzyni sitowej  sita lub ruch elementów tworzących sito ma nie tylko zapewnić
ruch postępowy przesiewanego materiału po powierzchni roboczej sita, a tym samym ciągłość
procesu przesiewania, ale równie\
umo\
liwić tak\
e rozluzowanie warstwy przesiewanego
materiału, aby wszystkie ziarna o wymiarze mniejszym od wymiaru otworów w sicie
roboczym mogły przemieścić się z wy\
szych warstw przesiewanego materiale ku dołowi  na
powierzchnię roboczą sita  i przejść przez jego otwory.
Ruch skrzyni sitowej przesiewacza mo\
e być:
- wahadłowy podłu\
ny lub poprzeczny,
- wahadłowy ró\
nicowy,
- kołowy w płaszczyz
nie pionowej,
- kołowy w płaszczyz
nie poziomej,
- kołowo-wahadłowy,
- wibracyjny,
- obrotowy (ruch obrotowy całego przesiewacza),
Ruch sita roboczego mo\
e być:
- wibracyjny,
- prostoliniowy ciągły.
Sita robocze
Powierzchnię roboczą przesiewaczy, na której przebiega proces przesiewania, stanowią
sita. Otwory sita mają jednakowe wymiary oraz kształt i są równomiernie rozmieszczone na
całej jego powierzchni. O przydatności sita do celów przemysłowych decyduje współczynnik
prześwitu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Współczynnik prześwitu jest to stosunek powierzchni wszystkich otworów do powierzchni
całego sita. W praktyce stwierdzono, \
e przy tej samej wielkości otworów, przy wzrastającym
współczynniku prześwitu (przy zwiększającym się zagęszczeniu otworów na jego
powierzchni) wzrasta ilość przesianego materiału z jednostki powierzchni sita (1 m2)
w jednostce czasu (1 h).
Sita, ze względu na ich rozwiązanie konstrukcyjne oraz tworzywo słu\
Ä…ce do ich
wykonania, dzieli siÄ™ na:
- dziurkowane z blachy stalowej,
- dziurkowane gumowe,
- dziurkowane z tworzyw sztucznych,
- plecione i tkaniny sitowe,
- szczelinowe,
- szczelinowe rusztowe i sita rusztowe,
- innych typów.
Przesiewacz jest to maszyna przeróbcza, w której wprawiane jest w ruch sito w celu
mechanicznego rozdziału materiału sypkiego na grupy ziaren (klasy, sortymenty)
uwarunkowanego wymiarami otworów sita lub sit. Przesiewacz musi być tak zaprojektowany,
zbudowany i zamontowany aby były stworzone najbardziej korzystne warunki do przejścia
ziaren przesiewanych przez sito.
Zastosowanie przesiewaczy:
- ró\
norakie przesiewanie (klasyfikacja wstępna, operacja pomocnicza, klasyfikacja
ostateczna),
- przesiewanie ziaren w pełnej gamie wymiarów,
- przesiewanie w ró\
nym stanie technologicznym materiału (suchy, mokry),
- odwadnianie,
- odmulanie,
- odpylanie,
- w laboratoriach do analizy sitowej.
Pod względem rozwiązań konstrukcyjnych przesiewacze dzieli się na:
- rusztowe o rusztowinach nieruchomych i ruchomych,
- płaskie, które z kolei dzielą się na przesiewacze:
a) ruchu wahadłowym,
b) ruchu kołowym i kołowo-wahadłowym,
c) wstrzÄ…sane,
d) wahadłowe zrównowa\
one (szybkobie\
ne) o zrównowa\
onych masach drgajÄ…cych,
e) rezonansowe,
f) wibracyjne,
 bębnowe,
 taśmowe,
 innych typów.
Klasyfikacja hydrauliczna
Zasady klasyfikacji hydraulicznej
Podział materiału surowego na klasy ziarnowe lub produktów procesów przeróbczych na
sortymenty, o określonych z góry (zało\
onych w procesie technologicznym) granicznych
wymiarach ziaren, przeprowadza siÄ™ w zasadzie na przesiewaczach wyposa\
onych w sita
robocze o określonych wymiarach otworów. Przesiewacze są podstawową maszyną
technologiczną stosowaną do tego celu, nie mniej jednak dla podziału materiału o bardzo
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
małym uziarnieniu  mniej więcej o wymiarze ziaren poni\
ej 1,0 mm - proces przesiewania
jest mniej dokładny i mniej skuteczny, a przy znacznych ilościach materiału wymagałby
zainstalowania du\
ej liczby przesiewaczy. Poza tym w przypadku konieczności
rozklasyfikowania materiału bardzo drobnego, pochodzącego z mokrych procesów
przeróbczych, wymagałoby to doprowadzenia do procesu dodatkowych ilości wody oraz
urządzeń do usuwania jej nadmiaru.
Podział materiału na odpowiednio dobrane klasy ziarnowe mo\
na równie\
przeprowadzić
w strudze płynącej wody lub innej cieczy, a nawet - dla materiałów suchych  w strudze
powietrza lub innego gazu, poruszającej się z odpowiednią prędkością. Gdy dobierze się
odpowiednią prędkość strugi płynącej cieczy lub gazu, wówczas na ziarna wprowadzone do
niej będzie działał układ dwu podstawowych sił; jedną z tych sił jest siła cię\
kości ziarna,
która  działając w kierunku ku dołowi  będzie powodowała jego opadanie, druga siła 
wynikająca z prędkości płynącej strugi, będzie starała się unosić ziarna zgodnie z kierunkiem
swego ruchu.
Niezale\
nie od działania wspomnianego układu dwu sił podstawowych, na opadające
ziarna działa dodatkowo siła przeciwstawiająca się ich ruchowi ku dołowi  jest to siła oporu
ośrodka, w którym ziarno opada, a więc wody (lub innej cieczy) lub gazu (powietrza). Siła ta
hamuje opadanie ziaren w ośrodku. Stąd wniosek, \
e prędkość opadania ziaren w płynącej;
strudze wody lab gazu (powietrza) będzie prędkością wypadkową pomiędzy prędkością
opadania ziaren w ośrodku statycznym  nie poruszającym się  wodnym lub gazowym
a prędkością ruchu strugi tego ośrodka.
Siła cię\
kości ziarna zale\
y od jego masy i wymiaru. Zatem wielkość tej siły będzie
ró\
na dla ziaren o tej samej masie i ró\
nych ich wymiarach oraz dla ziaren o ró\
nej masie,
przy czym dalszym wskaz
nikiem określającym siłę cię\
kości dla tego ostatniego przypadku
będzie równie\
ró\
nica w wymiarach tych ziaren. Przy tych samych wymiarach granicznych
klasy ziarnowej skierowanej do rozdziału w płynącej strudze ośrodka mo\
na dokonać jej
podziału na co najmniej dwie klasy ziarnowe, regulując odpowiednio prędkość ruchu tej
strugi. Odpowiednio zwiększając lub zmniejszając prędkość strugi ośrodka mo\
na
równocześnie zmieniać wymiary graniczne otrzymywanych klas ziarnowych.
Rozdział materiału na określone wymiarami grupy ziaren (klasy ziarnowe) w ośrodku
wodnym lub gazowym nosi ogólną nazwę klasyfikacji hydraulicznej. Je\
eli klasyfikacja ta
przebiega w ośrodku wodnym, to nosi ona nazwę klasyfikacji hydraulicznej wodnej.
W przypadku gdy rozdział ten prowadzony jest w ośrodku powietrznym, określa się go
jako klasyfikację hydrauliczną powietrzną. W nomenklaturze przeróbczej przyjęto określenia
bardziej uściślone, a mianowicie klasyfikację przebiegającą w ośrodku ciekłym nazywa się
klasyfikacją hydrauliczną, a prowadzoną w ośrodku gazowym (powietrze, gaz) nosi nazwę
klasyfikacji aerodynamicznej.
Podział materiału na grupy ziaren o określonych wymiarach przebiega prawidłowo, je\
eli
ziarna te mają praktycznie ten sam skład mineralogiczny i tę samą gęstość. W przypadku gdy
do klasyfikacji skieruje się nadawę składającą się z ziaren o ró\
nym składzie
mineralogicznym, a więc o ró\
nych gęstościach, rozdziału materiału dokonuje się przede
wszystkim według gęstości tych ziaren, a ich podział według wymiarów  w ograniczonym
zakresie dla ziaren jednorodnych  jest zjawiskiem wtórnym.
KlasyfikacjÄ™ hydraulicznÄ… mo\
na zastosować do:
- rozdziału nadawy na klasy ziarnowe, przy czym prędkość opadania tych ziaren zale\
eć
będzie od wymiarów tych ziaren; proces ten nosi nazwę klasyfikacji hydraulicznej
wymiarowej i jest odpowiednikiem przesiewania mechanicznego; dokładność podziału
ziaren przy klasyfikacji hydraulicznej wymiarowej uzyskuje się przez ścisłe
dostosowanie kolejno zmniejszających się prędkości przepływającego strumienia wody
obciÄ…\
onego nadawą; miernikiem wymiarowości poszczególnych klas ziarnowych jest
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
prędkość opadania ziaren w płynącym strumieniu wody, przy czym wymiarowość danej
klasy zale\
y od prędkości tego\
strumienia na odcinku osadzania siÄ™ danej klasy;
- rozdziału ziaren na grupy o ró\
nych ich gęstościach, a zatem i o ró\
nym składzie
mineralogicznym, przy czym prędkość opadania ziaren zale\
y głównie od ich gęstości,
pośrednio natomiast od ich wymiaru; proces ten nosi nazwę klasyfikacji hydraulicznej
grawitacyjnej i jest odpowiednikiem procesu wzbogacania; w tym przypadku podział
materiału surowego na frakcje ró\
niące się pomiędzy sobą gęstościami będzie
uzale\
niony od prędkości strumienia wody; przy określonej maksymalnej prędkości
strumienia wydzielać się będą ziarna o największej gęstości, a przez stopniowe
zmniejszanie tej prędkości  w określonych odcinkach jego przepływu - wydzielać się
będą ziarna o stopniowo zmniejszającej się gęstości; umo\
liwia to podział materiału
surowego na koncentrat lub koncentraty, w przypadku kopaliny wieloskładnikowej, na
produkt pośredni (przejściowy) i odpady.
W zbiorze ziaren kierowanych do klasyfikacji hydraulicznej grawitacyjnej mogÄ…
znajdować się ziarna o ró\
nych gęstościach, których prędkość opadania będzie taka sama.
Będą to ziarna małe o du\
ej gęstości i ziarna du\
e o małej gęstości. Ziarna tego rodzaju,
mające jednakową prędkość opadania, nazywa się ziarnami równopadającymi.
Ziarna ró\
niące się pomiędzy sobą gęstościami będą opadać z jednakową prędkością
wówczas, gdy będzie zachowany odpowiedni stosunek pomiędzy ich średnicami. Mo\
na więc
wyprowadzić wniosek, \
e wartością współczynnika równopadania będzie przede wszystkim
stosunek średnic dwu ziaren o ró\
nych gęstościach, których prędkość końcowa opadania
będzie jednakowa.
Opadanie swobodne ziaren występuje wówczas, gdy opadające ziarna znajdują się
w takich odległościach pomiędzy sobą, \
e zaburzenia ośrodka wywołane ruchem ziaren nie
wpływają na ruch opadającego ziarna w najbli\
szym sÄ…siedztwie.
Je\
eli odległości pomiędzy opadającymi ziarnami ulegają zmniejszeniu w takim stopniu,
\
e zaburzenia ośrodka wywołane ich ruchem oddziałują na wszystkie opadające ziarna, to
opadanie ich następuje w warunkach skrępowanych (opadanie skrępowane).
W warunkach opadania skrępowanego wzrasta siła stopniowo zmniejszająca prędkość
ruchu ziarna i tym samym maleje jego prędkość końcowa. Na podstawie badań stwierdzono,
\
e oddziaływanie to jest praktycznie takie samo, jak gdyby wzrosła gęstość ośrodka.
W przypadku opadania ziaren w wodzie gęstość ta jest większa od jedności i równa się
średniej gęstości mieszaniny wody i opadających w niej ziaren.
WykorzystujÄ…c tÄ™ zale\
ność mo\
na w wielu przypadkach w sposób celowy zwiększyć
stopień skrępowania opadających ziaren dla zwiększenia skali klasyfikacji przy zachowaniu
warunków prawidłowego ich rozdziału.
Aby przebieg procesu klasyfikacji grawitacyjnej był prawidłowy, konieczne jest
usunięcie z nadawy wszystkich ziaren równopadających. Znając skład ziarnowy nadawy oraz
gęstość ziarna, mo\
na obliczyć wymiary ziaren równopadających. Po ich określeniu nale\
y
nadawę odpowiednio rozsortować na przesiewaczach i do klasyfikacji grawitacyjnej
skierować klasę ziarnową nie zawierającą ziaren równopadających.
Przy zało\
eniu, \
e ziarno opada w ośrodku nie stawiającym oporu temu ruchowi,
stwierdzić mo\
na, \
e ciało pod działaniem siły cię\
kości lub innych sił przyło\
onych do tego
ziarna poruszać się będzie ze stałym przyspieszeniem dowolnie długo. Poniewa\

w rzeczywistości nie spotyka się takich ośrodków, przeto przypadki takie zakłada się tylko
w celu rozpatrywania uproszczonych dowodów matematycznych.
Wszelkiego rodzaju ciecze, a nawet rozrzedzony gaz, stawiają opór poruszającym się
w nich ciałom. Opór ośrodka jest równy zeru w przypadku, gdy ciało pozostaje w spokoju,
a ró\
ny od zera w momencie, gdy ciało rozpoczyna ruch. Opór ośrodka jest zatem funkcją
prędkości i powoduje zmniejszanie prędkości opadania ziaren.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Je\
eli siła wynikająca z wielkości oporu ośrodka jest niezmienna w swej wielkości
i jednocześnie działa w kierunku przeciwnym do wszystkich sił przyło\
onych do ziarna
i poruszających opadające ziarno, to przyspieszenie jego jest równe zeru, a prędkość jego
ruchu jest stała. Ziarno rozpoczynające opadanie w dowolnym ośrodku uzyskuje swoją
końcową prędkość opadania dopiero po pewnym czasie swego ruchu.
Prędkość ta określana jest jako prędkość końcowa lub maksymalna i zale\
y od:
- fizycznych własności ziarna, takich jak np. gęstość, kształt ziarna, wymiar, charakter jego
powierzchni,
- fizycznych własności ośrodka, jego gęstości, lepkości itp.,
- sił wywołujących ruch ziarna.
Jedną z podstawowych zalet klasyfikacji hydraulicznej jest samoczynność przebiegu
procesu rozdziału bez konieczności stosowania urządzeń mechanicznych jako głównych
elementów koniecznych do przebiegu tego procesu. Klasyfikację hydrauliczną, mo\
na poza
tym stosować do rozdziału materiału drobno uziarnionego niezale\
nie od stopnia jego
zawilgocenia, a przy odpowiednim dobraniu prędkości strumienia wody i konstrukcji
klasyfikatora mo\
na ją równie\
stosować do rozdziału ziaren o wymiarze do 100 mm 
głównie jako klasyfikację hydrauliczną grawitacyjną.
Główny podział klasyfikatorów jest następujący:
- klasyfikatory opadania swobodnego,
- klasyfikatory hydrauliczne odśrodkowe.
Klasyfikatory opadania swobodnego dzieli siÄ™ na:
- korytowe,
- sto\
kowe,
- mechaniczne,
- o wznoszÄ…cym siÄ™ ruchu wody,
- o zło\
onym przepływie wody.
Klasyfikatory hydrauliczne konstruuje siÄ™ jako urzÄ…dzenia pojedyncze dwuproduktowe.
Klasyfikatory pojedyncze mogą pracować w układzie szeregowym i wówczas stanowią układ
wieloproduktowy. Buduje się równie\
klasyfikatory wieloproduktowe zło\
one z szeregu
kolejnych przedziałów, z których otrzymuje się klasy ziarnowe o ró\
nych granicznych
wymiarach ziaren.
Klasyfikacja hydrauliczna jako jeden z procesów przeróbczych spełnia określone zadanie
technologiczne zało\
one w pełnym szerokim projekcie technologicznym przeróbki kopaliny
u\
ytecznej, w którym niejednokrotnie stanowi bardzo wa\
ny węzeł. W związku z tym
technolog ustala konieczne warunki przebiegu procesu, jego kolejności w układzie pełnego
procesu przeróbczego, warunki jakościowe otrzymywanych produktów, ich uziarnienie itp.
w zale\
ności od potrzeb ostatecznych wyników wzbogacania.
Określenie kolejności przebiegu procesów klasyfikacji dotyczy w szczególności liczby
i układu klasyfikatorów szeregowych.
Zespół klasyfikatorów mo\
e tworzyć jeden z trzech podstawowych układów:
- układ normalny (rys. 1a), w którym kolejne klasyfikatory pojedyncze mają wzrastające
wymiary, w wyniku czego prędkość ruchu strumienia wody stopniowo maleje;
w układzie tym otrzymuje się kolejne klasy ziarnowe o malejących wymiarach ziaren
granicznych; produkty klasyfikacji otrzymuje siÄ™ w wylewie ka\
dego klasyfikatora,
a kolejne przelewy unoszą produkty przejściowe do następnych klasyfikatorów;
- układ odwrotny (rys. 1b), w którym kolejno po sobie pracujące klasyfikatory mają
stopniowo zmniejszające się wymiary, w wyniku czego wzrasta prędkość przepływu
strumienia wody w ka\
dym następnym klasyfikatorze; w układzie tym gotowe produkty
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
klasyfikacji otrzymuje się w przelewach klasyfikatorów, z wylewów natomiast otrzymuje
się produkty przejściowe kierowane kolejno do następnych klasyfikatorów;
- układ mieszany (rys.1c) utworzony z dwu lub więcej zespołów klasyfikatorów
uporządkowanych według układu normalnego.
Rys. 1. Podstawowe układy klasyfikatorów [1, T. I, s. 176]
Klasyfikacja hydrauliczna w zespole przeróbczych procesów technologicznych mo\
e
mieć charakter:
- operacji głównej, w wyniku której otrzymuje się gotowe klasy ziarnowe (sortymenty) lub
gotowe produkty klasyfikacji hydraulicznej grawitacyjnej; przykładem takiej operacji jest
szlamowanie kredy (w której otrzymuje się klasy ziarnowe o bardzo drobnym uziarnieniu),
klasyfikacja piasków kwarcowych, klasyfikacja wymiarowa oraz grawitacyjna mułów
węglowych w celu uzyskania u\
ytecznego węgla drobno uziarnionego;
- operacji przygotowawczej, którą stosuje się w celu przygotowania odpowiednio
uziarnionej nadawy do wzbogacania np. na stołach koncentracyjnych, we flotownikach
itp.; klasyfikacja hydrauliczna jako operacja przygotowawcza jest szeroko stosowana
w procesie rozdrabiania miałkiego rud i kopalin nie rudnych jako operacja słu\
Ä…ca do
rozdziału kruszywa na produkt dostatecznie rozdrobiony kierowany do wzbogacania
i kruszywa niedostatecznie rozdrobionego powracającego do rozdrabiania wtórnego;
- operacji uzupełniającej, gdy stosuje się ją w procesach przeróbczych, wymagających
wydzielenia określonej klasy ziarnowej jako produktu gotowego lub produktu
uciÄ…\
liwego w danym procesie.
Klasyfikatory hydrauliczne znajdujÄ… szerokie zastosowanie do wydzielania grubo
uziarnionych mułów w procesie wzbogacania węgla i innych kopalin u\
ytecznych oraz do
oczyszczania roboczej wody płuczkowej.
Klasyfikatory opadania swobodnego
Klasyfikatory korytowe stosuje się do rozdziału i osadzania ziaren najdrobniejszych.
Klasyfikator korytowy skonstruowany jest w kształcie nieznacznie nachylonego koryta
o równomiernie zwiększającej się szerokości lub w postaci odcinków koryta o stopniowo
zwiększonej szerokości, połączonych pomiędzy sobą progami przelewowymi. Dno koryta
klasyfikatora ukształtowane jest w postaci szeregu czworobocznych ostrosłupów
o zwiększającym się przekroju, dostosowanym do szerokości koryta na tym odcinku;
ostrosłupy te są odbieralnikami osadzających się ziaren.
Klasyfikator Rittingera (rys. 2). Klasyfikator skonstruowany jest w postaci szeregu
pojemników ostrosłupowych zwróconych wierzchołkami ku dołowi. Pojemniki są
uporządkowane swymi wzrastającymi przekrojami według normalnego układu
klasyfikacyjnego.
Kolejne pojemniki połączone są nachylonymi progami przelewowymi, których szerokość
na wlocie odpowiada szerokości pojemnika poprzedniego, a na wylocie dostosowana jest do
szerokości następnego pojemnika. Nadawę doprowadza się równomiernym strumieniem do
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
koryta zasilającego 1, na całą jego szerokość, w ilości gwarantującej przepływ nadawy
strumieniem o wysokości nie przekraczającej kilku milimetrów. Na ka\
dym odcinku
klasyfikującym 2, 3, 4 i 5 prędkość strumienia wody jest stała, co umo\
liwia wydzielenie
ziaren o ustalonej wymiarowo klasie ziarnowej. Prędkość strumienia maleje na kolejnych
progach przelewowych 6, 7 i 8, uzyskujÄ…c \
ądaną prędkość na wpływie do ka\
dego kolejnego
odcinka klasyfikujÄ…cego. Osadzone w pojemnikach klasyfikatora klasy ziarnowe odbierane sÄ…
rurami syfonowymi 9 umocowanymi do wylotów 10. Rury syfonowe podają zagęszczony
materiał do koryt odbiorczych 11. Najdrobniejsza klasa ziarnowa wraz z wodą roboczą
odbierana jest przelewem 12.
Stosunek wymiarów kolejnych pojemników klasyfikatora wynosi:
B1 : B2 : B3 : B4 = 1 : 2 : 3 : 4 : 8
B1 : L1 : L2 : L3 : L4 = 1 : 6 : 9 : 12 : 15
Rys. 2. Klasyfikator Rittingera [1, T. I, s. 179]
Klasyfikatory sto\
kowe, pracujące na zasadzie opadania swobodnego, słu\
ą do podziału
nadawy na dwie klasy ziarnowe, przy czym bardzo często są stosowane do wydzielania
w przelewie ziaren bardzo drobnych (proces odmulania).
Na rys. 3 przedstawiono uproszczony schemat pracy klasyfikatora sto\
kowego. NadawÄ™
do klasyfikatora, skonstruowanego w kształcie odwróconego sto\
ka, podaje siÄ™ centralnÄ… rurÄ…
zasilającą 1, zabudowaną w geometrycznej osi klasyfikatora. Woda wypływa z rury centralnej
zanurzonej pod zwierciadłem cieczy wypełniającej klasyfikator i rozpływa się promieniowo
w kierunku zewnętrznej krawędzi przelewowej. Prędkość rozpływającego się strumienia
bardzo szybko maleje, wskutek zwiększającego się przekroju przepływu. Odpowiednio do
malejącej prędkości przepływu ziarna grubsze opadają na dno sto\
ka, skÄ…d sÄ… odprowadzane
przez zawór 2. Ziarna drobne, unoszone strumieniem wody, przepływają przez krawędz

przelewową do pierścieniowej rynny 3, z której odprowadzane są na zewnątrz klasyfikatora.
Rys. 3. Klasyfikator sto\
kowy [1, T. I, s. 181]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Klasyfikatory mechaniczne
Przebieg rozdziału materiału w klasyfikatorach mechanicznych jest praktycznie taki sam
jak w klasyfikatorach korytowych. Określenie  mechaniczny" dotyczy jedynie sposobu
odprowadzania z klasyfikatora osadzonych ziaren. Klasyfikatory mechaniczne stosuje siÄ™
wówczas, gdy z materiału nale\
y wydzielić znaczną ilość ziaren grubych przy niewielkim
wychodzie ziaren drobnych, przy czym w procesie klasyfikacji nale\
y zabezpieczyć
jednakowe uziarnienie materiału odbieranego przelewem klasyfikatora.
Na rys.4 przedstawiono schematycznie strefy osadzania się materiału w klasyfikatorze
mechanicznym. W strefie I  na samym dnie klasyfikatora  układa się warstwa materiału
o największym wymiarze ziaren, która jest częściowo wygarniana z klasyfikatora, przy czym
pozostająca cienka warstwa osadzonych ziaren stanowi ochronę dna przed ścieraniem. Ziarna
o największym wymiarze osadzają się w strefie II i są one w sposób ciągły wygarniane
z klasyfikatora do wylewu C. Ruch urzÄ…dzenia wygarniajÄ…cego powoduje rozluzowanie
osadzonych ziaren w strefie II i przy ograniczonym ruchu wody wypełniającej koryto
klasyfikatora umo\
liwia dodatkowe wydzielenie ziaren drobnych osadzonych przypadkowo
w masie opadajÄ…cych ziaren grubszych i odprowadzenie ich z klasyfikatora. Strefa III stanowi
mieszaninę wody i materiału, znajdującą się w pewnym stanie równowagi wskutek stałego
ruchu ziaren w granicach tej strefy. Ma ona charakter cieczy ciÄ™\
kiej zawiesinowej o gęstości
zwiększającej się w kierunku dna koryta.
Rys. 4. Schemat pracy klasyfikatora korytowego [1, T. I, s. 185]
Nadawa doprowadzana w sposób ciągły korytem A przepływa przez obszar strefy IV,
w której następuje opadanie ziaren grubszych i przechodzenie ich do strefy III. Ziarna drobne,
o wymiarze ustalonym prędkością przepływającego strumienia wody, odprowadzane są
z klasyfikatora przelewem B. Wielkość strefy III jest stała przy prawidłowej pracy
klasyfikatora i równomiernej ilości doprowadzanej nadawy oraz stałym zagęszczeniu części
stałych w wodzie. Nierównomierne zasilanie klasyfikatora powoduje zmiany wielkości tej
strefy i zaburzenia w jego pracy, przejawiające się zmianą wymiaru ziarna podziałowego,
wynikającą ze zmiany prędkości przepływu strugi wody w strefie IV.
Klasyfikator mechaniczny dwuzwojowy (rys. 5) wyposa\
ony jest w dwa przenośniki
ślimakowe. Przenośniki ślimakowe 1 i 2 pracują w dwu korytach 3 oddzielonych od siebie
niską przegrodą. Nadawę do klasyfikatora podaje się wspólnym wlotem 4. Przenośniki
ślimakowe podnoszone są windami hydraulicznymi 5. Przelew z klasyfikatora odbierany jest
do koryta 6, z którego odpływa przez króćce 7. Przenośniki ślimakowe napędzane są
odrębnymi silnikami 8 i 9 poprzez przekładnie redukcyjne 10 i 11. Dodatkową wodę
doprowadza się przewodami 12 w górnej części koryta.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Rys. 5. Klasyfikator mechaniczny dwuzwojowy [1, T. I, s. 190]
Klasyfikatory o wznoszÄ…cym siÄ™ ruchu wody
Do rozdziału materiału na klasy ziarnowe o uziarnieniu nadawy w granicach od 0,2 do
2,0 (3,0) mm stosuje siÄ™ klasyfikatory hydrauliczne, pracujÄ…ce przy wznoszÄ…cym siÄ™
strumieniu wody roboczej. Rozdział ziaren w klasyfikatorach tego rodzaju przebiegać mo\
e
w warunkach opadania swobodnego lub skrępowanego.
Klasyfikator hydrauliczny o wznoszÄ…cym siÄ™ ruchu wody typu Lavodune (rys. 6)
Do kolumny klasyfikacyjnej 1 doprowadza siÄ™ przewodem 2 wodÄ™ roboczÄ… w takiej
ilości, aby prędkość wznoszenia się jej strumienia była dostosowana do prędkości końcowej
opadania ziarn o \
Ä…danym w tym procesie ich wymiarze granicznym. NadawÄ™ do kolumny
klasyfikacyjnej podaje siÄ™ przewodem 3 powy\
ej miejsca doprowadzania wody roboczej.
Drobne ziarna nadawy unoszone wznoszącym się strumieniem wody przepływają przez
przelew pierścieniowy 4 do koryta pierścieniowego 5, z którego odprowadzane są na
zewnÄ…trz. Ziarna grubsze opadajÄ… na sto\
kowe dno i odprowadzane sÄ… wylewem 6.
Rys. 6. Klasyfikator o wznoszÄ…cym siÄ™ strumieniu wody [1, T. I, s. 193]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
Klasyfikatory o zło\
onym przepływie wody
Klasyfikatory tej grupy pracują przy nachylonym przepływie strumienia nadawy, przy
czym w rejonie przebiegu procesu rozdziału następuje zmiana kierunku przepływu na
wznoszÄ…cy siÄ™.
Klasyfikator hydrauliczny Richardsa (rys. 7). Klasyfikator ten nale\
y do grupy
klasyfikatorów pracujących przy swobodnym opadaniu ziaren rozdzielanego materiału.
Skonstruowany jest on w kształcie nachylonego koryta o zwiększającej się szerokości. Dno
koryta (rys.7a) jest ukształtowane w postaci szeregu odwróconych ostrosłupów o ścianach
nachylonych pod kÄ…tem 45 i 60° (w przekroju podÅ‚u\
nym). Kolejne ostrosłupy połączone są
pomiędzy sobą nachylonymi korytami przepływowymi.
Nadawę, o stosunku części stałych do wody roboczej 1 : 4, doprowadza się do
nadajnika 1, połączonego odcinkiem koryta 2 z właściwym klasyfikatorem 3. Ponad
kolejnymi komorami ostrosłupowymi umieszczone są poprzeczne przegrody 4, których zada-
niem jest wprowadzenie strumienia wody do komory klasyfikacyjnej i nadanie mu kierunku
schodzÄ…cego przed przegrodÄ… i wznoszÄ…cego siÄ™ poza przegrodÄ…. W obszarze schodzÄ…cego
i wznoszącego się kierunku przepływu strumienia wody następuje właściwy rozdział
materiału w zale\
ności od prędkości przepływu strumienia wody. Poniewa\
kolejne komory
mają zwiększający się przekrój przepływu powodujący odpowiednie zmniejszanie się
prędkości ruchu strumienia wody, przeto wymiar osadzanych klas ziarnowych stopniowo się
zmniejsza. W podanym na rysunku przykładzie otrzymuje się pięć klas ziarnowych
rozdzielanego materiału. Do wylotów kolejnych komór ostrosłupowych umocowane są rurki
sortujące 5 i regulatory hydrauliczne 6. Do regulatorów hydraulicznych doprowadza się
dodatkowÄ… wodÄ™ roboczÄ… przewodami 7.
Rys. 7. Klasyfikator hydrauliczny Richardsa [1, T. I, s. 196]
KonstrukcjÄ™ regulatora hydraulicznego przedstawiono na rys.7b. DolnÄ… wodÄ™ roboczÄ…
doprowadza się do regulatora przewodem 1 wprowadzonym stycznie do płaszcza jego części
walcowej, dzięki czemu woda otrzymuje ruch wirowy. Wirująca woda wpływa przez otwory
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
2 do środka walca wewnętrznego. Poniewa\
otwory 2 majÄ… kierunek swych geometrycznych
osi zgodny z kierunkiem wirowania wody, przeto wpływająca do wnętrza regulatora woda
zachowuje równie\
ruch wirowy. Poni\
ej części walcowej regulatora, w jego odcinku
sto\
kowym, zabudowane sÄ… pionowe przegrody 3 wstrzymujÄ…ce ruch wirowy. Przez
sto\
kową część regulatora odbierany jest materiał osadzony w komorze. Ilością
doprowadzanej dolnej wody roboczej reguluje się prędkość wznoszącego się strumienia wody
w klasyfikatorze i wymiar osadzanej klasy ziarnowej.
W klasyfikatorze Richardsa mo\
na uzyskać warunki opadania skrępowanego ziaren przez
ich zagęszczenia w stosunku od 1 : 1 do 1 : 2 oraz przez wbudowanie w dnach komór
klasyfikatora odpowiednio poszerzonego kanału sortującego 1 (rys. 7c), połączonego rurą
sortującą 2 z regulatorem 3. W czasie pracy klasyfikatora ustala się określoną prędkość
wznoszącego się strumienia wody, mniejszą od jej prędkości w rurze sortującej. Wskutek
zmniejszonej prędkości wznoszącego się strumienia wody gromadzi się w kanale sortującym
większą ilość ziaren, tworząc w ten sposób warunki opadania skrępowanego.
Klasyfikatory hydrauliczne odśrodkowe
KlasyfikacjÄ™ hydraulicznÄ… mo\
na równie\
prowadzić w wirującym strumieniu wody,
wykorzystując do rozdziału materiału siłę odśrodkową wytwarzaną przez wirującą wodę.
Urządzeniami słu\
ącymi do tego celu są hydrocyklony i wirówki odśrodkowe.
Klasyfikator hydrocyklonowy (rys. 8). Klasyfikator składa się z krótkiej walcowej części
1 przechodzÄ…cej w sto\
ek 2. U dołu części sto\
kowej zabudowana jest dysza wylotowa 3
o regulowanej średnicy wylotu. W walcowym odcinku hydrocyklonu umieszczona jest krótka
rura rozdzielcza 4 połączona bezpośrednio z przelewem 5. Nadawę do hydrocyklonu
doprowadza się króćcem 6 stycznie do wewnętrznej powierzchni walcowej. Materiał wraz
z wodą doprowadzony pod ciśnieniem do części walcowej otrzymuje ruch wirowy śrubowy
skierowany ku dołowi. Wytworzona siła odśrodkowa odrzuca ziarna materiału na wewnętrzną
ścianę części sto\
kowej, tworząc tam warstwę materiału spływającą ruchem śrubowym
w kierunku dolnego otworu wylewowego. Przy odpowiednim doborze średnicy wylewu
ustala się ilość odprowadzanego nim materiału, jednak w ilości mniejszej od ilości
doprowadzonej nadawy. Nadmiar wody zawierający ziarna, które siła odśrodkowa nie
odrzuciła do warstwy poruszającej się po wewnętrznym płaszczu sto\
ka, otrzymuje ruch
śrubowy w kierunku ku górze do rury rozdzielczej 4, przez którą przelewem odprowadzany
jest na zewnątrz. Przy odpowiednim doborze ciśnienia nadawy doprowadzanej do
hydrocyklonu i średnicy dolnego wylewu ustalić mo\
na dokładnie wymiar ziarna
podziałowego pomiędzy klasą ziarnową odprowadzaną przelewem i klasą ziarnową
odprowadzanÄ… wylewem.
Rys. 8. Klasyfikator hydrauliczny odśrodkowy. Hydrocyklon [1, T. I, s. 200]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Rys. 9. Schematy konstrukcyjne poziomych wirówek klasyfikacyjnych [1, T. I, s. 202]
Wirówki klasyfikujące. Do klasyfikacji drobno uziarnionego materiału stosuje się równie\

wirówki o działaniu okresowym lub ciągłym, pionowe lub poziome (poło\
enie bębna
wirującego). Wirówki o ruchu okresowym nie mają szerokiego zastosowania w przemyśle;
stosowane są tam głównie wirówki o ruchu ciągłym.
Elementami roboczymi wirówek poziomych są zewnętrzny wirujący bęben i wewnętrzny
wirnik. Bęben i wirnik wirują z ró\
ną liczbą obrotów, przy czym liczba obrotów wirnika jest
zazwyczaj o około 2% mniejsza od liczby obrotów bębna. Bębny wirujące mogą mieć kształt
sto\
ka ściętego (rys. 9a), cylindryczny (rys. 9b) lub cylindryczno-sto\
kowy (rys. 9c).
W wirówkach przeznaczonych do klasyfikacji drobno uziarnionych kopalin nale\
y ju\

w okresie ich konstruowania uwzględnić przybli\
ony wymiar ziarna podziałowego przez
odpowiednie dostosowanie ich elementów konstrukcyjnych do zało\
onych zadań. Dokładnej
regulacji wymiaru ziarna podziałowego dokonuje się w czasie ruchu roboczego wirnika.
Klasyfikacja aerodynamiczna jest to rozdział ziaren w poziomym lub wznoszącym się
strumieniu powietrza lub innego gazu, np. spalin. W klasyfikatorach aerodynamicznych
wykorzystuje się działanie na ziarno siły wywołanej ruchem powietrza (gazu), płynącego
z pewną prędkością oraz siłę cię\
kości rozdzielanych ziaren. W niektórych rozwiązaniach
konstrukcyjnych na ziarna działa dodatkowa siła odśrodkowa wirujących elementów
roboczych klasyfikatora, dozujÄ…cych (podajÄ…cych) nadawÄ™ do przestrzeni roboczej.
Zjawiska występujące podczas klasyfikacji aerodynamicznej są bardzo zbli\
one do
zjawisk występujących w klasyfikacji hydraulicznej. Istotna ró\
nica polega na ró\
nych
własnościach fizycznych obu ośrodków. W ośrodku wodnym znaczny wpływ na przebieg
rozdziału ma gęstość tego ośrodka i lepkość cieczy, które stawiają du\
y opór opadającym
ziarnom. Bardzo mała gęstość powietrza i mały opór stawiany opadającym ziarnom
powodujÄ…, \
e końcowa prędkość opadania ziaren w tym ośrodku jest kilkakrotnie większa ni\

w ośrodku wodnym. Dla przykładu mo\
na podać, \
e końcowa prędkość opadania ziaren
kwarcu o średnicy 3 mm w wodzie wynosi około 0,2 m/s, w powietrzu natomiast 1,0 m/s.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Podstawowe znaczenie w klasyfikacji aerodynamicznej ma wilgoć przemijająca kopaliny
kierowanej do rozdziału. Zawartość wilgoci przemijającej nie mo\
e przekraczać wartości,
przy której najdrobniejsze ziarna materiału ulegają nawet nietrwałemu połączeniu. Nale\
y
zatem stwierdzić, \
e do tego procesu trzeba kierować materiał suchy lub uprzednio
wysuszony, którego wszystkie ziarna są całkowicie rozluzowane, a całość materiału musi
wykazywać du\
ą sypkość.
Doświadczalnie stwierdzono, \
e tylko niektóre kopaliny mo\
na rozdzielać
aerodynamicznie przy zawartości w nich do 6% wilgoci przemijającej, powy\
ej tej wartości
rozdział praktycznie nie przebiega.
KlasyfikacjÄ™ aerodynamicznÄ… stosuje siÄ™ do:
- rozdziału materiału drobno i bardzo drobno uziarnionego na określone wymiarami klasy
ziarnowe, które po rozdziale stanowią produkty przejściowe do dalszych procesów
przeróbczych, a klasyfikacja jest operacją przygotowawczą, lub wydzielone klasy
ziarnowe stanowią końcowe produkty procesu (sortymenty lub produkty handlowe)
i wówczas klasyfikacja jest operacją główną;
- wydzielania z materiału (kopaliny), o uziarnieniu np. poni\
ej 10 (20) mm, ziaren
drobnych i bardzo drobnych przed skierowaniem tej kopaliny do innych procesów
przeróbczych; klasyfikacja prowadzona jest jako operacja przygotowawcza lub
pomocnicza.
Klasyfikatory aerodynamiczne mo\
na więc podzielić na:
- właściwe, słu\
ące do rozdziału materiału bardzo drobnouziarnionego na \
Ä…dane klasy
ziarnowe,
- odpylające (odpylacze), słu\
ące do wydzielania pyłu z kopalin o większym uziarnieniu.
Klasyfikatory aerodynamiczne stosowane są często w operacjach kontrolno-
klasyfikujących jako urządzenie bezpośrednio współpracujące z kruszarkami dostosowanymi
do rozdrabiania miałkiego przy zało\
eniu otrzymywania kruszywa o ustalonym wymiarze
klasy ziarnowej. Klasyfikator pracuje wówczas w zamkniętym cyklu roboczym z kruszarką,
a jego zadaniem jest wydzielenie z kruszywa nadziarna i skierowanie go z powrotem do
kruszarki do rozdrabiania wtórnego.
Wydzielony pył o prawidłowym uziarnieniu kierowany jest do dalszych operacji
przeróbczych lub do bezpośredniego zu\
ycia jako produkt końcowy. W wielu rozwiązaniach
konstrukcyjnych kruszarek klasyfikator aerodynamiczny stanowi całość konstrukcyjną
z kruszarką; przykładem tego rodzaju są kruszarki pierścieniowe.
W przypadkach rozdrabiania w kruszarkach pracujących w cyklu zamkniętym
z klasyfikatorami aerodynamicznymi kopalin wilgotnych czynnikiem, transportujÄ…cym
rozdrabiany materiał pomiędzy kruszarką a klasyfikatorem, jest gorący gaz (ogrzane
powietrze, spaliny) o temperaturze dostosowanej do termicznego suszenia rozdrabianej
kopaliny. Przykładem stosowania układu technologicznego kruszarka-klasyfikator jest
przygotowanie pyłu węglowego do opalania kotłów.
Klasyfikatory aerodynamiczne stosowane są między innymi w zakładach przeróbczych soli
kuchennej (wydzielanie tzw. pudru solnego), w cementowniach, w przemyśle chemicznym, np.
do produkcji mączki krzemionkowej, fosforytowej, przy suchej przeróbce rud, itp.
Prawidłowy przebieg procesu rozdziału aerodynamicznego wymaga spełnienia kilku
podstawowych warunków, a mianowicie:
- materiał kierowany do klasyfikacji musi być suchy; zawartość w nim wilgoci nie mo\
e
powodować zlepiania się ziaren i utraty przez kopalinę pełnej sypkości;
- kopalina musi być podawana do klasyfikatora w pełni rozluzowana, na całą szerokość
przekroju przestrzeni roboczej;
- klasyfikator nale\
y zasilać równomiernie nadawą przy mo\
liwie jednakowym stosunku
części stałych do powietrza (gazu).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Klasyfikatory aerodynamiczne strumieniowe
Klasyfikator Edisona jest typowym przykładem klasyfikatora o poziomym przepływie
strumienia powietrza roboczego (rys. 10a).
Rys. 10. Klasyfikatory strumieniowe [1, T. I, s. 205]
Poziomy strumień powietrza w komorze klasyfikacyjnej 1 wytwarzany jest przez
wentylator 2. Przed komorą klasyfikacyjną zabudowane są dwie pionowe siatki 3, których
zadaniem jest nadanie strumieniowi powietrza regularnego, spokojnego przepływu w całym
przekroju komory klasyfikacyjnej. NadawÄ™ do komory klasyfikacyjnej podaje siÄ™ ze zbiornika
nadawczego 4 dozownikiem skrzydełkowym 5, zabezpieczającym równomierne zasilanie
klasyfikatora. Przepływający strumień powietrza, o odpowiednio dobranej prędkości ruchu,
nadaje swobodnie spadającym ziarnom prędkość wypadkową, zale\
nÄ… od ich wymiaru
i działającej na te ziarna siły cię\
kości. Dzięki temu ziarna segregują się w szeregu warstwach
opadających ku dołowi pod ró\
nymi kątami opadania. W dolnej części komory
klasyfikacyjnej znajdują się zsypy 6 i 7, do których odbiera się rozdzielone klasy ziarnowe.
W zale\
ności od potrzeb technologicznych mo\
na zabudować większą liczbę zsypów,
ustalając w ten sposób mo\
liwość podziału nadawy na większą liczbę klas ziarnowych.
Najdrobniejsze ziarna pyłu unoszone poziomym strumieniem powietrza odprowadzane są do
uławiaczy pyłu.
Klasyfikator aerodynamiczny Raymonda (rys. 10b). Klasyfikator ten skonstruowany jest
w kształcie dwu odwróconych współśrodkowych sto\
ków 1 i 2, których komory
robocze połączone są u góry otwartym pierścieniem pionowych płaskich łopatek kierow-
niczych 3 Klasyfikator dostosowany jest do współpracy z kruszarką rozdrabiającą kopalinę na
pył o ustalonym uziarnieniu.
Rozdrobiony materiał unoszony z kruszarki strumieniem powietrza wprowadzany jest od
dołu do pierścieniowej komory pomiędzy sto\
kami 1 i 2. W górnej części klasyfikatora
zmienia on kierunek przepływu i przez pierścień łopatek kierujących 3 wpływa do wnętrza
komory sto\
ka 2 o zwiększonym przekroju przepływu. W komorze tej następuje zmniejszenie
prędkości ruchu strumienia powietrza i wytrącanie ziaren grubszych. Wytrącone ziarna
opadają ku dołowi sto\
ka 2 do wylotów 6 zamkniętych uchylnymi klapami 4. Osie obrotu
klap wyposa\
one sÄ… w dz
wignie z przeciwciÄ™\
arami ustawionymi tak, aby otwierały się
samoczynnie pod naporem określonej ilości usypanego materiału. Urządzenie tego rodzaju
zabezpiecza wewnętrzną komorę klasyfikatora przed wlotem niepo\
Ä…danego obcego
powietrza i reguluje ilość odprowadzanego materiału z klasyfikatora do wtórnego
rozdrabiania. Ziarna dostatecznie drobne unoszone strumieniem powietrza sÄ… odprowadzane
wylotem 5 i kierowane do urządzeń uławiających pył.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Klasyfikatory aerodynamiczne odśrodkowe
Do klasyfikacji drobno uziarnionych kopalin wykorzystać mo\
na równie\
strumień
powietrza, wirujący w odpowiednio ukształtowanej komorze klasyfikacyjnej.
Klasyfikator aerodynamiczny odśrodkowy (rys. 11). Zewnętrzna obudowa klasyfikatora
skonstruowana jest w kształcie dwu ściętych sto\
ków 1 i 2, połączonych podstawami poprzez
krótki pierścień walcowy. Wewnątrz - współśrodkowo do osi korpusu  zabudowany jest
układ dwu sto\
ków 6 równie\
połączonych podstawami z wkładką pierścienia
cylindrycznego, Nadawę doprowadza się do króćca 3, który podaje ją do
dozownika 4. W górnej części klasyfikatora, poni\
ej króćca 3, umieszczona jest walcowa
komora powietrzna, do której tłoczy się powietrze sprę\
one przez króciec 5, usytuowany
stycznie do wewnętrznej powierzchni płaszcza komory powietrznej. Styczne doprowadzenie
powietrza sprÄ™\
onego ma na celu nadanie mu ruchu wirowego w komorze klasyfikacyjnej.
Wlot dozownika 4 znajduje siÄ™ poni\
ej dolnej krawędzi komory powietrznej. Wirujący
strumień powietrza unosi wprowadzone dozownikiem 4 ziarna materiału, nadając im
odpowiednie przyśpieszenie. Ciśnienie powietrza sprę\
onego jest tak dobrane, \
e wytworzona
siła odśrodkowa odrzuca ziarna grubsze (o określonej średnicy) na wewnętrzną powierzchnię
płaszcza sto\
ka 1, natomiast ziarna drobniejsze poruszają się po linii śrubowej ku dołowi,
w warstwie, po powierzchni sto\
ka 6. Warstwa ziaren poruszajÄ…cych siÄ™ po powierzchni
sto\
ka 6 składa się z elementarnych warstewek o wymiarach ziaren malejących w kierunku
powierzchni sto\
ka. W dolnej części komory klasyfikacyjnej zabudowany jest dodatkowy
sto\
ek 7 (współśrodkowo do głównej osi klasyfikatora), którego dolna otwarta część
połączona jest z wysypem 9. Przestrzeń pomiędzy sto\
kiem 7, a dolną częścią
sto\
ka 6 stanowi komorÄ™ odbiorczÄ… produktu najdrobniejszego. Grubsza klasa ziarnowa
odbierana jest wysypem 8, połączonym z komorą odbiorczą utworzoną pomiędzy sto\
kiem 2
i 7. Część ziaren grubszych, o wymiarze bliskim wymiarowi ziarna podziałowego,
utrzymująca się w warstwie graniczącej pomiędzy klasą najdrobniejszą a klasą górną, zsypuje
się ponad krawędzią sto\
ka 7 do komory odbiorczej ziarna grubszego. Wymiar ziarna
podziałowego mo\
na regulować w pewnych granicach w czasie ruchu roboczego
klasyfikatora przez podnoszenie lub opuszczanie wewnętrznego sto\
ka 6 za pomocą kół
nastawczych 10 nakręconych na pionowy gwintowany sworzeń regulacyjny. Niezale\
nie od
tego wymiar ziarna podziałowego mo\
na regulować ilością doprowadzanego do klasyfikatora
powietrza roboczego, przez zmianę jego ciśnienia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Rys. 11. Klasyfikatory odśrodkowy [1, T. I, s. 205]
Klasyfikacja aerodynamiczna. Odpylanie
Klasyfikacja aerodynamiczna w zastosowaniu do procesów odpylania kopalin nie ró\
ni
się od zastosowania jej do podziału materiału na dwie klasy ziarnowe. Istotna ró\
nica polega
na tym, \
e w przypadku odpylania do klasyfikatora doprowadza się materiał w znacznie
szerszej klasie ziarnowej, np. 0 do 10; 0 do 15, a nawet 0 do 20 mm, z której wydziela się
materiał drobno uziarniony o wymiarze ziaren dochodzących niekiedy nawet do 1 mm. Stąd
te\
nie istnieje mo\
liwość zastosowania konstrukcji klasyfikatorów, które zasysają powietrze
robocze ju\
obciÄ…\
one materiałem przeznaczonym do rozdziału. Do klasyfikatorów
odpylających materiał doprowadza się innymi urządzeniami transportowymi i odpowiednio
dozuje do komory klasyfikacyjnej. W komorze klasyfikacyjnej stosowane sÄ… ponadto wy\
sze
prędkości strumienia powietrza roboczego.
Dla zabezpieczenia prawidłowego i skutecznego procesu odpylania muszą być spełnione
następujące warunki:
- maksymalna zawartość wilgoci przemijającej odpylanego materiału nie mo\
e
przekraczać 6% jednak pod tym warunkiem, \
e ta ilość wilgoci przemijającej nie
powoduje zlepiania siÄ™ najdrobniejszych ziaren ze sobÄ… ani przywierania tych ziaren do
powierzchni ziaren du\
ych, a całość materiału ma własności pełnej sypkości wszystkich
ziaren;
- ziarna materiału powinny być w przestrzeni komory klasyfikacyjnej silnie rozluzowane,
a ziarna pyłu powinny lekko oddzielać się od całości materiału pod działaniem
przepływającego strumienia powietrza;
- warstwa klasyfikowanego materiału powinna być równomiernie rozmieszczona w całym
przekroju przepływającego strumienia powietrza, w celu zabezpieczenia równomiernego
oporu warstwy materiału dla przepływu strumienia powietrza i równomiernego
oddziaływania strug powietrza w ka\
dym punkcie ich przepływu przez warstwę
materiału;
- warstwa klasyfikowanego materiału powinna być stosunkowo cienka dla zwiększenia
stopnia dokładności jego odpylania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
W celu uzyskania równomiernego rozło\
enia materiału w strumieniu powietrza
roboczego stosuje siÄ™:
- swobodne opadanie ziaren dozowanych do komory klasyfikacyjnej specjalnym
dozownikiem, przy czym warstwa dozowanego materiału musi przecinać cały przekrój
strumienia powietrza roboczego;
- rozrzut materiału w komorze klasyfikacyjnej pod działaniem siły odśrodkowej, np. za
pomocÄ… wirujÄ…cego talerza dozowniczego;
- transport odpylanego materiału po powierzchni wibrującego sita przy stałej prędkości
przepływającego przez otwory sita powietrza roboczego; odpylany materiał musi być
dostatecznie silnie rozluzowany;
- transport materiału po nieruchomej powierzchni sita w pulsującym strumieniu powietrza
roboczego, przy czym rozluzowanie warstwy materiału następuje w wyniku działania
silnych impulsów cyklicznie przepływającego powietrza roboczego.
Klasyfikatory aerodynamiczne mo\
na podzielić na dwie podstawowe grupy:
- zasilane zewnętrznym dopływem strumienia powietrza roboczego,
- pracujące z wewnętrznym obiegiem strumienia powietrza roboczego.
Niezale\
nie od podanego podziału podstawowego, wyró\
nia siÄ™ klasyfikatory:
- odpylające strumieniowe, w których proces rozdziału przebiega w strudze powietrza
roboczego, przepływającego przez warstwę swobodnie opadających ziaren w obszarze
ruchu tej strugi,
- wibracyjne, w których materiał odpylany porusza się równomierną, silnie rozluzowaną
warstwą po powierzchni wibrującego sita w obszarze przepływającej strugi powietrza,
- pulsacyjne, w których materiał porusza się równomierną warstwą po powierzchni sita
pod wpływem pulsującej strugi powietrza, a rozluzowania warstwy materiału dokonuje
pulsujący przepływ powietrza roboczego,
- odśrodkowe, w których obieg powietrza roboczego wywołują zabudowane w nich układy
wentylatorów, a materiał w komorze klasyfikacyjnej dozowany jest wirującym
dozownikiem talerzowym.
Uławianie pyłu
W procesach klasyfikacji aerodynamicznej oraz w wielu innych procesach przeróbczych
przeprowadzonych na sucho powietrze (gaz) robocze unosi bardzo drobne ziarna (pył), które
w końcowej fazie ich przeróbki nale\
y wytrącić z powietrza roboczego (gazu) i osadzić.
Niezale\
nie od tego powietrze robocze lub gaz (najczęściej gorące spaliny) zastosowane
w tych procesach nale\
y dokładnie oczyścić z najdrobniejszych ziaren pyłu przed ich
skierowaniem z obiegu roboczego do atmosfery. Wydzielanie ziaren pyłu z gazowego
czynnika roboczego nazywa się uławianiem pyłu.
Dokładne uławienie pyłu wytworzonego w suchych procesach przeróbczych jest
uzasadnione tym, \
e:
 bardzo drobne ziarna pyłu mogą stanowić u\
yteczny, niekiedy bardzo cenny produkt;
 w wielu przypadkach klasyfikacja aerodynamiczna oraz inne procesy przeróbcze
prowadzone są na wartościowych kopalinach rozdrobionych do wymiaru pyłu,
a uławianie produktów rozdziału stanowi istotny i konieczny proces technologiczny,
często konieczne jest wytwarzanie końcowych produktów właśnie w postaci drobno
uziarnionego pyłu;
 odprowadzanie do atmosfery pyłu nieu\
ytecznego stanowi du\
e zagro\
enie dla zdrowia
człowieka (pyły toksyczne), a na pewno powoduje zanieczyszczenie środowiska.
UÅ‚awiacze, w zale\
ności od ich rozwiązań konstrukcyjnych i technologii pracy, dzieli się
na: suche, mokre, elektryczne suche i mokre (elektrofiltry).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Klasyfikatory odpylajÄ…ce strumieniowe
Klasyfikator odpylający rolkowy (rys. 12), przeznaczony jest do odpylania węgla
o uziarnieniu od 0 do 10 mm przed skierowaniem go do wzbogacania.
Nadawa doprowadzona do dozownika 1 zsypuje siÄ™ po powierzchni obracajÄ…cych siÄ™
rolek 2 (walców). Powietrze robocze doprowadza się wlotem 3. Poza płaszczyzną rolek
zabudowane sÄ… nieruchome \
aluzje 4. W komorze klasyfikacyjnej umieszczone sÄ… dodatkowe
\
aluzje 5 o nastawnym kÄ…cie nachylenia.
Strumień powietrza o du\
ej prędkości ruchu unosi z odpylanego węgla ziarna pyłu i przez
szczeliny pomiędzy rolkami wpływa do pierwszej części 6 komory klasyfikacyjnej. Przy
częściowo zmniejszonej prędkości przepływu wydzielają się w niej najgrubsze ziarna pyłu
(o wymiarze 0,5 do 2,0 mm), które po powierzchni \
aluzji 4 zsypujÄ… siÄ™ do zbiornika 7, skÄ…d
wyładowywane są obrotowym odbieralnikiem 8. Strumień powietrza roboczego,
przepływający przez szczeliny \
aluzji 4, wpływa do drugiej części 9 komory klasyfikacyjnej,
w której następuje dalsze zmniejszenie jego prędkości przepływu i wytrącanie pyłu
o uziarnieniu poni\
ej 0,5 mm. Klasa ta gromadzi się w zbiorniku 10, z którego odprowadzana
jest odbieralnikiem skrzydełkowym 11, Strumień powietrza, unoszący najdrobniejsze ziarna
pyłu, po opłynięciu \
aluzji 5 odprowadzany jest wylotem 12 do urządzeń oczyszczających
powietrze robocze. Odpylony węgiel o uziarnieniu 2 do 10 mm wyładowywany jest
z klasyfikatora odbieralnikiem skrzydełkowym 23.
Wydajność klasyfikatora, przy odpylaniu węgla o uziarnieniu od 0 do 10 mm,
wynosi 90 t/h odpylonego węgla i 20 t/h wydzielonego pyłu. Zu\
ycie powietrza roboczego
wynosi 80 350 m3/h przy ciśnieniu powietrza 85 mm słupa wody (833,8 Pa). Klasyfikator
pracuje w cyklu zamkniętego obiegu powietrza roboczego. Wentylator podłączony do
odlotu 12 klasyfikatora wytwarza podciśnienie w komorze klasyfikacyjnej. Zassane powietrze
z najdrobniejszymi ziarnami pyłu przetłaczane jest do cyklonu oczyszczającego.
Klasyfikator systemu Rapid o wznoszÄ…cym siÄ™ strumieniu powietrza roboczego
przedstawiono na rys. 13. Komora klasyfikacyjna odpylacza jest tak skonstruowana, \
e
mo\
liwe jest uzyskanie dokładnego rozluzowania dozowanej warstwy materiału i odpylanie
nadawy o zawartości wilgoci przemijającej do 6%. Materiał podawany jest ze zbiornika
dozującego 1 obrotowym podajnikiem 2, regulującym ilość materiału kierowanego do
odpylania, przy czym szerokość szczeliny dozującej regulowana jest nastawną klapą
umieszczoną ponad podajnikiem obrotowym. Dozowany materiał zsypuje się do przewodu
nadawczego, u wylotu którego zabudowany jest wirujący walec nadawczy 3. Walec ten
wrzuca warstwę materiału w kształcie szerokiego wachlarza 4, wypełniającego cały
poprzeczny przekrój komory. Powietrze robocze doprowadzane jest do klasyfikatora poni\
ej
komory klasyfikacyjnej przez sito 5, ustalające równomierny przepływ powietrza. Odpylony
materiał opada do odbieralnika 6, a powietrze robocze unoszące pył odprowadzane jest
przewodem 7 do urządzeń uławiających pył i oczyszczających powietrze robocze.
Klasyfikatory systemu Rapid mogą pracować równie\
przy doprowadzonym ogrzanym
powietrzu lub gorących gazach spalinowych osuszających odpylany materiał. W ten sposób
uzyskuje się zwiększenie efektu odpylania materiału o większej zawartości wilgoci
przemijajÄ…cej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
Rys. 13. Klasyfikator odpylajÄ…cy Rapid
[1, T. I, s. 220]
Rys. 12. Klasyfikator odpylajÄ…cy rolkowy Rys. 14. Klasyfikator odpylajÄ…cy wibracyjny
[1, T. I, s. 216] [1, T. I, s. 222]
Rys. 15. Klasyfikator odpylający pulsacyjny Rys. 16. Klasyfikator odpylający odśrodkowy
[1, T. I, s. 224] [1, T. I, s. 228]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
Klasyfikatory odpylające wibracyjne stosuje się do odpylania materiałów trudno
odpylających się, o zawartości do 6% wilgoci przemijającej (np. wilgotnych miałów
węglowych),
W komorze klasyfikacyjnej 1 (rys. 14) odpylacza zabudowany jest przesiewacz
wibracyjny inercyjny 2 o niedu\
ym nachyleniu powierzchni roboczej sita, Sito robocze
(sito plecione, szczelinowe itp.) ma otwory (szczeliny) o wymiarze 1,5 mm. Materiał
przeznaczony do odpylania podaje siÄ™ z dozownika 4 uszczelnionym obrotowym
podajnikiem 3, rozdzielającym nadawę równomierną warstwą na całą szerokość powierzchni
roboczej sita tak, aby był on rozło\
ony stale równomierną warstwą na jego powierzchni,
a opór stawiany przepływającemu strumieniowi powietrza był jednakowy na ka\
dym
dowolnym odcinku powierzchni sita. Ścienienie warstwy odpylanego materiału nawet na
niedu\
ym odcinku sita powoduje w tym rejonie obni\
enie oporu dla przepływającej strugi
powietrza, zwiększenie ilości przepływającego strumienia przez ten odcinek i zmniejszenie
skuteczności odpylania na pozostałej powierzchni roboczej, spowodowanej zmniejszeniem
prędkości przepływu na odcinkach o grubszej warstwie materiału i większych oporach
przepływu.
Powietrze robocze, doprowadzane od dołu wznoszącym się strumieniem, przepływa
przez rozluzowaną warstwę odpylanego materiału, unosi ziarna pyłu i odpływa ku górze do
wylotu z klasyfikatora. Odpylony materiał odprowadza się zsypem 5. Wlot nadawy oraz
wylot produktu odpylonego jest odpowiednio uszczelniony, tak aby uniemo\
liwić ucieczki
powietrza roboczego.
Klasyfikatory odpylajÄ…ce pulsacyjne pracujÄ… przy wznoszÄ…cym siÄ™, pulsujÄ…cym strumieniu
powietrza roboczego.
W komorze klasyfikacyjnej 1 (rys. 15) zabudowane jest stałe sito 2, napięte na krato-
wnicy noÅ›nej nachylonej do poziomu pod kÄ…tem okoÅ‚o 20°. Powietrze robocze doprowadza
siÄ™ z wentylatora przewodem 3 do komory powietrznej 5 umieszczonej pod powierzchniÄ… sita.
Pomiędzy przewodem 3 a komorą powietrzną 5 zabudowane są klapy wirujące 4 tak
zharmonizowe w swoim ruchu wirowym, \
e kolejno okresowo odcinają dopływ powietrza do
komory powietrznej i otwierają wolny jego przepływ. Wirujące klapy nadają w ten sposób
strumieniowi powietrza ruch przerywany (pulsacyjny) o zwiększonej prędkości przepływu
w momencie otwierania się klap. Przy stałym dopływie powietrza w momentach zamknięcia
przepływu przez klapy 4 następuje chwilowy wzrost ciśnienia w przewodzie 3, a po ich
otwarciu uzyskuje się przyspieszony ruch powietrza. W ten sposób prędkość ruchu powietrza
zmienia się okresowo, w sposób ciągły  od zera do maksimum  według wykresu
sinusoidalnego.
Pulsujący strumień powietrza, który w początkowej fazie, po otwarciu klap, ma
maksymalną prędkość przepływu, rozluzowuje silnie warstwę odpylanego materiału,
a następnie unosi ziarna pyłu. Przy nachylonej powierzchni roboczej sita ruch pulsacyjny
strumienia powietrza roboczego powoduje równoczesny ruch postępowy odpylanego
materiału. W pierwszej fazie wzmo\
onego przepływu powietrza następuje równie\
uniesienie
ku górze grubszych ziaren odpylanego materiału, niemniej jednak ziarna te po zmniejszeniu
się prędkości wznoszącego się strumienia powietrza opadają na powierzchnię warstwy
odpylanego materiału. Tego rodzaju zjawisko zwiększa dokładność procesu odpylania.
Nadawę doprowadza się ze zbiornika nadawczego 6 poprzez zsyp 7. Ilość podawanego
materiału reguluje się nastawną zasuwą 8. Odpylony materiał odprowadzany jest
z klasyfikatora zsypem 9, zamykanym układem dwu klap 10 (z przeciwcię\
arami nało\
onymi
na dz
wignie klap), stanowiącymi równocześnie śluzowe zamknięcie komory klasyfikacyjnej.
Powietrze robocze wraz z wydzielonym pyłem odprowadzane jest odlotem 11.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
Klasyfikatory odpylające odśrodkowe (mechaniczne) nale\
Ä… do najbardziej
rozpowszechnionych rozwiązań konstrukcyjnych. Rozpowszechnienie swoje zawdzięczają
temu, \
e pracują one z pełnym zamkniętym cyklem technologicznym ujętym w jednym
urządzeniu i nie wymagają instalowania dodatkowych urządzeń, takich jak wentylator
i uławiacz pyłu. Klasyfikatory odpylające odśrodkowe (rys. 16) słu\
Ä…cy do odpylania, jak
równie\
do klasyfikacji drobno uziarnionych kopalin.
Klasyfikator wyposa\
ony jest w dwa wentylatory 1 i 2, umocowane na wspólnym wale
napędowym 3, do którego umocowany jest równie\
talerz 4, rozrzucający materiał w komorze
klasyfikacyjnej 5. Wał napędowy otrzymuje ruch wirowy z silnika 6 poprzez układ pasów
klinowych i przekładnię 8.
Wentylator 1 jest wentylatorem głównym, wytwarzającym zasadniczy ruch wznoszący
się strumienia powietrza w komorze klasyfikacyjnej 5, zmieniający jego kierunek przepływu
do komory zewnętrznej 20 i nadający temu strumieniowi ruch wirujący w komorze
zewnętrznej. Materiał doprowadza się rurą 9 na talerz rozdzielczy. Promieniowo
rozsypywany materiał przecina wznoszący się strumień powietrza, który unosi z niego ziarna
pyłu. W pierścieniowej komorze zewnętrznej 10 następuje zmniejszenie prędkości strumienia
powietrza (dzięki powiększonemu przekrojowi przepływu), które wirując po linii śrubowej
spływa ku dołowi. W komorze tej wydziela się pył, który  w postaci warstwy poruszającej
się śrubowo ku dołowi  przemieszcza się do sto\
kowej dolnej części klasyfikatora, skąd
wyładowywany jest przez wylot 11. Wirujący ruch strumienia powietrza po przepłynięciu
przez pionowe \
aluzje 12 zostaje zmieniony na ruch wznoszÄ…cy siÄ™.
Wentylator 2, wytwarzający podciśnienie w komorze klasyfikacyjnej, pokonuje opory
przepływu powietrza przez zewnętrzną komorę 10 oraz opory przepływu strumienia
powietrza przez Å‚opatki \
aluzji. Odpylony materiał zsuwa się po sto\
kowym pierścieniu 13
i spada do wysypu 14.
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest przesiewacz?
2. Jakie znasz rodzaje przesiewaczy?
3. Co to jest współczynnik prześwitu sita?
4. Jakie znasz rodzaje sit?
5. Co to jest analiza sitowa?
6. Jakie znasz klasyfikatory hydrauliczne?
7. Jakie znasz klasyfikatory aerodynamiczne?
8. Jakie znasz rodzaje odpylaczy?
9. W jakim celu stosujemy uławianie pyłu?
10. Co to jest hydrocyklon?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania klasyfikatory hydrauliczne
i dokonaj ich podziału.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje klasyfikatorów hydraulicznych,
3) zapoznać się z podziałem klasyfikatorów hydraulicznych,
4) rozpoznać klasyfikator,
5) sklasyfikować urządzenie,
6) opisać i narysować rozpoznane klasyfikatory.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania i kreślenia,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania klasyfikatory aerodynamiczne
i dokonaj ich podziału.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje klasyfikatorów aerodynamicznych,
3) zapoznać się z podziałem klasyfikatorów aerodynamicznych,
4) rozpoznać klasyfikator,
5) sklasyfikować urządzenie,
6) opisać i narysować rozpoznane klasyfikatory.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania i kreślenia,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) omówić zasady klasyfikacji hydraulicznej?
1
1

2) opisać klasyfikatory hydrauliczne opadania swobodnego?
1
1

3) objaśnić zasadę pracy klasyfikatorów hydraulicznych mechanicznych?
1
1

4) omówić klasyfikację aerodynamiczną?
1
1

5) omówić budowę i zasadę działania klasyfikatorów odpylających?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
4.3. Wzbogacanie, wzbogacanie grawitacyjne, flotacja
4.3.1. Materiał nauczania
Wzbogacanie
Podstawowym zadaniem przeróbki mechanicznej jest wzbogacanie kopalin u\
ytecznych,
polegające na wydzieleniu z materiału surowego, urobionego w kopalni głębinowej lub
odkrywce, mo\
liwie czystych ziaren u\
ytecznych, ewentualnych zrostów minerału
u\
ytecznego ze skałą płonną oraz mo\
liwie czystych ziaren odpadów pozbawionych
składnika u\
ytecznego. Proces wzbogacania powinien być tak opracowany technologicznie,
a następnie rozwiązany technicznie, aby w koncentracie uzyskać maksymalną ilość cennych
ziaren kopaliny u\
ytecznej przy mo\
liwie najmniejszych ich stratach w odpadach. Dla
uzyskania optymalnych wyników wzbogacania materiał surowy jest uprzednio dokładnie
badany w celu określenia jego charakterystyki mineralogicznej, własności fizycznych i jego
własności technologicznych, takich jak skład densymetryczny, podatność na wzbogacanie
grawitacyjne, wzbogacanie elektryczne i magnetyczne, podatność na wzbogacanie flotacyjne,
łatwość lub trudność wzbogacania, stopień koncentracji ziaren u\
ytecznych itp. Na podstawie
tych badań opracowuje się pełną technologię, ustalając, jakie kolejne procesy technologiczne
nale\
y zastosować, aby uzyskać optymalne wyniki wzbogacania materiału surowego.
Opracowana technologia wzbogacania kopaliny u\
ytecznej powinna uwzględniać pełne
wymagania technologiczne dalszego przetwórstwa lub bezpośredniego u\
ytkowania
wydzielonych koncentratów, eliminując w zupełności konieczność przeprowadzenia
dodatkowych operacji o charakterze przeróbczym lub stosowania kosztownych metod
dodatkowego ich uzdatniania w technologii przetwórstwa, je\
eli ich wyeliminowanie jest
mo\
liwe przez odpowiednie dobranie technologii wzbogacania surowej kopaliny. Procesy
technologiczne powinny być tak dobrane i stosowane w takim zakresie, aby do dalszego
u\
ytkowania nie kierować nawet najmniejszej ilości kopaliny w stanie surowym, nawet gdyby
one mogły być zu\
yte w tej postaci jako mało wartościowy surowiec, ale przy stratach
ekonomicznych innej gałęzi gospodarki narodowej lub przynosząc szkody naturalnemu
środowisku człowieka (np. spalanie nie wzbogaconych paliw o du\
ej zawartości popiołu
i siarki powoduje bardzo du\
e straty w gospodarce energetycznej i ogromnie zanieczyszcza
naturalne środowisko człowieka oraz niszczy przyrodę).
Opracowany projekt technologii procesów przeróbczych musi być dodatkowo
przeanalizowany z punktu widzenia ekonomiki całego procesu.
Proces wzbogacania materiału surowego jest poprzedzany procesami
przygotowawczymi, takimi jak przesiewanie materiału na ustalone projektem
technologicznym klasy ziarnowe, rozdrabianie, przemywanie, klasyfikacja hydrauliczna czy
aerodynamiczna itp. Operacje przygotowawcze mają na celu doprowadzenie materiału
surowego do takiego stanu, aby w procesie wzbogacania uzyskać maksymalny stopień
koncentracji ziaren u\
ytecznych. W większości przypadków surowe kopaliny u\
yteczne
o prostej charakterystyce technologicznej wystarczy przygotować jednorazowo do procesu
wzbogacania, uzyskując optymalny efekt ich wzbogacania. Przy zło\
onej charakterystyce
kopaliny jednorazowe przygotowanie jej do procesu wzbogacania jest zazwyczaj
niewystarczajÄ…ce, gdy\
uzyskuje się jedynie część u\
ytecznego koncentratu, a reszta ziaren
u\
ytecznych pozostaje w postaci zrostów ze skałą płonną. W takich przypadkach nale\
y
kolejno wydzielać szereg produktów przejściowych, odpowiednio je przygotowywać (przez
ich rozdrabianie i przesiewanie), a następnie wzbogacać je wtórnie, a\
do uzyskania
maksymalnego zało\
onego stopnia ekstrakcji ziaren u\
ytecznych z surowej kopaliny.
Wielokrotne przygotowywanie materiału surowego i kolejne jego wzbogacanie dotyczy
przede wszystkim kopalin występujących w postaci wpryśnięć ziaren u\
ytecznych  o ró\
nym
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
wymiarze ziaren  w skałę płonną oraz rud wielometalicznych, z których nale\
y wydzielić
ka\
dy składnik u\
yteczny oddzielnie.
W technologii procesów wzbogacania wykorzystuje się własności fizyczne
i fizykochemiczne ziaren kopaliny u\
ytecznej i ziaren skały płonnej, ró\
niące je pomiędzy
sobÄ… i umo\
liwiające dokonanie ich rozdziału.
Do własności tych nale\
y zaliczyć ró\
nice:
- w zabarwieniu i połysku ziaren,
- w kształcie ziaren i ich wymiarach,
- współczynnika tarcia ziaren po powierzchni, po której się poruszają,
- w sprÄ™\
ystości ziaren,
- w gęstości ziaren,
- we własnościach optycznych, elektrycznych i magnetycznych,
- własności fizykochemicznych powierzchni ziaren,
- w występujących własnościach chemicznych.
Biorąc za podstawą ró\
nice we własnościach fizycznych i fizykochemicznych ziaren
kopaliny u\
ytecznej i skały płonnej, opracowano wiele metod technologii ich wzbogacania,
a mianowicie:
- wzbogacanie ręczne, w którym wykorzystuje się ró\
nice w zabarwieniu i połysku ziaren,
- wzbogacanie wykorzystujące ró\
nice kształtu i wymiaru ziaren kopaliny u\
ytecznej
i skały płonnej,
- wzbogacanie wykorzystujące ró\
nice współczynnika tarcia,
- wzbogacanie wykorzystujące ró\
nice sprÄ™\
ystości ziaren spadających na twardą lub
sprÄ™\
ystÄ… powierzchniÄ™,
- wzbogacanie grawitacyjne, wykorzystujące ró\
nice gęstości ziaren wchodzących w skład
materiału surowego,
- wzbogacanie wykorzystujące własności elektrostatyczne i magnetyczne składników
kopaliny surowej,
- wzbogacanie flotacyjne, wykorzystujące ró\
nice własności fizykochemicznych
powierzchni ziaren,
- wzbogacanie wykorzystujące własności optyczne, radiometryczne, biologiczne
i chemiczne składników kopaliny surowej.
Na podstawie podanych ju\
technologii procesów przeróbczych wyró\
nia siÄ™:
- wzbogacanie wstępne w przodkach eksploatacyjnych,
- wzbogacanie ręczne (w zakładach przeróbczych),
- wzbogacanie grawitacyjne,
- wzbogacanie magnetyczne (elektromagnetyczne) i elektrostatyczne,
- wzbogacanie flotacyjne,
- inne metody wzbogacania, do których zalicza się wzbogacanie według kształtu i wymiaru
ziaren, ró\
nicy współczynnika tarcia, sprę\
ystości itp., wzbogacanie optyczne,
radiometryczne, ogniowe, biologiczne i chemiczne.
Wzbogacanie wstępne kopaliny u\
ytecznej mo\
na w wielu przypadkach prowadzić ju\

w czasie urabiania zło\
a.
Wzbogacanie tego rodzaju mo\
e być prowadzone przez:
- dobór odpowiedniej technologii urabiania zło\
a, zabezpieczającej materiał surowy przed
domieszką dodatkowych ilości skały płonnej, pochodzącej ze stropu i spągu pokładu lub
pochodzącej z grubych warstw przerostu skały płonnej, znajdujących się w pokładzie,
- ręczne usuwanie skały płonnej o du\
ych wymiarach ziaren,
- mechaniczne usuwanie skały płonnej w uproszczonych zespołach technologicznych,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
dostosowanych do wstępnego wzbogacania mechanicznego (grawitacyjnego),
budowanych, (ściślej: montowanych) w wyrobiskach podziemnych zlokalizowanych
w pobli\
u du\
ych oddziałów produkcyjnych.
Wzbogacanie ręczne w zakładzie
Ręczne usuwanie ziaren skały płonnej z materiału surowego lub, w niektórych
przypadkach, wybieranie ziaren cennej kopaliny u\
ytecznej z urobku surowego nazywa siÄ™
wzbogacaniem ręcznym. Wzbogacanie ręczne stosowane jako operacja główna zastępuje
wzbogacanie mechaniczne klas ziarnowych, których wymiar jest dostatecznie du\
y i pozwala
na szybkie odró\
nienie ziaren skały płonnej od ziaren kopaliny u\
ytecznej. Coraz częściej
stosowanie wzbogacania ręcznego ogranicza się do usuwania ziaren skały płonnej jedynie
z najgrubszych klas ziarnowych materiału surowego i to w zakresie operacji
przygotowawczej, a więc z ograniczoną dokładnością; najczęściej stosuje się wzbogacanie
ręczne klasy ziarnowej o wymiarze powy\
ej 200(125) mm przed jej rozdrabianiem
i póz
niejszym wzbogacaniem mechanicznym.
Wzbogacanie ręczne, ze względu na stosunkowo szybki wzrost zanieczyszczenia surowej
kopaliny skałą płonną, małą dokładność tej operacji i du\
e jej koszty, zanika coraz bardziej
jako operacja główna i stosowane jest jedynie jako operacja kontrolna dla wychwycenia
z urobku surowego obcych zanieczyszczeń przypadkowych, załadowanych w przodkach
eksploatacyjnych do urządzeń transportowych. Zanieczyszczenia tego rodzaju stanowią
elementy lub części (zu\
yte) maszyn i urządzeń dołowych, głównie stalowe, które mogą
zniszczyć lub uszkodzić wyposa\
enie maszynowe zakładu przeróbczego. Wzbogacanie
ręczne wykonywane jest na:
- stołach przebierczych nieruchomych,
- stołach przebierczych obrotowych,
- taśmach przebierczych,
- stołach przebierczych wstrząsanych.
Wzbogacanie ręczne zostaje zastąpione, przy wzbogacaniu wielu kopalin, wzbogacaniem
w zawiesinowych cieczach ciÄ™\
kich, w których mo\
na wzbogacać materiał surowy
o uziarnieniu dochodzÄ…cym nawet do 500 mm.
Wzbogacanie grawitacyjne
Metody wzbogacania mechanicznego oparte są na ró\
nicy gęstości ziaren kopaliny
u\
ytecznej i zanieczyszczającej ją ziaren skały płonnej, stąd te\
wywodzi się określenie tych
metod wspólną nazwą wzbogacania grawitacyjnego. Proces technologiczny wzbogacania
grawitacyjnego mo\
e być prowadzony w ośrodku powietrznym, wodnym lub w cieczach
ciÄ™\
kich. Dobór ośrodka, w którym przebiegać będzie proces wzbogacania, zale\
y przede
wszystkim od stopnia trudności wzbogacania surowej kopaliny u\
ytecznej oraz od wielkości
gęstości rozdziału pomiędzy koncentratem a odpadami.
Wzbogacanie grawitacyjne w ośrodku powietrznym
Ogólne zasady wzbogacania
Wzbogacanie materiału surowego, a więc jego rozdział na produkty wzbogacania,
przebiega we wznoszącym się z odpowiednią prędkością strumieniu powietrza lub
w strumieniu wznoszącym się, któremu nadaje się ruch pulsujący. Pod wpływem
wznoszącego się lub pulsującego strumienia powietrza następuje podniesienie warstwy
wzbogacanego materiału na ło\
u roboczym, jej rozluzowanie, a następnie opadanie
z prędkością proporcjonalną do gęstości ziaren materiału surowego. Aby warstwa ziaren
wzbogacanego materiału została uniesiona nad powierzchnię ło\
a roboczego, musi być na tę
warstwę wywarty napór statyczny wznoszącego się strumienia powietrza.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
Wzbogacalniki powietrzne dzieli się na dwie zasadnicze grupy, do których nale\
Ä…:
- wzbogacalniki pracujÄ…ce z pulsujÄ…cym wznoszÄ…cym siÄ™ strumieniem powietrza
roboczego; wzbogacalniki te noszą równie\
nazwę wialników;
- stoły powietrzne, pracujące z ciągłym wznoszącym się strumieniem powietrza roboczego,
przy wstrząsanym ruchu płyty (ło\
a) roboczej.
A
o\
a robocze wzbogacalników powietrznych mogą być wykonane z blach dziurkowanych,
które jednak są stopniowo wycofywane z u\
ytku ze względu na du\
y opór stawiany
przepływającemu strumieniowi powietrza roboczego. Najczęściej stosuje się obecnie ło\
a
robocze wykonane z sit plecionych lub sit szczelinowych.
Wzbogacalnik powietrzny systemu - Huty Karol (rys. 17)
NadawÄ™ do wzbogacalnika doprowadza siÄ™ szczelnie obudowanym zsypem 1 na
nachylone do poziomu Å‚o\
e robocze 2 pierwszego przedziału wzbogacania. A
o\
e robocze jest
wykonane z sita szczelinowego o skośnym przepływie pulsującego strumienia powietrza.
Głównym przewodem 3 doprowadza się powietrze-robocze z wentylatora tłoczącego
je do komory powietrznej 4 oraz do komory powietrznej 6, znajdujÄ…cej siÄ™ pod Å‚o\
em
roboczym 5 drugiego przedziału wzbogacania. Powy\
ej obu komór powietrznych
zabudowane są wirujące klapy 7, które w równych odcinkach czasu zamykają lub otwierają
przepływ dla strumienia powietrza roboczego, wywołując w ten sposób jego pulsujący prze-
pÅ‚yw. Klapy w obu komorach przestawione sÄ… w stosunku do siebie o 90 lub 60°.
Rys. 17. Wzbogacalnik powietrzny  Huty Karol [1, T. I, s.452]
Pulsujący strumień powietrza, przepływający przez ło\
a robocze wzbogacalnika,
powoduje okresowe podniesienie i rozluzowanie warstwy wzbogacanego materiału.
W momencie przymykania przepływu strumienia powietrza roboczego następuje rozdział
ziaren materiału surowego, zgodnie z ich końcową prędkością opadania. Bezpośrednio na
Å‚o\
u roboczym tworzy się warstwa ziaren o największej gęstości, a następnie kolejne warstwy
ziaren o zmniejszających się gęstościach. W pierwszym przedziale wzbogacalnika na
powierzchni Å‚o\
a roboczego (w przypadku wzbogacania węgla), tworzy się najszybciej
warstwa odpadów, która jest odprowadzana szczeliną odbiorczą do obrotowego odbieralnika
skrzydełkowego 8, podającego je do zsypu 9. Górne warstwy wstępnie rozwarstwionego
materiału przechodzą przez próg na ło\
e robocze 5 drugiego przedziału wzbogacalnika.
W przedziale tym następuje ostateczne rozwarstwienie materiału na lekkie ziarna węgla
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
i ciÄ™\
sze ziarna produktu pośredniego. Produkt pośredni odprowadzany jest szczeliną
wyładowczą do obrotowego odbieralnika skrzydełkowego podającego go do
zsypu 11. Koncentrat węglowy jest odbierany zsypem 10. A
o\
a robocze wzbogacalnika
okryte są szczelną osłoną 12 wyposa\
oną u góry w odlot 13 powietrza roboczego. Powietrze
robocze unosi ze sobą drobne ziarna pyłu, które uławia się w cyklonach lub uławiaczach
innego typu.
Wzbogacanie grawitacyjne w ośrodku wodnym
Wzbogacanie kopalin surowych w ośrodku wodnym, w zale\
ności od rodzaju
stosowanych wzbogacalników, podzielić mo\
na na wzbogacanie:
- w osadzarkach pulsacyjnych,
- we wzbogacalnikach hydraulicznych,
- we wzbogacalnikach strumieniowych,
- na stołach koncentracyjnych,
- w hydrocyklonach.
Wzbogacanie w osadzarkach pulsacyjnych kopalin u\
ytecznych jest oparte na ró\
nicy
prędkości opadania w ośrodku wodnym ziaren ró\
niących się pomiędzy sobą gęstością.
Główny podział osadzarek pulsacyjnych wynika z ich rozwiązania konstrukcyjnego
elementów, wywołujących ruch pulsacyjny wody roboczej. Dzieli się więc je na osadzarki:
- tłokowe,
- beztłokowe,
- z ruchomym Å‚o\
em roboczym.
Przebieg procesu technologicznego, zachodzÄ…cego w osadzarkach pulsacyjnych,
objaśniony będzie na przykładzie osadzarki pulsacyjnej tłokowej.
Osadzarka tłokowa (rys. 18) jest zbudowana w kształcie podłu\
nej skrzyni o dnie
najczęściej zaokrąglonym, podzielonej wzdłu\
podłu\
nej osi na dwie komory.
Komora robocza I jest wyposa\
ona w Å‚o\
e robocze 1, którego dno jest wyło\
one
na przykład sitem z blachy dziurkowanej 3, natomiast w komorze II jest umieszczony
tłok 2 wprawiany w pionowy ruch posuwisto-zwrotny mimośrodem 5, zaklinowanym na
wale 6, wprawianym w ruch obrotowy tarczą napędową 4. Tłok ten przy swoim ruchu
posuwisto-zwrotnym nadaje wodzie, wypełniającej skrzynię roboczą osadzarki, ruch
pulsacyjny (oscylacyjny). Dzięki temu w komorze roboczej 1  ponad ło\
em roboczym
osadzarki  następuje okresowy ruch wznoszący i opadający strumienia wody.
Rys. 18. Schemat osadzarki pulsacyjnej tłokowej, trójproduktowej [1, T. I, s. 462]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
Nadawę do osadzarki podaje się w sposób ciągły, równomiernym strumieniem,
korytem 7 wraz z pewną ilością wody transportowej, umo\
liwiającej ruch postępowy
podawanego materiału. Poniewa\
osadzarka przedstawiona na rys.18 jest przeznaczona
do wzbogacania trójproduktowego, przeto ło\
e robocze podzielone jest na dwa odcinki
progiem 8, zaopatrzonym w szczelinÄ™ odbiorczÄ… 9 dla ziaren produktu ciÄ™\
kiego
(w przypadku wzbogacania węgla  dla odpadów) oraz w próg 10 wyposa\
ony w szczelinÄ™
odbiorczą 22; słu\
ącą do odprowadzania ziaren produktu pośredniego (lub przejściowego).
Dla uzyskania warunków technologicznych, umo\
liwiających rozdział ziaren materiału
surowego według ich gęstości, nale\
y tak rozluz
nić warstwę materiału surowego na
powierzchni, Å‚o\
a roboczego, aby umo\
liwić ziarnom zawartym w tej warstwie opadanie
swobodne lub skrępowane. W okresie ruchu wody roboczej ku górze w przedziale roboczym
(przy ruchu tłoka ku dołowi) ziarna materiału surowego zostają uniesione, następuje
rozluzowanie warstwy wzbogacanego materiału i ju\
w momencie zwalniania prędkości
wznoszącego się strumienia wody, gdy tłok zbli\
a siÄ™ do swego najni\
szego poło\
enia,
rozpoczyna się opadanie ziaren z prędkością końcową odpowiadającą ich gęstości. Ziarna
o większej gęstości opadać będą z większą prędkością i w ten sposób prędzej układać się będą
na powierzchni sita Å‚o\
a roboczego. Ziarna o mniejszej gęstości (l\
ejsze), poniewa\
majÄ…
mniejszą prędkość końcową opadania, układać się będą na ziarnach o większej gęstości
(ciÄ™\
szych). Aby proces rozdziału materiału surowego na ło\
u. roboczym osadzarki
przebiegał prawidłowo, opadanie ziaren powinno być zakończone teoretycznie tu\
przed
momentem rozpoczęcia się ponownego ruchu wody roboczej ku górze.
Zało\
enie to nie jest praktycznie osiągalne w osadzarkach tłokowych. Ruch tłoka ku
górze wywołuje przymusowy ruch wody roboczej w komorze roboczej ku dołowi
z prędkością proporcjonalną do prędkości poruszającego się tłoka. Przymusowy (nie
swobodny) ruch wody roboczej ku dołowi powoduje zmiany w prędkości opadania ziaren,
zwłaszcza ziaren lekkich (o mniejszej prędkości opadania), i wciąganie tych ziaren w głąb
warstwy ziaren ciÄ™\
kich o większej prędkości opadania. Zjawisko to jest technologicznie
szkodliwe, gdy\
powoduje zaburzenie prawidłowości procesu rozdziału materiału surowego.
Aby ograniczyć do minimum prędkość opadania wody w przedziale roboczym, doprowadza
się pod tłok osadzarki wodę dodatkową tzw. dolną wodę roboczą. Woda ta, wypełniając
przestrzeń pod podnoszącym się ku górze tłokiem, ogranicza równocześnie prędkość
opadania wody w przedziale roboczym osadzarki.
Proces wzbogacania w osadzarkach pulsacyjnych mo\
e przebiegać według dwu zasad
technologicznych, w zale\
ności od typu osadzarki, a mianowicie według zasady procesu:
- hydrodynamicznego(osadzanie w warunkach dynamicznych),
- statycznego (osadzanie w warunkach statycznych).
Zgodnie z zasadą procesu hydrodynamicznego rozdział materiału surowego przebiega
zarówno w prądzie wznoszącym się, jak i opadającym, przy czym osadzanie ziaren
rozpoczyna siÄ™ ju\
w momencie zmniejszania się prędkości wznoszącego się strumienia wody
do wielkości nieco mniejszej od prędkości opadania ziaren.
W pierwszym okresie wzbogacania, tj. podczas wznoszÄ…cego siÄ™ ruchu wody
w przedziale roboczym osadzarki, wyró\
nia siÄ™ trzy fazy charakterystyczne:
- w pierwszej fazie, przy ruchu wody ku górze, następuje rozluzowanie warstwy
wzbogacanego materiału przez uniesienie ziaren ponad ło\
em roboczym; w fazie tej
prędkość opadania ziaren jest równa zeru, a wpływ gęstości ziaren na zjawiska
technologiczne przewa\
a nad wpływem wielkości ziaren (ich masy);
- w drugiej fazie, przy stopniowo zmniejszającej się prędkości ruchu wznoszącego się
strumienia wody, rozpoczyna się częściowe opadanie ziaren, przy czym prędkość ich
opadania jest wypadkową pomiędzy prędkością ruchu wody a prędkością opadania ziaren
w spokojnej wodzie (bez ruchu);
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
- w trzeciej fazie, przy zanikającym ruchu wznoszącym wody roboczej, następuje opadanie
ziaren według zasad klasyfikacji hydraulicznej, przy czym na przebieg rozdziału ziaren
du\
y wpływ ma końcowa prędkość wznoszącego się jeszcze ruchu strumienia wody
roboczej.
Drugi okres procesu wzbogacania przebiega podczas ruchu wody roboczej ku dołowi.
W okresie tym mo\
na równie\
wyró\
nić trzy fazy osadzania ziaren:
- w pierwszej fazie następuje wzrost prędkości opadania ziaren, a\
do wyrównania tej
prędkości z prędkością ruchu wody ku dołowi; rozdział ziaren przebiega zgodnie
z zasada mi klasyfikacji hydraulicznej, a wpływ prędkości opadania wody na prędkość
ruchu ziaren o ró\
nych gęstościach jest minimalny;
- w drugiej fazie prędkość opadania ziaren jest równa prędkości ruchu wody; w fazie tej,
dla ziaren równo opadających, rozdział następuje wyłącznie w zale\
ności od ich gęstości;
- w fazie trzeciej prędkość opadania ziaren jest stała, wielkość jej natomiast wynika
z gęstości ziaren; rozdział materiału przebiega zgodnie z zasadami klasyfikacji
hydraulicznej.
W celu uzyskania technologicznie prawidłowej pracy osadzarek pulsacyjnych nale\
y
spełnić trzy podstawowe warunki, a mianowicie:
- odpowiednio dobrać skalę klasyfikacji materiału surowego kierowanego do wzbogacania,
- prawidłowo ustalić wysokość pulsacji wody roboczej na ło\
u roboczym osadzarki,
- prawidłowo dobrać liczbę pulsacji wody roboczej.
Automatyczna regulacja pracy osadzarek
Przebieg procesu wzbogacania w osadzarkach w du\
ej mierze zale\
y od prawidłowego
odbioru osadzonych na Å‚o\
u roboczym warstw produktów cię\
kich i utrzymania stałej ich
grubości (wysokości). Czas układania się warstw produktów podczas procesu rozdziału
materiału surowego zale\
y od chwilowej zawartości ziaren cię\
kich i produktu pośredniego
w nadawanym materiale surowym, co z kolei powoduje du\
e wahania grubości uło\
onych
warstw produktów wzbogacania.
Wzbogacanie w cieczach ciÄ™\
kich
Wzrost trudności wzbogacania surowych kopalin u\
ytecznych, spowodowany wzrostem
zawartości w nich przerostów, a więc ziaren o gęstości mieszczącej się pomiędzy gęstością
ziaren zaliczanych do koncentratu i ziaren zaliczanych do odpadów, wymaga zastosowania
ośrodka (w którym przebiega proces wzbogacania), którego gęstość jest dostosowana do
gęstości rozdziału. Tego rodzaju ośrodek wzbogacania jest stosowany równie\
w tych
przypadkach, gdy jest wymagany bardzo dokładny rozdział materiału surowego o wysokiej
jednorodności parametrów jakościowych otrzymywanych koncentratów. Takim ośrodkiem są
ciecze ciÄ™\
kie.
CieczÄ… ciÄ™\
kÄ… stosowanÄ… w procesach technologicznych wzbogacania nazywa siÄ™ ka\
dÄ…
ciecz, której gęstość jest większa od gęstości wody.
Zastosowanie cieczy ciÄ™\
kich w przeróbce mechanicznej opiera się na znanym prawie
fizycznym pływania po powierzchni cieczy ziaren ciała stałego o gęstości mniejszej od
gęstości tej cieczy i tonięcia w niej ziaren o gęstości większej. W tym przypadku ciecz cię\
ka
jest sama czynnikiem rozdziału materiału surowego na dwa produkty wzbogacania
i potencjalnie zupełnie wystarcza do przeprowadzenia procesu rozdziału pod warunkiem, \
e
gęstość tej cieczy odpowiada ustalonej gęstości rozdziału wzbogacanego materiału. Przy tego
rodzaju zało\
eniu proces technologiczny przebiega praktycznie zupełnie statycznie, bez
udziału dodatkowych czynników mechanicznych, mających istotny wpływ na przebieg tego
procesu. Stosowane w tym procesie urzÄ…dzenia mechaniczne we wzbogacalnikach majÄ…
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
zapewnić ciągłość przepływu cieczy cię\
kiej przez wzbogacalnik oraz umo\
liwić ciągłość
odbioru produktów wzbogacania. W niektórych przypadkach urządzenia mechaniczne,
zabudowane we wzbogacalnikach, słu\
ą do utrzymania w sposób ciągły pełnych własności
technologicznych stosowanej cieczy ciÄ™\
kiej.
Bardzo wysoka dokładność przebiegu procesu wzbogacania w cieczach cię\
kich, mała
wra\
liwość na okresowe przecią\
enia wzbogacalnika wzbogacanym materiałem, oraz wiele
innych zalet spowodowało, \
e są one coraz szerzej stosowane do wzbogacania węgla
surowego, rud \
elaza, rud cynkowo-ołowiowych, manganu, wolframu, cyny, magnetytu, rud
niemetalicznych i wielu innych kopalin u\
ytecznych.
Ciecze ciÄ™\
kie zawiesinowe
PodstawowÄ… cieczÄ… ciÄ™\
ką dla przemysłowych procesów wzbogacania jest ciecz cię\
ka
zawiesinowa. Ciecz ciÄ™\
ka zawiesinowa jest to mieszanina wody i miałko rozdrobionego
minerału cię\
kiego, nierozpuszczalnego w wodzie, lecz tworzącego w niej zawiesinę. Minerał
ciÄ™\
ki stosowany do tworzenia zawiesiny nazywa siÄ™ obciÄ…\
nikiem. Wymiar największych
ziaren obciÄ…\
nika nie przekracza zazwyczaj 0,1 do 0,3 mm.
Mo\
na zatem przyjąć następujące określenie definiujące ciecz cię\
kÄ… zawiesinowÄ…: jest
to bardzo drobno uziarniona zawiesina utworzona z jednego lub kilku ciał stałych o wysokiej
gęstości w podstawowym ośrodku wodnym.
ObciÄ…\
nikami do sporzÄ…dzania cieczy ciÄ™\
kich zawiesinowych sÄ…: piasek kwarcowy,
baryt, magnetyt.
Ciecz ciÄ™\
ka zawiesinowa stanowi zbiór bardzo drobnych ziaren obcią\
nika
równomiernie rozproszonych w wodzie i znajdujących się w stanie pozornego zawieszenia
lub pływania. Ziarna te jednak w rzeczywistości opadają w wodzie z niniejszą lub większą
prędkością w zale\
ności od rodzaju zastosowanego obcią\
nika i jego uziarnienia.
Mając na uwadze prędkość opadania ziaren obcią\
nika w wodzie, ciecze ciÄ™\
kie
zawiesinowe mo\
na podzielić na dwie grupy, a mianowicie:
- ciecze ciÄ™\
kie o zawiesinie stałej,
- ciecze ciÄ™\
kie o zawiesinie niestałej.
Charakterystyczne własności cieczy cię\
kiej zawiesinowej
Ciecz ciÄ™\
ką zawiesinową charakteryzuje wiele czynników fizycznych, z których
najwa\
niejsze sÄ…:
- gęstość,
- lepkość,
- stałość zawiesiny (obcią\
nika),
- odporność obcią\
nika na rozdrabianie mechaniczne ziaren w okresie jego obiegu
roboczego,
- odporność ziaren obcią\
nika na działanie chemiczne ośrodka.
Ogólne zasady wzbogacania w cieczach cię\
kich
Ciecze zawiesinowe stosowane do wzbogacania surowych kopalin na skalę przemysłową
powinny odznaczać się du\
ą stałością zawiesiny w celu uniknięcia wahań jej gęstości, a tym
samym w celu uzyskania produktów wzbogacania o ustabilizowanych parametrach
jakościowych. Poza tym w celu uzyskania mo\
liwości wzbogacania klas ziarnowych o dość
niskim dolnym wymiarze tej klasy, ciecz zawiesinowa powinna charakteryzować się małą
lepkością. Równocześnie jednak dla łatwiejszego odzyskania obcią\
nika, po wykonaniu pracy
wzbogacania, i zmniejszenia jego strat korzystna jest mniejsza jego stałość, w przypadku gdy
odzysk obciÄ…\
nika jest prowadzony sposobem grawitacyjnym. Odzysk obciÄ…\
nika,
charakteryzującego się bardzo wysoką stałością w urządzeniach typu grawitacyjnego,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
wymaga zainstalowania urządzeń o du\
ej pojemności i powierzchni roboczej. System
grawitacyjnego odzysku obciÄ…\
nika stosowany jest głównie w przypadku obcią\
ników
o du\
ej gęstości i małej stałości.
Proces odzysku obciÄ…\
nika jest określany jako regeneracja. Niezale\
nie od grawitacyjnej
regeneracji obciÄ…\
nika, stosowanej przede wszystkim do obciÄ…\
ników kwarcowych
(piaskowych), stosuje siÄ™ regeneracjÄ™ magnetycznÄ… dla obciÄ…\
ników o własnościach
magnetycznych (magnetyt, hematyt,) lub regeneracjÄ™ flotacyjnÄ… dla takich obciÄ…\
ników jak
baryt i piryt. W celu zwiększenia odzysku obcią\
nika wszystkie produkty wzbogacania muszÄ…
być dokładnie spłukane czystą wodą. Woda ta, określana jako ciecz zawiesinowa
rozcieńczona, kierowana jest do urządzeń regeneracyjnych. Jednak w przemysłowym procesie
wzbogacania część obcią\
nika jest odprowadzana wraz z produktami wzbogacania, a pewna
jego część jest tracona w urządzeniach regeneracyjnych i w procesach odmulania cieczy
zawiesinowej.
Ubytek obciÄ…\
nika w cieczy zawiesinowej jest spowodowany nie tylko jego stratÄ…
w produktach wzbogacania, lecz równie\
przez częściową utratę jego własności. Na przykład
magnetyt, charakteryzujÄ…cy siÄ™ wyraz
ną strukturą krystaliczną, dość trudno  w czasie jego
obiegu roboczego  rozdrabia siÄ™ na ziarna o wymiarze koloidalnym i nie jest odprowadzany
z obiegu w procesie odmulania cieczy zawiesinowej. ObciÄ…\
niki o miękkiej i kruchej
strukturze ziaren ulegają stopniowemu rozdrobieniu w obiegu roboczym, przy czym niektóre
z nich tworzą zawiesinę o charakterze koloidalnym, zwiększając lepkość cieczy. Ziarna tego
rodzaju muszą być usuwane z obiegu w procesie odmulania, co powoduje zwiększanie się
strat (zu\
ycia) obciÄ…\
nika. Straty obciÄ…\
nika wzrastają równie\
w przypadku
niekontrolowanego nadmiernego jego rozdrobienia w czasie przygotowywania go do
uzupełnienia strat, przy czym przewa\
ająca ilość tych ziaren jest odprowadzana z obiegu
roboczego w procesie odmulania cieczy roboczej.
Wzbogacanie w cieczach zawiesinowych mo\
e przebiegać w sposób statyczny, ściśle
według zało\
onej gęstości tej cieczy. Niemniej jednak w warunkach wzbogacania
przemysłowego nie istnieje mo\
liwość utrzymania cieczy zawiesinowej w zupełnym
bezruchu, choćby ze względu na konieczność odprowadzenia ze wzbogacalnika produktów
wzbogacania. Z tej te\
przyczyny, dla uzyskania ciągłości procesu, ciecz zawiesinowa musi
mieć ruch (przepływ) poziomy, umo\
liwiający odprowadzenie produktu pływającego.
Umieszczenie krawędzi progu przelewowego poni\
ej krawędzi rynny nadawczej zapewnia
poziomy przepływ cieczy. Przy zało\
onej niskiej warstwie strumienia odprowadzanej cieczy
ze wzbogacalnika, a więc przy małej prędkości przepływu cieczy, zabudowuje się nad
progiem przelewowym urządzenie zgarniające, którego elementy robocze są zanurzone
poni\
ej zwierciadła cieczy.
Proces wzbogacania we wzbogacalnikach zawiesinowych pozwala w zasadzie 
w pojedynczym wzbogacalniku  na wydzielenie tylko dwu produktów wzbogacania przy
gęstości rozdziału ustalonej gęstością zastosowanej cieczy zawiesinowej. W przypadku
konieczności wzbogacania trójproduktowego stosuje się układ dwu odrębnych
wzbogacalników zasilanych dwoma odrębnymi obiegami cieczy roboczej o odpowiednio
dobranych gęstościach. Wzbogacalniki trojproduktowe są konstruowane jako zwarty zespół
konstrukcyjny dwu wzbogacalników dwuproduktowych. W niektórych rozwiązaniach
konstrukcyjnych uzyskuje się wzbogacanie trójproduktowe, wykorzystując mniejszą stałość
zawiesiny, która opadając zwiększa gęstość ni\
szych warstw cieczy we wzbogacalniku, oraz
doprowadzając do tej warstwy określoną ilość dodatkowej cieczy zawiesinowej
o zwiększonej gęstości. Wzbogacalniki tego rodzaju są wyposa\
one w dodatkowe urzÄ…dzenia
mechaniczne, słu\
ące do odprowadzenia ziaren produktu pośredniego (przejściowego).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
Proces wzbogacania w cieczach zawiesinowych wymaga wprowadzenia dodatkowych
operacji pomocniczych, związanych bezpośrednio z tym rodzajem technologii wzbogacania;
do operacji tych zalicza siÄ™:
- wyodrębnione obiegi cieczy zawiesinowej o gęstości roboczej i obiegi cieczy
rozcieńczonej; przy wzbogacaniu trójproduktowym konieczne są dwa odrębne obiegi
roboczej cieczy zawiesinowej o ró\
nych gęstościach cieczy oraz obieg cieczy
rozcieńczonej;
- obieg odmulania i oczyszczania cieczy zawiesinowej;
- regeneracjÄ™ obciÄ…\
nika i uzupełnianie strat obcią\
nika w obiegu roboczym;
- kontrolę i regulację gęstości cieczy roboczej.
Wzbogacalniki zawiesinowe
Najczęściej przyjmuje się podział wzbogacalników oparty na cechach konstrukcyjnych
lub konstrukcyjno-technologicznych na wzbogacalniki:
- z kołami łopatkowymi,
- korytowe,
- głębokie z mechanicznym odbiorem produktów,
- z mechanicznÄ… stabilizacjÄ… obciÄ…\
nika,
- z podnośnikami hydrauliczno-powietrznymi,
- zawiesinowe hydrauliczne,
- bębnowe obrotowe,
- hydrocyklonowe,
- innych typów.
Wzbogacalnik zawiesinowy dwuproduktowy typu Disa-2S. Dwuproduktowe
wzbogacalniki Disa-2S buduje się w czterech wielkościach. Wzbogacalniki te stosuje się do
wzbogacania węgla; mogą być one stosowane równie\
do wzbogacania rud. Uziarnienie
kopaliny surowej kierowanej do wzbogacania mo\
e wynosić od 10 do 400 mm.
Wzbogacalniki tego typu dostosowane sÄ… do pracy z magnetytowÄ… cieczÄ… zawiesinowÄ….
c)
Rys. 19. Wzbogacalnik zawiesinowy dwuproduktowy Disa-2S [1, T. I, s. 606]
Do skrzyni 1 wzbogacalnika (rys. 19a) umocowane jest koryto robocze 2, wyposa\
one
w zsuwnię nadawczą 3 i w zsuwnię odbiorczą 4 produktu lekkiego. Koło wynoszące
5 produktu ciÄ™\
kiego jest zawieszone na pasie gumowym 6, opasującym bęben napędowy
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
7. Koło łopatkowe 5 jest dociskane do pasa napędowego rolkami 17 (rys. 19b), a jego
pionowe prowadzenie zabezpieczają rolki 18 zabudowane po obu stronach zewnętrznej
obudowy koła. Nadawa jest podawana do koryta nadawczego 3 bezpośrednio na
powierzchniÄ™ lustra cieczy. Produkt lekki jest odbierany korytem odbiorczym 4. Produkt
ciÄ™\
ki opada do koszy 8 koła wynoszącego i zsypywany jest do koryta odbiorczego 9.
Produkt lekki zgarniany jest z powierzchni cieczy Å‚opatkami 10 zgarniacza obrotowego 11.
Ciecz zawiesinowÄ… podaje siÄ™ do skrzyni wzbogacalnika przewodami 12
oraz 13 o wąskich szczelinach wypływu oraz dwoma przewodami 14, zabudowanymi poni\
ej
koryta nadawczego 3, przy czym ciecz wprowadzana jest poni\
ej lustra cieczy wypełniającej
skrzynię wzbogacalnika. W okresach czyszczenia wzbogacalnika opró\
nia siÄ™ go z cieczy
rurą odpływową zamkniętą zaworem 15. Bęben 7 napędzany jest silnikiem poprzez
przekładnię 16. Koryto odbiorcze produktu cię\
kiego jest zabudowane w najwy\
szym
punkcie wewnętrznego obwodu koła łopatkowego, co umo\
liwiło skonstruowanie koryta
roboczego o maksymalnej szerokości roboczej. Wzbogacalniki są wyposa\
one w pomosty 19
dla obsługi, wsparte na konstrukcji nośnej 20 oraz w drabinki 21.
Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy typu Disa-3S. Trójproduktowy wzbogacalnik
typu 3S jest konstrukcjÄ… bliz
niaczą, zło\
oną z dwu dwuproduktowych wzbogacalników
połączonych w jedną całość po uprzednim dokonaniu koniecznych adaptacji konstrukcyjnych.
Wzbogacalniki pracujÄ… zasilane magnetytowÄ… cieczÄ… zawiesinowÄ… doprowadzanÄ… z dwu
odrębnych obiegów roboczych, ró\
niących się gęstościami tych cieczy, dostosowanymi do
gęstości rozdziału w obiegu wzbogacania głównego pomiędzy produktem lekkim
a produktem przejściowym oraz w obiegu wzbogacania wtórnego pomiędzy produktem
przejściowym a produktem cię\
kim.
Rys. 20. Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy Disa-3S [1, T. I, s.608]
Koryta robocze 1 wzbogacalnika (rys. 20) są umocowane do dwu odrębnych
skrzyń 8, w których są zanurzone koła łopatkowe 4. Koryta robocze od strony zasilania ich
wzbogacanym materiałem są połączone pomiędzy sobą w jedną całość konstrukcyjną. Na
konstrukcji wsporczej 3 umocowane są podesty obsługi 9 oraz konstrukcja podporowa
bębnów 10, napędzających koła łopatkowe.
Bębny napędowe są uruchamiane z przekładni napędowych 15. Prostopadle do
płaszczyzny kół łopatkowych umocowana jest oś 5, słu\
ąca do podparcia koła łopatkowego
w okresie monta\
u lub w przypadku pęknięcia gumowego pasa napędowego. Odpowiednie
zanurzenie koła łopatkowego utrzymują krą\
ki 11, natomiast pionowe prowadzenie koła
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
zabezpieczajÄ… zestawy krÄ…\
ków 12. Ciecz zawiesinową doprowadza się przewodami, osobno
do ka\
dej skrzyni w ich dolnej części, poprzez wąskie szczeliny (płaskie dysze)
umiejscowione na dwu poziomach oraz przewodami 16, znajdujÄ…cymi siÄ™ tu\
przy ścianie
działowej. Przewody są osłonięte blachami, zabezpieczającymi je przed uszkodzeniem
materiałem podawanym do wzbogacania.
NadawÄ™ podaje siÄ™ korytem nadawczym 7 w pobli\
e ściany działowej. Ziarna produktu
lekkiego odprowadzane są korytem odbiorczym 29. Zgarniacz łopatkowy 14 ułatwia
odprowadzenie tego produktu. Tonący w cieczy produkt przejściowy oraz produkt cię\
ki
podnoszone są kołem łopatkowym i zsypywane do koryta 20, podającego ten materiał do
drugiego przedziału wzbogacalnika. W przedziale tym następuje wydzielenie pływającego
produktu przejściowego, który jest odprowadzany korytem 21. Zgarniacz łopatkowy
przyspiesza odprowadzenie tego produktu z powierzchni cieczy. Produkt ciÄ™\
ki tonÄ…cy
w cieczy jest podnoszony kołem łopatkowym i wysypywany na zsuwnię 6.
Wzbogacalniki głębokie z mechanicznym odbiorem produktów wzbogacania
Wzbogacalniki tej grupy charakteryzują się głęboką skrzynią roboczą o du\
ej pojemności
cieczy roboczej. Produkty wzbogacania są odbierane ze wzbogacalnika przenośnikami
zgrzebłowymi lub podnośnikami zgrzebłowymi, przy czym w niektórych rozwiązaniach
konstrukcyjnych do odbioru ziaren produktu lekkiego stosuje siÄ™ obrotowe zgarniacze
skrzydełkowe. Ze względu na du\
ą głębokość skrzyni roboczej istnieje mo\
liwość
równoczesnego otrzymywania trzech produktów wzbogacania, wykorzystując mo\
liwość
wytworzenia w skrzyni roboczej warstw cieczy zawiesinowej o rosnącej  wraz z głębokością
 gęstości cieczy.
Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy typu Tromp (rys. 21). Wzbogacalnik ten
mo\
e pracować z zastosowaniem cieczy zawiesinowej magnetytowej, z wypałków
pirytowych lub z zendry kuziennej  o uziarnieniu poni\
ej 100 µm; mo\
e być równie\
sto-
sowana mieszanina tych trzech obciÄ…\
ników.
Rys. 21. Wzbogacalnik zawiesinowy trójproduktowy Tromp [1, T. I, s. 625]
Wzbogacalnik jest skonstruowany w postaci głębokiej skrzyni o przekroju pionowym
zbli\
onym do trójkąta. Nadawę do wzbogacalnika podaje się zsuwnią nadawczą 1 na
powierzchniÄ™ cieczy zawiesinowej. Ziarna produktu lekkiego unoszone na powierzchni cieczy
transportowane są dolną gałęzią przenośnika zgrzebłowego 2 na wznoszące się ku górze
szczelinowe sito odwadniające 3 i do rynny wyładowczej 4. Ciecz zawiesinową doprowadza
się czterema rurami 5, 6, 7 oraz 8 do komór rozdzielczych, z których wypływa ona
szczelinami wlotowymi rozmieszczonymi na czterech poziomach w pionowej ścianie  od
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
strony zasilania wzbogacalnika nadawÄ…. Ka\
dy z kolejno doprowadzonych strumieni cieczy
zawiesinowej ma gęstość wzrastającą od góry ku dołowi, przy czym ka\
dy z tych strumieni
ma wyodrębniony zamknięty obieg roboczy. W ten sposób powstaje w skrzyni roboczej kilka
stref o stopniowo wzrastającej gęstości tak uregulowanej, aby na pewnej zało\
onej głębokości
gęstość ta odpowiadała gęstości rozdziału pomiędzy produktem przejściowym a produktem
ciÄ™\
kim. Poziomo płynące strumienie cieczy zawiesinowej wypływają ze wzbogacalnika
przez szczeliny wylotowe zabezpieczone sitami szczelinowymi 9, 11 oraz 12 do
wylewów 13, 14 i 15. Zawieszone w tej strefie ziarna produktu przejściowego płyną wraz
z cieczą w kierunku skośnie zabudowanego przenośnika zgrzebłowego 16, wynoszącego je
ponad zwierciadło cieczy do przelewu wyładowczego 17. Produkt przejściowy odwadnia się
z cieczy roboczej, a następnie opłukuje z ziaren obcią\
nika na przesiewaczu odwadniajÄ…cym.
Ziarna produktu ciÄ™\
kiego opadające na dno wzbogacalnika są wynoszone podnośnikiem
zabudowanym u wylotu skrzyni roboczej.
Ilość cieczy zawiesinowej doprowadzanej do kolejnych obiegów regulowana jest
automatycznie regulatorami.
Flotacja jest to wzbogacanie fizykochemiczne, czyli rozdział materiału surowego według
zdolnoÅ›ci unoszenia siÄ™ w oÅ›rodku ciekÅ‚ym. W procesie tym wzbogaca siÄ™ ziarna od 5 µm do
1 mm (w praktyce 0,5 mm). Do rozdziału wykorzystuje się własności fizykochemiczne
ziarna, np. powierzchniowÄ… zwil\
alność lub trudnozwil\
alność powierzchniową ziarna lub
własności hydrofobowe (ziarna niezwil\
alne  kamień) i hydrofilne (ziarna zwil\
alne 
koncentrat). Najczęściej stosuje się flotację pianową.
Rozró\
niamy flotacje kolektywną, podczas której wydzielamy wszystkie ziarna
u\
yteczne oraz flotację selektywną, podczas której wydzielamy ró\
ne klasy koncentratu.
W procesie flotacji wyró\
niamy następujące fazy: stała  nadawa, ciekła  menty,
gazowa  pęcherzyki. W czasie flotacji nale\
y utrzymywać \
Ä…dane stÄ™\
enie pH ośrodka
ciekłego. W czasie flotacji mo\
e wystąpić zjawisko flokulacji, zwiększenia wydajności, czyli
przyczepianie się kilku ziarenek do jednego pęcherzyka powietrza.
Flotacja pianowa polega na przyczepianiu się ziaren mineralnych do pęcherzyków powietrza
wprowadzonego do mieszaniny zwanej mentami flotacyjnymi (woda + drobno zmielona
kopalina). Pęcherzyki powietrza wraz z przyczepionymi do nich ziarnami wypływają na
powierzchnie tworząc tam pianę, która jest wygarniana do koryta.
Odczynniki flotacyjne
W procesie technologicznym flotacji decydujÄ…ce znaczenie majÄ… odczynniki flotacyjne,
wpływające w sposób zasadniczy na jakościowy przebieg wzbogacania oraz na prędkość tego
przebiegu. Od jakości i rodzaju dobranych odczynników flotacyjnych oraz od ich własności
zale\
y skuteczność i ekonomika flotacji. Szczególnie wa\
nym problemem jest dobór
właściwych odczynników przy wzbogacaniu rud.
Odczynniki flotacyjne, zale\
nie od rodzaju ich oddziaływania na przebieg procesu
technologicznego, dzieli siÄ™ na:
- pianotwórcze,
- zbierajÄ…ce (zbieracze lub kolektory),
- modyfikujÄ…ce (regulatory flotacji).
Do odczynników modyfikujących nale\
Ä…:
- odczynniki depresujÄ…ce (depresory),
- odczynniki aktywujÄ…ce (aktywatory),
- regulatory pH zmieniające stopień stę\
enia jonów wodorowych w zawiesinie flotacyjnej,
- peptyzatory i flokulatory,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
- odczynniki oczyszczające ośrodek wzbogacania flotacyjnego.
Odczynniki pianotwórcze. Odczynniki tej grupy stosuje się do wytworzenia mo\
liwie
trwałej piany. Uzyskuje się to przez powleczenie powierzchni pęcherzyków powietrza, na ich
kontakcie fazowym: gaz-ciecz, błonką odczynnika pianotwórczego, zmniejszającą napięcie
powierzchniowe na granicy tych faz.
Odczynniki zbierajÄ…ce. Odczynniki te wprowadzone do zawiesiny flotacyjnej pokrywajÄ…
bardzo cienką błonką powierzchnię ziaren flotujących, eliminują do minimum hydratację
powierzchni ziaren, ułatwiają mineralizację tych ziaren na powierzchni pęcherzyków
powietrza i umo\
liwiajÄ… tym samym szybkie wyniesienie ich na powierzchniÄ™ zawiesiny
flotacyjnej.
Odczynniki modyfikujÄ…ce. Odczynniki takie stosowane sÄ… do:
- modyfikacji powierzchni ziaren flotujących, przy czym dwie ich grupy mają własności
przeciwne, a mianowicie: pierwsza grupa modyfikatorów ma za zadanie uaktywnienie
powierzchni ziaren i nadanie ziarnom własności flotacyjnych; odczynnika tej grupy
nazywa się aktywatorami, natomiast druga grupa tych odczynników ma za zadanie
okresowe (chwilowe) pozbawienie ziaren ich własności flotacyjnych; odczynniki tej
grupy nazywa siÄ™ depresorami;
- regulacji stÄ™\
enia jonów wodorowych (pH) ośrodka flotującego; regulatory dzieli się na
alkalizujące, których zadaniem jest zwiększenie stopnia zasadowości ośrodka,
i zakwaszające, tj. zwiększające odczyn kwaśny ośrodka flotującego;
- koagulacji i peptyzacji.
Odczynniki oczyszczające. Odczynniki tego typu są niezbędne w procesie flotacji, gdy\

w wyniku zachodzących reakcji chemicznych pomiędzy wszystkimi składnikami zawiesiny
flotacyjnej mogą powstać dodatkowe substancje  związki chemiczne, których obecność
w ośrodku flotacyjnym mo\
e utrudniać, a nawet uniemo\
liwiać przebieg procesu
technologicznego (substancje aflotacyjne).
Flotowniki dzieli się według ich rozwiązania konstrukcyjnego, sposobu aeracji zawiesiny
flotacyjnej i ich przeznaczenia technologicznego. W większości jednak przypadków podziału
dokonuje się według sposobu aeracji zawiesiny flotacyjnej.
Na podstawie tego zało\
enia flotowniki dzieli siÄ™ na:
- flotowniki mechaniczne, w których aeracja zawiesiny flotacyjnej następuje pod wpływem
działania wirnika zanurzonego w zawiesinie i zasysającego powietrze z atmosfery oraz
flotowniki mechaniczno-pneumatyczne, w których zawiesinę flotacyjną napowietrza się
powietrzem sprÄ™\
onym dostarczanym z zewnÄ…trz i dyspergowanym przez wirnik;
- flotowniki pneumatyczne, w których zawiesinę flotacyjną napowietrza się powietrzem
sprÄ™\
onym, a jego dyspergowanie następuje przez porowatą przeponę lub przez
swobodny jego przepływ przez warstwę zawiesiny flotacyjnej;
- flotowniki pró\
niowe  aeracja następuje przez obni\
enie ciśnienia ponad zwierciadłem
zawiesiny flotacyjnej;
- flotowniki innych typów.
Flotowniki mechaniczne i mechaniczno-pneumatyczne
We flotownikach mechanicznych wytwarzanie pęcherzyków powietrza następuje przez
szybkie mieszanie zawiesiny flotacyjnej wirującym wirnikiem. Wytwarzane pęcherzyki mają
w przewa\
ającej mierze średnice od 0,5 do 1,2 mm (około 80%). Pozostała ilość
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
pęcherzyków ma średnice większe lub mniejsze. Do flotowników mechaniczno-
pneumatycznych dostarcza siÄ™ dmuchawami (sprÄ™\
arkami) dodatkowe powietrze w rejon
wirowania wirnika, zwiększając w ten sposób stopień nasycenia zawiesiny flotacyjnej pęche-
rzykami powietrza. Flotowniki mechaniczne i mechaniczno-pneumatyczne buduje siÄ™ jako
flotowniki komorowe, w których w czasie przebiegu procesu flotacji zawiesina flotacyjna
przepływa przez kolejne komory poprzez specjalne skrzynki pośrednie, oraz jako flotowniki
korytowe, w których nie ma przegród wydzielających w sposób jednoznaczny kolejne
komory, a podział flotownika na przedziały dokonany jest przegrodami nie dochodzącymi do
dna flotownika. Flotowniki mechaniczne i mechaniczno-pneumatyczne nale\
Ä… do najbardziej
rozpowszechnionej grupy konstrukcyjnej flotowników na świecie.
Flotowniki pneumatyczne
We flotownikach pneumatycznych wytwarzanie pęcherzyków powietrza w zawiesinie
flotacyjnej następuje przez wprowadzanie do niej w sposób ciągły powietrza sprę\
onego,
przepływającego przez porowatą przesłonę lub bezpośrednio wtłaczanego do tej zawiesiny.
Flotowniki pró\
niowe
We flotownikach pró\
niowych czynnikiem roboczym, powodujÄ…cym aeracjÄ™ zawiesiny
flotacyjnej, jest gaz (powietrze) rozpuszczony w wodzie (w zawiesinie flotacyjnej), który
wydziela się z niej w postaci pęcherzyków powietrza w wyniku wytworzenia podciśnienia
nad zwierciadłem zawiesiny. W wodzie znajdującej się pod ciśnieniem atmosferycznym
objętość rozpuszczonego w niej powietrza wynosi 2% jej objętości.
Flotownik mechaniczny typu FM-2,5. Flotownik ten słu\
y do wzbogacania rud
ołowiowych, ołowiowo-cynkowych, miedzi, molibdenu, antymonu, cyny, barytu oraz pirytu,
soli potasowych i talku.
Flotownik składa się z szeregu zespołów dwukomorowych (rys. 22) kompletowanych 
w zale\
ności od potrzeb technologicznych  w odpowiednio du\
e układy.
Rys. 21. Flotownik mechaniczny FM-2,5 [1, T. II, s. 119]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54
W stalowej komorze 1 flotownika jest zabudowany pionowy wał 3 napędzany
silnikiem 2 poprzez układ pasów klinowych 4. Wirnik 5 o budowie klatkowej (rys. 22 
szczegół A) jest umocowany w dolnym końcu wału. Górna powierzchnia wirnika wy-
posa\
ona jest w sześć wygiętych łopatek, wykonanych w postaci nadlewów. Wirnik ma
wewnątrz cztery łukowo wygięte łopatka. Tu\
nad wirnikiem umieszczona jest nieruchoma
tarcza 6, umocowana do krzy\
ownicy 7. Wielkość szczeliny pomiędzy wirnikiem a tarczą
6 ustawia się za pomocą śrub nastawczych. Współosiowo do wału wirnika umieszczona jest
rura powietrzna 8 z czterema otworami 9. W czasie pracy flotownika przez otwory te wpływa
 zassana wirnikiem  zawiesina flotacyjna, która wprowadzana jest z powrotem do komory
roboczej flotownika górnymi łopatkami wirnika.
Zawiesina flotacyjna wprowadzona wirnikiem do dolnej części, komory roboczej
nasycana jest powietrzem zasysanym rurÄ… powietrznÄ… 8 z atmosfery. Powietrze atmosferyczne
jest zasysane dzięki wytworzeniu w rurze 8 (ponad otworami 9) podciśnienia. Układ ten
umo\
liwia wewnętrzną cyrkulację zawiesiny flotacyjnej oraz jej napowietrzanie. Rozbijania
zassanego powietrza na pęcherzyki dokonuje mechanicznie wirnik. Pewna ilość pęcherzyków
powietrza wyzwala siÄ™ w strefie przy wirnikowej z powietrza rozpuszczonego w zawiesinie
flotacyjnej. Tu\
pod wirnikiem umocowana jest tarcza 10. Odległość wirnika od tej tarczy
reguluje się opuszczaniem lub podnoszeniem pionowego wału wirnika.
NadawÄ™ doprowadza siÄ™ do pierwszej komory flotownika przewodem 16 tu\
pod wirnik.
Tłoczona wirnikiem zawiesina flotacyjna, nasycona pęcherzykami powietrza, wpływa ruchem
wirowym do dolnej części komory flotacyjnej. Pionowa krzy\
ownica 7, stanowiÄ…ca rodzaj
statora, uspokaja ruch wirowy zawiesiny, która z kolei przepływa ku górze przez otwory
(o wymiarze 100 mm) poziomego sita 17. Zadaniem tego sita jest ostateczne uspokojenie
ruchu wirowego zawiesiny i jej laminarny przepływ do górnej części komory. W dolnej
części komory flotacyjnej następuje ju\
zasadnicza mineralizacja pęcherzyków powietrza.
Uzupełniająca mineralizacja pęcherzyków powietrza następuje w górnej części komory.
Unoszące się ku górze zmineralizowane pęcherzyki powietrza kierowane są nachyloną
ścianką 18 w kierunku krawędzi odbiorczej flotownika.
Zmineralizowana piana jest zgarniana z powierzchni zawiesiny flotacyjnej zgarniaczami
19. Nadmiar zawiesiny flotacyjnej (doprowadzanej do flotownika w sposób ciągły) przepływa
do zbiornika 14, przez nastawny przelew 15, z którego przewodem 13 i 11 jest zasysana do
sąsiedniej komory flotownika. Flotownik opró\
nia się z zawiesiny flotacyjnej przez wyjęcie
korka 12. Odpady flotacyjne odprowadza się przewodem 20. Zgarniacze napędzane są
silnikiem 21 przez reduktor 22 i koła napędowe 23.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są własności fizyczne wykorzystywane przy wzbogacaniu?
2. Jakie znasz rodzaje wzbogacania?
3. Co to jest wzbogacanie grawitacyjne?
4. Jakie znasz rodzaje osadzarek pulsacyjnych?
5. Co to jest ciecz ciÄ™\
ka zawiesinowa?
6. Jakie są własności cieczy cię\
kiej zawiesinowej?
7. Jakie znasz rodzaje wzbogacalników zawiesinowych?
8. Co to jest flotacja pianowa?
9. Co to sÄ… odczynniki flotacyjne?
10. Jak dzielimy flotowniki?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
55
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania wzbogacalniki i dokonaj ich
klasyfikacji.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje wzbogacalników,
3) zapoznać się z klasyfikacją wzbogacalników,
4) rozpoznać wzbogacalniki,
5) sklasyfikować wzbogacalniki,
6) opisać i narysować rozpoznane wzbogacalniki.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania i kreślenia,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania flotowniki i dokonaj ich
klasyfikacji.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje flotowników,
3) zapoznać się z klasyfikacją flotowników,
4) rozpoznać flotowniki,
5) sklasyfikować flotowniki,
6) opisać i narysować rozpoznane flotowniki.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania i kreślenia,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
56
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) omówić wzbogacanie w ośrodku powietrznym?
1
1

2) omówić wzbogacanie w ośrodku wodnym?
1
1

3) omówić wzbogacanie w cieczach cię\
kich?
1
1

4) omówić zasadę działania osadzarki pulsacyjnej?
1
1

5) omówić budowę i zasadę działania wzbogacalników zawiesinowych
typu Disa? 1
1

6) omówić zasadę działania wzbogacalnika typu Tromp?
1
1

7) omówić zasadę działania flotownika mechanicznego?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
57
4.4. Odwadnianie produktów wzbogacania, chemiczne
wzbogacanie kopalin
4.4.1. Materiał nauczania
Odwadnianie produktów wzbogacania
We wszelkiego rodzaju mokrych procesach przeróbczych otrzymuje się produkty ze
znacznymi nieraz ilościami wody. Do procesów tego rodzaju nale\
y klasyfikacja
hydrauliczna, wzbogacanie grawitacyjne w ośrodku wodnym, wzbogacanie flotacyjne, mokre
wzbogacanie magnetyczne, odmulanie i przemywanie kopalin itp. Produkty wzbogacania,
a więc koncentraty, produkty pośrednie lub przejściowe i odpady, nale\
y odwodnić przed ich
skierowaniem do zu\
ycia, przetwórstwa, magazynowania lub na zwałowiska. Stopień
odwadniania zale\
y od wymagań rynku zbytu lub warunków dalszej przeróbki tych
produktów (przeróbka metalurgiczna, chemiczna, koksownictwo, energetyka itp.).
Wodę roboczą odprowadzoną z produktów wzbogacania, po jej oczyszczeniu
z pozostałych w niej drobno uziarnionych ciał stałych, kieruje się z powrotem do obiegu.
Zale\
nie od ilości wody zawartej w produktach wzbogacania określa się je jako: mokre,
wilgotne, powietrzno-suche, suche,
Odwadnianie produktów polega na mechanicznym usuwaniu z nich wody. Efekt
odwadniania zale\
y od porowatości materiału oraz od stopnia kapilarności szczelin
występujących pomiędzy ziarnami. Przy wzrastającej porowatości odwadnianego materiału
i zmniejszaniu się liczby szczelin kapilarnych wzrasta efekt odwadniania materiału, proces
odwadniania przebiega szybciej i jest on skuteczniejszy. Przy rozpatrywaniu procesu
odwadniania nale\
y rozró\
nić siły adhezji, występujące pomiędzy cząstkami wody
a powierzchnią ziaren, oraz siły adhezji występujące tylko pomiędzy cząstkami wody.
W procesie odwadniania mechanicznego nie pokonuje się sił adhezji występujących
pomiędzy cząstkami wody a powierzchnią ziarna; wodę z powierzchni ziaren mo\
na usunąć
jedynie przez suszenie termiczne. Przy odwadnianiu mechanicznym pokonuje się jedynie siły
łączące z sobą poszczególne cząsteczki wody, które są zresztą znacznie mniejsze ni\
siły
Å‚Ä…czÄ…ce czÄ…stki wody z powierzchni ziaren.
W procesie odwadniania wykorzystuje siÄ™:
- siłę cię\
kości wody spływającej samoczynnie i pokonującej siły wewnętrzne,
występujące w szczelinach porowatości pozornej oraz w szczelinach o budowie
kapilarnej,
- siły działające na cząstki wody wywołane wytworzoną pró\
niÄ…
- siły odśrodkowe, ich wielkość jest znacznie większa od sił wymienionych poprzednio.
Stosowane metody odwadniania produktów w przeróbce mechanicznej kopalin dzieli się
na odwadnianie:
- w zbiornikach,
- na przenośnikach i w podnośnikach,
- na sitach stałych,
- na przesiewaczach,
- w odwadniarkach odśrodkowych,
- na filtrach pró\
niowych,
- w prasach filtracyjnych.
Sito odwadniajÄ…ce typu OSO (rys. 23a). Jest ono skonstruowane w postaci dwu
odwróconych sto\
ków 1 i 2, wykonanych z odcinków sit szczelinowych obudowanych
z zewnątrz komorą wodną 3, odprowadzającą wodę z materiału odwodnionego na sitach.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
58
Materiał przeznaczony do odwadniania doprowadza się przewodem
wlotowym 4 ukształtowanym w postaci dyszy, a umieszczonym stycznie do tworzącej
górnego sto\
ka 1. Materiał doprowadzony dyszą wiruje ruchem okrę\
nym po wewnętrznej
powierzchni górnego sita, ulega stopniowemu odwodnieniu i zsuwa się po nachylonej
płaszczyz
nie 5 na powierzchnię wewnętrzną drugiego sto\
ka odwadniajÄ…cego 2, gdzie
następuje jego dalsze odwodnienie. Odwodniony materiał odprowadza się wysypem 6,
a wodÄ™ ze skrzyni wodnej 3 odbiera siÄ™ wylewem 7.
Rys. 23. Sito odwadniajÄ…ce typu OSO [1, T. II, s. 358]
Na rys. 23b podano zasadę pracy sita i ruchu odwadnianego materiału na powierzchni
roboczej sita OSO. Nadawę doprowadza się pod ciśnieniem do dyszy wlotowej 4, która
kieruje ją na kierownicę 8, która mo\
e być wykonana z pełnej blachy stalowej lub z sita
szczelinowego. W kierownicy zawiesina jest wprowadzana w ruch wirowy (okrÄ™\
ny).
Zawiesina z kierownicy spływa na powierzchnię sita sto\
kowego 2, po wstępnym rozdziale
materiału na dolną warstwę ziaren i górną warstwę wody. Na odwadniany materiał działa siła
odśrodkowa wirującego materiału, powodująca jego szybkie odwodnienie. Woda odbierana
przez sito spływa do komory wodnej 3, z której odprowadzana jest wylewem 7. Odwodniony
produkt odbiera siÄ™ wysypem 6.
Odwadnianie odśrodkowe
Proces odwadniania, w którym wykorzystuje się siłę cię\
kości cząstek wody lub
dodatkowo wprowadza się mechaniczne rozluzowanie odwadnianego materiału, i nie
gwarantuje zbyt wysokiego stopnia dokładności usunięcia wody z produktów wzbogacania
mokrego, zwłaszcza przy odwadnianiu ziaren drobnych i bardzo drobnych. Znaczne
zwiększenie stopnia odwadniania uzyskuje się przy wykorzystaniu w procesie odwadniania
sił odśrodkowych, zwiększających wielokrotnie wielkość sił działających na cząstki wody,
wypełniające szczeliny pomiędzy ziarnami oraz na cząstki wody okrywające powierzchnię
ziaren.
Odwadniarka odśrodkowa typu Nael-3 (rys. 24). Elementami roboczymi odwadniarki są
dwa ścięte sto\
ki wirujące z ró\
ną prędkością. Sto\
ek wewnętrzny stanowi wirnik 1, którego
górna część 2, wykonana w postaci kaptura, słu\
y do rozdziału nadawy równomiernie na cały
obwód przestrzeni roboczej oraz do nadania ziarnom odwadnianego materiału początkowego
ruchu wirowego. Wirnik 1 zaopatrzony jest w szereg zgarniaczy 3, do których umocowane są
wymienne no\
e zgarniające 4, wykonane ze stali odpornej na ścieranie. Wirnik nadaje
ziarnom ruch wirowy  odśrodkowy  odrzucając je na sto\
kowy kosz sitowy wykonany
z segmentów sit szczelinowych umocowanych śrubami do dwu pierścieni 5 i 6. Szczeliny sit
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
59
uło\
one są poziomo. Wirnik 1 jest umocowany do pionowego wału napędowego
wprawianego w ruch obrotowy przekładnią czołowych kół zębatych 12 i 13.
Dolny pierścień 6 kosza sitowego jest połączony poziomymi \
ebrami 14 z wewnętrznym
wirnikiem napędowym 16, zaklinowanym na wydrą\
onym wale napędowym 15. Wał ten na-
pędzany jest układem czołowych kół zębatych 17 i 18. Napędzające koła zębate 12 i 18 są
zaklinowane na wspólnym wale napędowym 19 wprawianym w ruch obrotowy przekładnią
pasów klinowych 10 z silnika elektrycznego 11. Pasy klinowe osłonięte są od góry osłoną 7,
zabezpieczającą je przed zanieczyszczeniem odwadnianym materiałem. Stopień zu\
ycia sit
kosza sitowego kontroluje się przez właz 9, natomiast dolne elementy odwadniarki  przez
właz 8. Nadawę do odwadniarki podaje się górnym wlotem bezpośrednio na kaptur 2. Od-
wodniony produkt zgarniany jest z powierzchni kosza sitowego i opada ku dołowi do wysypu.
Odwirowana woda spływa do komory wodnej 20, skąd odprowadza się ją wylewem 21.
Rys. 24. Odwadniarka odśrodkowa typu NAEL [1, T. II, s. 370]
Odwadnianie pró\
niowe
Do odwadniania ziaren bardzo drobnych stosuje się równie\
urządzenia pró\
niowe,
w których proces odwadniania następuje dzięki wytworzeniu pró\
ni (podciśnienia) wewnątrz
komór zamkniętych od strony powierzchni roboczej gęstą siatką.
Na powierzchnię roboczą doprowadza się zagęszczony muł (lub powierzchnia robocza jest
zanurzona w skrzyni wypełnionej mułem), z którego - pod wpływem działania wytworzonej
wewnątrz komór pró\
ni - odsysana jest woda. Równocześnie na tej powierzchni tworzy się
zwarta warstwa odwodnionego mułu. Urządzenia tego typu nazywają się filtrami
pró\
niowymi.
Filtry pró\
niowe, zale\
nie od ich rozwiÄ…zania konstrukcyjnego, dzieli siÄ™ na:
- bębnowe z komorami głębokimi i płytkimi, z nadawą dolną, wewnętrzną lub górną,
- tarczowe,
- płaskie obrotowe,
- taśmowe.
Odwadnianie ciśnieniowe. Do odwadniania najdrobniejszych ziaren koncentratów kopalin
u\
ytecznych, jak równie\
do odwadniania drobno uziarnionych odpadów wzbogacania,
stosuje się prasy filtracyjne. Proces odwadniania przebiega pod wpływem wysokiego
ciśnienia wtłaczanej do prasy nadawy i trwa a\
do zaniku wypływania wody odfiltrowanej
z prasy. Prasy filtracyjne dzieli siÄ™ na: komorowe, ramowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
60
PrasÄ™ filtracyjnÄ… komorowÄ… przedstawiono na rys. 25.
Prasa składa się ze 100 płyt filtracyjnych 1 osłoniętych obustronnie tkaniną filtracyjną.
Płyty filtracyjne podwieszone są specjalnymi uchwytami 3 na górnej belce nośnej 2, po której
mogą być przesuwane. Zestawione razem płyty filtracyjne tworzą komorę filtracyjną, zło\
onÄ…
z komór elementarnych, znajdujących się pomiędzy płytami. Całkowita pojemność robocza
wynosi 5,2 m3. Płyty są uszczelnione pomiędzy sobą uszczelkami gumowymi,
zapewniającymi szczelność całego układu przy wysokim ciśnieniu roboczym panującym
w komorach, W czasie pracy zestaw płyt jest ściśnięty pomiędzy płytami oporowymi 4
oraz 5 sworzniami 6 i czterema siłownikami hydraulicznymi 7, zasilanymi z odrębnego
układu hydraulicznego o ciśnieniu roboczym 15,7 MPa (160 at). Nacisk siłowników hydrau-
licznych wynosi 3335 kPa (340 t/m2). Filtrat z odwadnianego materiału spływa z otworów
wylewowych płyt filtracyjnych do koryta 8. Nadawę do prasy doprowadza się do króćca 9
pod ciśnieniem 110 kPa (1,2 at). Proces filtracji trwa do czasu zupełnego napełnienia komór
roboczych prasy i zaniku odpływu filtratu z prasy. Po zamknięciu dopływu nadawy
i zakończeniu procesu odwadniania (filtracji) otwiera się dolne klapy osłonowe 10, odsuwa
płytę oporową 5 i odsuwa się kolejne płyty filtracyjne za pomocą łańcucha rolkowego 11,
napędzanego silnikiem 12 i przekładnią 13. A
ańcuch rolkowy jest wyposa\
ony w specjalne
zaczepy pociągające ramy filtracyjne. Po rozsunięciu kolejnych płyt odwodniony materiał
spada na przenośnik taśmowy 14 zabudowany bezpośrednio pod prasą.
Rys. 25. Prasa filtracyjna komorowa [1, T. II, s. 397]
Zalecenia ruchowe i bezpieczeństwa i higieny pracy
Przed przystąpieniem do pracy przy obsłudze maszyn i urządzeń przeróbczych nale\
y
dokładnie zapoznać się z ich instrukcjami obsługi i w czasie eksploatacji ściśle stosować się
zarówno do zaleceń ruchowych, jak i wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy.
Do obsługi tych maszyn upowa\
nieni sÄ… jedynie wykwalifikowani pracownicy posiadajÄ…cy
wymagane przepisami przeszkolenie w zakresie obsługi maszyn i specjalne szkolenie obsługi
danych typów maszyn. Wszystkie osoby pracujące przy tych maszynach powinny znać
sposoby ich zatrzymania. Przed ka\
dorazowym uruchomieniem maszyny nale\
y sprawdzić
czy nie ma nikogo w pobli\
u oraz ostrzec załogę o zamierzonym uruchomieniu. W czasie
ruchu maszyny kategorycznie zabrania siÄ™ przebywania w ich pobli\
u osób nie związanych
bezpośrednio z obsługą. Tam gdzie pracują maszyny z olejem w układach hydraulicznych,
nale\
y zwracać szczególną uwagę na obowiązujące przepisy przeciwpo\
arowe. Ka\
dy
pracownik powinien być wyposa\
ony w indywidualne środki ochrony osobistej takie jak:
kask ochronny, ochronniki słuchu, okulary przeciwodpryskowe, maski przeciwpyłowe itp.
W celu zapewnienia właściwej eksploatacji maszyny powinny być utrzymywane
w dobrym stanie technicznym. Obsługujący nie mo\
e bowiem spodziewać się bezpiecznej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
61
i wydajnej pracy, je\
eli sprzęt, którym ma pracować jest brudny, zaniedbany, uszkodzony lub
wymagający niezwłocznej naprawy. Z tych te\
powodów nale\
y przestrzegać zaleceń
zawartych w instrukcji obsługi maszyny, dotyczących konserwacji, a tak\
e bezwzględnie
przestrzegać programów dziennych i okresowych przeglądów a o wszelkich
zaobserwowanych uszkodzeniach lub niedomaganiach informować natychmiast dozór.
Chemiczne wzbogacanie kopalin
Wzbogacanie chemiczne polega na zmianie składu cząsteczkowego lub chemicznego
składników wzbogacanego materiału surowego.
Ogólnie stosowane metody wzbogacania chemicznego mo\
na podzielić na:
1. Wzbogacanie mokre, polegajÄ…ce na Å‚ugowaniu odpowiednimi odczynnikami u\
ytecznych
składników materiału surowego. Do procesu ługowania kieruje się kopaliny solne
i niektóre rudy. Technologię tego rodzaju stosuje się jako proces przeróbczy
uzupełniający wzbogacanie grawitacyjne, magnetyczne itp. w celu dodatkowego
wzbogacenia produktów przejściowych lub produktów odpadowych, zawierających
stosunkowo du\
ą ilość składnika u\
ytecznego, którego wzbogacanie metodami
klasycznymi jest (praktycznie niemo\
liwe. Metody te stosuje się równie\
jako operacje
główne na kopalinie surowej nie poddawanej uprzednio wzbogacaniu klasycznemu.
2. Wzbogacanie suche  ogniowe, w którym pod wpływem wysokich temperatur ulega
zmianie struktura chemiczna u\
ytecznych składników surowych kopalin rudnych.
Wzbogacanie chemiczne mokre lub wzbogacanie metodą ługowania składników
u\
ytecznych przebiega w trzech zasadniczych fazach:
- faza I  rozpuszczanie lub nasycanie wzbogacanego materiału surowego odczynnikiem
(rozpuszczalnikiem),
- faza II  usuwanie z nasyconego roztworu części nierozpuszczalnych,
- faza III  wydzielanie koncentratu z nasyconego roztworu w postaci metalu lub zwiÄ…zku
chemicznego.
Wydzielanie koncentratu z nasyconych roztworów przeprowadza się chemicznie przez
działanie na roztwór odczynnikami chemicznymi, które wchodzą w reakcją z rozpuszczanym
koncentratem, dajÄ…c nierozpuszczalne zwiÄ…zki chemiczne, wydzielajÄ…ce siÄ™ z roztworu przez
elektrolityczne ich wytrÄ…canie lub przez odparowanie roztworu i krystalizacjÄ™ koncentratu.
Wzbogacanie chemiczne zastosowane do wzbogacania rud nosi nazwÄ™ hydrometalurgii,
zastosowane natomiast do wzbogacania kopalin solnych nazywane jest halurgiÄ….
a) Hydrometalurgia
A
ugowanie. W technologii chemicznego wzbogacania kopalin wykorzystywane są głównie
reakcje chemiczne zachodzące pomiędzy czynnikiem ługującym a składnikami u\
ytecznymi
zawartymi w rudzie surowej, przy czym do roztworu ługującego powinna przejść
maksymalna ilość składnika u\
ytecznego, bez rozpuszczania składnika nieu\
ytecznego (skały
płonnej).
Amalgamacja. W procesie amalgamacji wykorzystuje się zjawisko rozpuszczalności platyny,
złota i srebra w rtęci w normalnej temperaturze otoczenia. Po rozpuszczaniu metalu w rtęci
tworzy siÄ™ substancja przypominajÄ…ca stop metaliczny. Stop ten nazywa siÄ™ amalgamatem.
AmalgamacjÄ™ drobnych ziaren rodzimego metalu mo\
na przeprowadzić bezpośrednio
w kruszarkach w czasie rozdrabiania materiału surowego lub po rozdrobieniu surowej rudy 
na nachylonych płaskich stołach amalgamacyjnych (wstrząsanych, wibracyjnych), albo
w obrotowych bębnach amalgamacyjnych. Często stosuje się równocześnie oba sposoby
tworzenia amalgamatów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
62
Cyjanizacja. W procesie cyjanizacji złota i srebra stosuje się jako odczynniki cyjanek potasu
(KCN) lub sodu (NaCN) w postaci roztworu wodnego o stÄ™\
eniu od 0,1 do 0,2%. Bardzo
drobno rozdrobioną rudę wprowadza się do specjalnych kadzi wypełnionych roztworem
cyjanku potasu lub sody, gdzie następuje reakcja chemiczna ziaren złota lub srebra i cyjanku.
Z otrzymanego roztworu wytrąca się zanieczyszczenia w następnych urządzeniach, po czym
oczyszczony roztwór kieruje się do wytrącania z niego czystego złota lub srebra. Czysty
metal wytrÄ…ca siÄ™ z roztworu metalicznym cynkiem lub aluminium. Ekstrahowanie metalu
mo\
na równie\
przeprowadzić metodą elektrolityczną. Cyjanizację stosuje się jako proces
wzbogacania głównego lub jako proces uzupełniający po procesie amalgamacji w celu
uzupełnienia procesu amalgamacji, w którym nie wszystkie ziarna metalu uległy
amalgamowaniu
Chloryzacja. Proces chloryzacji polega na działaniu gazowego chloru na ziarna złota.
W wyniku przebiegającej reakcji chemicznej otrzymuje się nierozpuszczalny siarczek złota,
z którego odzyskuje się złoto metaliczne metodą wzbogacania suchego.
b) Halurgia
Materiał surowy kieruje się w pierwszej fazie przeróbki do urządzeń, w których następuje
rozpuszczanie kopalin solnych, czyli ługowanie związków solnych z materiału surowego.
W wyniku tej operacji otrzymuje się roztwór nazywany solanką. Otrzymaną solankę kieruje
siÄ™ do tÄ™\
enia (zagęszczania), a następnie do przeróbki termicznej nazywanej warzeniem
solanki.
Wzbogacanie chemiczne suche
Metody suchego wzbogacania chemicznego dzieli siÄ™ na:
- pra\
enie, które z kolei dzieli się na kalcynację, pra\
enie redukujÄ…ce, pra\
enie utleniajÄ…ce
i pra\
enie chlorujÄ…ce,
- spiekanie.
a) Pra\
enie
Wzbogacanie suche przez pra\
enie mo\
e być stosowane jako operacja główna i wówczas
ma ono na celu zmianę składu chemicznego rudy i przygotowanie jej bezpośrednio do
właściwych procesów metalurgicznych, a więc jest to przygotowanie gotowego koncentratu;
lub jako operacja przygotowawcza przed ostatecznym wzbogacaniem rudy. W tym ostatnim
przypadku ostateczny proces wzbogacania jest najczęściej wzbogacaniem
elektromagnetycznym (magnetycznym).
Proces pra\
enia surowej rudy przebiega w wysokiej temperaturze, ale ni\
szej od
temperatury topnienia  wystarczającej jednak do zmiany składu chemicznego wzbogacanej
rudy. W zale\
ności od rodzaju zmian chemicznych zachodzących w pra\
onej rudzie surowej
wyró\
nia siÄ™ wymienione uprzednio cztery zasadnicze rodzaje pra\
enia.
Kalcynacja. Kalcynacji poddaje się rudy węglanowe w cela usunięcia z nich  związanego
chemicznie  dwutlenku węgla (CO2) i otrzymania z rudy węglanowej rudy utlenionej.
Pra\
enie redukujÄ…ce. Pra\
enie redukujące ma na celu zmniejszenie zawartości tlenu
w rudzie utlenionej.
Pra\
enie utleniajÄ…ce. Pra\
enie utleniające stosuje się w celu częściowego lub całkowitego
usunięcia siarki, wchodzącej w skład chemiczny rudy (rudy siarczkowe), która w procesach
metalurgicznych stanowi szkodliwÄ… domieszkÄ™, oraz w celu zamiany rud siarczkowych
w rudy tlenkowe.
Pra\
enie chlorujÄ…ce. Pra\
enie chlorujące ma na celu zmianę składu chemicznego rud metali
na rozpuszczalne chlorki tych metali.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
63
b) Spiekanie
Proces spiekania polega na łączeniu drobnych ziaren rudy w większe kawałki pod
działaniem wysokiej temperatury. Spiekanie (aglomerację) przeprowadza się w przypadku,
gdy ruda o normalnym swym składzie ziarnowym zawiera nadmiar ziaren drobnych i bardzo
drobnych i nie mo\
e być z tego powodu skierowana do procesów metalurgicznych (np.
bardzo drobno uziarnione koncentraty flotacyjne, koncentraty wzbogacania magnetycznego
itp.) Spiekanie stosuje się najczęściej do takich rud \
elaza, jak hematyty lub magnetyty,
będące drobno uziarnionym koncentratem wzbogacania magnetycznego. W procesach
spiekania obserwuje się bardzo korzystne zjawisko zmniejszenia się zawartości siarki
w otrzymanych aglomeratach.
Chemiczna przeróbka węgla
1. Tradycyjne metody utylizacji węgla
a) Spalanie węgla kamiennego. Węgiel kamienny stanowi główne paliwo energetyczne
wykorzystywane do przetwarzania go na energiÄ™ elektrycznÄ…. Proces ten polega na
całkowitym spalaniu węgla, podczas którego węgiel łączy się z tlenem dając wysoką
temperaturÄ™ tej reakcji chemicznej.
b) Koksowanie węgla kamiennego. Proces koksowania polega na wydzieleniu z węgla
o własnościach koksowniczych części lotnych przez ogrzewanie go do temperatury od
1000 do 1050°C bez dostÄ™pu powietrza. W wyniku tego procesu w komorze
koksowniczej (w baterii) następuje odgazowanie węgla i jego spiekanie w bryły koksu.
c) Wytlewanie. Wytlewanie polega na odgazowaniu wÄ™gla w temperaturze od 500 do 600°C
i ró\
ni siÄ™ od procesu koksowania temperaturÄ… stosowanÄ… w tym procesie. Jednym
z celów tego procesu jest uzyskanie paliwa bezdymnego.
d) Gazownictwo, Podstawowym zadaniem gazownictwa jest produkcja gazu opałowego
głównie dla potrzeb komunalnych. Technologia nowoczesnego gazownictwa niewiele się
ró\
ni od technologii koksowania. W procesie tym następuje odgazowanie węgla
w wysokich temperaturach. Poza gazem otrzymuje się koks gazowniczy o małej
wytrzymałości mechanicznej, smołę pogazową, benzole i wodę pogazową zawierającą
amoniak.
2. Uwodornianie paliw stałych to proces przemiany (przetwarzania) węgla w paliwa ciekłe
Proces ten polega na znacznym zwiększeniu w nich zawartości wodoru.
3. A
agodne uwodornianie węgla
Do nowych technologii przetwórstwa węgla nale\
y proces łagodnego uwodorniania węgla
i stanowi metodę otrzymywania organicznych związków chemicznych.
4. Zgazowanie węgla
Wyczerpywanie się zasobów gazu ziemnego oraz systematyczny wzrost jego ceny
spowodowały rozwój prac nad zgazowaniem paliw stałych. Jako surowiec w procesie
zgazowania wykorzystać mo\
na wszystkie paliwa naturalne od drewna do antracytu oraz
paliwa sztuczne, jak koks i półkoks. Technologia prowadzenia procesu zgazowania zale\
y
przede wszystkim od rodzaju surowca oraz od wymaganych parametrów wyprodukowanego
gazu. Du\
a zawartość części lotnych w paliwie kierowanym do zgazowania jest korzystna,
gdy\
przyczynia się do zwiększenia jego wartości opałowej, niemniej jednak nadmiar ich
powoduje konieczność odsmołowania gazu w przypadku, gdy nie jest on zu\
ytkowany
w stanie gorÄ…cym.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
64
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz sposoby odwadniania?
2. Na czym polega odwadnianie odśrodkowe?
3. Na czym polega odwadnianie ciśnieniowe?
4. Co to jest osadnik?
5. W jakim celu odwadniamy produkty?
6. Do czego słu\
y sito OSO?
7. Na czym polega chemiczne wzbogacanie kopalin?
8. Jakie są metody utylizacji węgla kamiennego?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj na podstawie opisu budowy i zasady działania urządzenia odwadniające.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych rodzaje urządzeń odwadniających,
3) zapoznać się z klasyfikacją urządzeń odwadniających,
4) rozpoznać urządzenia odwadniające,
5) opisać i narysować rozpoznane urządzenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania i kreślenia,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Dopasuj definicjÄ™ do opisu danego procesu chemicznego wzbogacania kopalin.
Sposób wykonania ćwiczenia.
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy wraz z potrzebnymi przyborami,
2) odszukać w materiałach dydaktycznych definicje dotyczące chemicznych procesów
wzbogacania,
3) zapamiętać definicje,
4) rozpoznać charakteryzowane przez nauczyciela procesy,
5) opisać rozpoznane procesy chemicznego wzbogacania kopalin.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
65
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- papier formatu A4,
- przybory do pisania,
- poradnik dla ucznia,
- materiały dydaktyczne,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) opisać technologię odwadniania produktów wzbogacania?
1
1

2) omówić zasadę odwadniania odśrodkowego?
1
1

3) opisać budowę prasy filtracyjnej komorowej?
1
1

4) omówić zasadę działania odwadniarki typu Nael?
1
1

5) opisać metody chemicznego wzbogacania kopalin?
1
1

6) omówić zalecenia i bezpieczeństwa i higieny pracy przy obsłudze
maszyn przeróbczych? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
66
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań wielokrotnego wyboru o ró\
nym stopniu trudności. Tylko jedna
odpowiedz
jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi.
Prawidłową odpowiedz
zaznacz X (w przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz

zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową),
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego
rozwiązanie na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. Trudności mogą
przysporzyć Ci zadania: 16 20, gdy\
sÄ… one na poziomie trudniejszym ni\
pozostałe.
Przeznacz na ich rozwiązanie więcej czasu.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 90 min.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Zbiór ziaren minerału u\
ytecznego bez domieszki ziaren skały płonnej to
a) produkt pośredni.
b) koncentrat.
c) nadziarno.
d) podziarno.
2. Produkt wydzielony w procesach przeróbczych, który w przeróbce określonej kopaliny
uwa\
any jest za nieu\
yteczny to
a) produkt dolny.
b) skała płonna.
c) podziarno.
d) obciÄ…\
nik.
3. Operacja, mająca na celu wymycie skał ilastych z kopalin u\
ytecznych
a) odmulanie.
b) odwadnianie.
c) rozmywanie.
d) oczyszczanie
4. Na rysunku przedstawiono klasyfikator hydrauliczny
a) korytowy.
b) sto\
kowy.
c) mechaniczny.
d) hydrocyklon.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
67
5. Na rysunku przedstawiono klasyfikator
a) strumieniowy.
b) odśrodkowy.
c) odpylajÄ…cy.
d) hydrauliczny.
6. Na rysunku przedstawiono odpylacz
a) odśrodkowy.
b) pulsacyjny.
c) wibracyjny.
d) strumieniowy.
7. Na rysunku przedstawiono
a) osadzarkÄ™ pulsacyjnÄ….
b) hydrocyklon.
c) stół koncentracyjny.
d) wzbogacalnik strumieniowy.
8. UrzÄ…dzenia typu Disa to
a) klasyfikatory aerodynamiczne.
b) wzbogacalniki.
c) hydrocyklony.
d) odpylacze.
9. Prasa filtracyjna działa na zasadzie odwadniania
a) ciśnieniowego.
b) pró\
niowego.
c) odśrodkowego.
d) strumieniowego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
68
10. Depresory nale\
ą do odczynników flotacyjnych
a) pianotwórczych.
b) zbierajÄ…cych.
c) oczyszczajÄ…cych.
d) modyfikujÄ…cych.
11. Na rysunku przedstawiono
a) urzÄ…dzenie typu Dorra.
b) sito OSO.
c) hydrocyklon.
d) uławiacz pyłu.
12. Na rysunku przedstawiono
a) Tromp.
b) Disa -1S.
c) Disa -2S.
d) Disa -3S.
13. Odpylacz Rapid to odpylacz
a) strumieniowy.
b) pulsacyjny.
c) wibracyjny.
d) odśrodkowy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
69
14. Odwadniarka Nael to odwadniarka
a) pró\
niowa.
b) ciśnieniowa.
c) komorowa.
d) odśrodkowa.
15. Menty to
a) odpady.
b) mieszanina flotacyjna.
c) produkt odpylania.
d) produkt odwadniania.
16. Peletyzacja jest
a) rodzajem suszenia.
b) odmianÄ… brykietowania.
c) procesem przesiewania.
d) odmianą uławiania.
17. Metoda otrzymywania organicznych związków chemicznych z węgla to
a) uwodornianie paliw stałych.
b) łagodne uwodornianie węgla.
c) zgazowanie węgla.
d) halurgia.
18. Na rysunku przedstawiono
a) osadzarkÄ™.
b) flotownik.
c) klasyfikator sto\
kowy.
d) wzbogacalnik grawitacyjny.
19. Na rysunku przedstawiono
a) dezintegrator.
b) wirówkę.
c) prasÄ™ filtracyjnÄ….
d) klasyfikator mechaniczny.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
70
20. Na rysunku przedstawiono
a) kruszarkÄ™ strumieniowÄ….
b) odpylacz.
c) klasyfikator hydrauliczny.
d) uławiacz.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
71
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko................................................................................................
Prowadzenie procesu wzbogacania kopalin
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1. a b c d
2. a b c d
3. a b c d
4. a b c d
5. a b c d
6. a b c d
7. a b c d
8. a b c d
9. a b c d
10. a b c d
11. a b c d
12. a b c d
13. a b c d
14. a b c d
15. a b c d
16. a b c d
17. a b c d
18. a b c d
19. a b c d
20. a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
72
6. LITERATURA
1. Blaschke J.: Procesy technologiczne w przeróbce kopalin u\
ytecznych. Akademia
Górniczo-Hutnicza. Skrypty uczelniane 1058. Kraków 1987
2. Blaschke S.: Przeróbka mechaniczna kopalń Cz.I i II. Wydawnictwo Śląsk, Katowice
1984
3. Czasopisma: Wiadomości Górnicze, Przegląd Górniczy, Bezpieczeństwo Pracy
i Ochrony Środowiska w Górnictwie, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa.
4. Katalogi firmowe maszyn i urządzeń przeróbczych.
5. Laskowski J., A
uszczkiewicz A.: Przeróbka kopalin. Wzbogacanie surowców
mineralnych. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1989
6. Laskowski J.: Chemia fizyczna w procesach mechanicznej przeróbki kopalin.
Wydawnictwo ÅšlÄ…sk, Katowice 1984
7. Olszówka J.: Zasady kontroli jakości węgla. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1972
8. Poradnik górnika. Praca zbiorowa. Wydawnictwo  Śląsk , Katowice 1982
9. http://images.google.pl/imghp
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
73