16. Wyjaśnić podstawy i zasady wzbogacania grawitacyjnego.
Procesy wzbogacania grawitacyjnego oparte są na wykorzystaniu różnicy gęstości rozdzielanych minerałów i różnej prędkości ruchu ziarn mineralnych w ośrodku, którym zazwyczaj jest woda, ciecze ciężkie lub warstwa rozdzielanego materiału. Wartość wypadkowej siły działającej na cząstkę (G- efektywna siła ciężkości, F0- siła oporu środowiska ) określa nam, czy dane ziarno trafia do produktu pływającego, czy tonącego. Przy W<0 ziarna pływają zaś dla W>0 toną. Dla W=0 ziarna są zawieszone w medium rozdzielającym, przy czym ziarna z większą gęstością będą się układały niżej, zaś ziarna z mniejszą gęstością wyżej.
Procesy wzbogacania grawitacyjnego, w zależności od stosowanego środowiska rozdzielającego i charakteru działających sił, można podzielić następująco:
wzbogacanie w ośrodkach ciężkich,
wzbogacanie w osadzarkach,
wzbogacanie na stołach koncentracyjnych,
wzbogacanie w separatorach odśrodkowych.
Oprócz wymienionych parametrów od których zależą procesy wzbogacania grawitacyjnego można także wymienić lepkość. Trzeba także zaznaczyć, że oprócz wielu zalet istnieją pewne ograniczenia a mianowicie poniżej pewnej średnicy ziarn wzbogacanie grawitacyjne jest bardzo ograniczone bądź niemożliwe.
17. Objaśnić zasadę działania stołów koncentracyjnych.
Wzbogacanie na stole koncentracyjnym przeprowadza się w cienkiej warstwie wody, spływającej po nachylonej w kierunku poprzecznym i podłużnym powierzchni, która jednocześnie wykonuje niesymetryczne ruchy posuwisto-zwrotne.
Powierzchnia stołu może być płaska lub rowkowana. Pod działaniem sił ciężkości, tarcia, oporu hydraulicznego wody spływającej i sił bezwładności w rowkach stołu w płaszczyźnie pionowej tworzą się warstwy materiału o różnej gęstości i ziarnistości. Ziarna ciężkie i drobne skupiają się w dolnych warstwach, ziarna zaś lżejsze i większe w górnej.
Asymetryczne siły bezwładności, wywołane ruchem posuwisto-zwrotnym, nadają największą prędkość ziarnom znajdującym się w dolnych warstwach stołu, tj. Mającym większą gęstość. Poprzeczny do kierunku drgań stołu strumień wody w górnych warstwach posiada największą prędkość ( równą zeru przy powierzchni stołu ). Strumień ten unosi ziarna górnych warstw materiału, tj. Mających mniejszą gęstość. W ten sposób na powierzchni stołu ziarna ciężkie poruszają się wzdłuż rowków stołu, ziarna lekkie zaś w kierunku do nich prostopadłym. Ziarna o gęstościach pośrednich rozmieszczają się między ziarnami ciężkimi i lekkimi. W ten sposób na powierzchni stołu tworzy się wachlarz minerałów o różnej gęstości. Rowki na powierzchni stołu mają nie dopuścić do ruchu ziarn ciężkich w kierunku poprzecznym.
18. Wzbogacanie grawitacyjne w cieczach ciężkich: zakresy stosowania i parametry cieczy ciężkich.
Wzbogacanie grawitacyjne w cieczach ciężkich należy do najdokładniejszych metod wzbogacania grawitacyjnego. Przeprowadza się je w cieczy, której gęstość ma wartość pośrednią między gęstościami separowanych minerałów. W takich warunkach minerały o gęstości mniejszej od gęstości cieczy będą stanowiły frakcję pływającą, natomiast minerały o gęstości większej od gęstości cieczy frakcję tonącą. W rezultacie rozdziału produktu pływającego i tonącego otrzymuje się dwie frakcje minerałów o różnej gęstości. W przypadku wzbogacania rud produkt tonący jest zawsze produktem bogatszym w minerał użyteczny i stanowi koncentrat. W przypadku węgla natomiast koncentrat będzie stanowił produkt pływający jako produkt o mniejszej zawartości popiołu, a zatem bogatszy w pierwiastek C.
W charakterze cieczy ciężkich można stosować jednorodne ciecze ciężkie i tzw. Ciecze ciężkie zawiesinowe.
Jednorodne ciecze ciężkie
Posiadają one gęstość od . Są to ciecze organiczne i nie organiczne.
Do cieczy organicznych zalicz się:
Bromoform CHBr3 o gęstości 2890 i lepkości .
Jest to ciecz bezbarwna nie reagująca z minerałami, lecz dość szybko parująca.
Czterobromoetan C2H2Br4 o gęstości 2900 i lepkości .
Jest to ciecz bezbarwna, mniej lotna niż bromoform, lecz bardziej lepka, co obniża prędkość rozdziału minerałów.
Jodek metylenu CH2J2 o gęstości 3320 i lepkości .
Jest to ciecz jasnożółta. Rozkłada się w obecności minerałów zawierających siarkę.
Ciecz Clericiego o gęstości 4250 i lepkości .
Jest to wodny roztwór mrówczanu i malonianu talu.
Czterochlorek węgla CCl4 o gęstości 1600 .
Do nieorganicznych cieczy ciężkich należą wodne roztwory soli metali ciężkich, a mianowicie:
Ciecz Thouleta - jest to roztwór jodku rtęciowo-potasowego o gęstości 3200 i lepkości .
Ciecz Kleina - jest to roztwór borowolframianu kadmu o gęstości 3300 .
Ciecze nieorganiczne są rozpuszczalne w wodzie. Ciecz Thouleta reaguje z metalami i siarczkami metali, co ogranicza jej stosowanie. Ciecze ciężkie o gęstości 2900 stosuje się dla oddzielenia cięższych minerałów rudnych od lżejszych minerałów skały płonnej.
Analizę prowadzi się, kolejno we wszystkich cieczach poczynając od cieczy najlżejszej lub najcięższej.
W wyniku takiego rozdziału otrzymuje się kilka frakcji o różnym ciężarze właściwym i różnej zawartości składnika użytecznego. Tą metodą można przeprowadzać analizy frakcyjne o ziarnistości >1mm.
Ciecze ciężkie zawiesinowe.
Ciecz zawiesinowa stanowi dwufazowy układ dyspersyjny, w którym fazą ciągłą jest ciecz (woda), fazą dyspersyjną zaś drobne ziarenka ciała stałego (<1mm), nierozpuszczalnego w wodzie o gęstości większej od 1000. Jest to więc mechaniczna mieszanina wody i drobnych cząsteczek ciał stałych tzw. Obciążników. W cieczach do wzbogacania węgla stosuje się obciążniki o gęstości od 2500-5000, zaś w cieczach do wzbogacania rud obciążniki o gęstości powyżej 5000. W charakterze obciążników stosuje się magnetyt, żelazokrzem, piasek kwarcowy i galenę.
Obciążnik powinien spełniać następujące warunki: mieć wysoką i stałą gęstość celem otrzymania trwałych i małolepkich zawiesin przy objętościowej koncentracji obciążnika c= 0.15-0.25, łatwo oddzielać się od cieczy i produktów wzbogacania, być tanim i nie wchodzić w reakcje chemiczne ze wzbogacanym surowcem.
19. Zasady działania osadzarek.
Wzbogacanie w osadzarce jest procesem rozdziału mieszaniny ziarn mineralnych o różnej gęstości w rozluzowanym (pionowym pulsującym strumieniu wody lub powietrza) ośrodku, którym jest wzbogacany materiał. Pionowy pulsujący strumień wody można wytworzyć posuwisto-zwrotnym ruchem tłoka w osadzarkach tłokowych lub okresowym sprężeniem i rozprężeniem powietrza osadzarkach beztłokowych.
Przemieszczenie ziarn jest możliwe w tym wypadku, gdy między ziarnami wzbogacanego materiału istnieje dostateczna swobodna przestrzeń. Innymi słowy - warstwa wzbogacanego materiału, zwana łożem, musi być rozluzowana w takim stopniu, w jakim możliwy jest wzajemny ruch ziarn. Pod działaniem pulsacyjnego pionowego strumienia wody następuje okresowe rozluzowanie i zagęszczenie warstwy łoża. Przy wznoszącym wschodzącym strumieniu wody ziarna lżejsze i mniejsze przemieszczają się ku górze z większą prędkością niż ziarna większe i cięższe. Przy opadającym strumieniu wody jest na odwrót, dzięki czemu po jednym pełnym cyklu tłoka następuje względne rozwarstwienie się ziarn o różnej gęstości i średnicy. Ziarna o mniejszej gęstości przemieszczają się w górę łoża, zaś ziarna o większej gęstości w dół. Po pewnym czasie w górnej części łoża tworzy się warstwa koncentratu w środkowej produktu pośredniego w dolnej odpadów. Rozmiar tych warstw zmienia się w czasie.
21. Flotacja: co to jest, kiedy się ją stosuje i jakie parametry wpływają na jej przebieg.
Flotacja jest metodą wzbogacania, w której wykorzystuje się fizyko-chemiczne różnice we własnościach powierzchniowych cząstek, podlegających rozdziałowi, a szczególnie różnice w ich zwilżalności przez ciecz.
Rozdział minerałów użytecznych od składników skały płonnej zachodzi w środowisku wodnym przy wykorzystaniu różnic w zwilżalności powierzchni cząstek mineralnych przez wodę. Proces przebiega w ten sposób, że przez męty flotacyjne ( będące mieszaniną ziarn mineralnych i wody ), zawierające odpowiednie odczynniki flotacyjne, przepływają zdyspergowane pęcherzyki powietrza. Cząstki mineralne, posiadające powierzchnię niezwilżalną lub słabo żwilżalną przez wodę tzw. Hydrofobowe, w wyniku zderzeń z pęcherzykami powietrza przyczepiają się do nich i są wynoszone na powierzchnię. Na powierzchni mętów flotacyjnych tworzy się warstewka tzw. Piany zmineralizowanej, czyli warstewka piany, nasycona minerałami, przyczepionymi do pęcherzyków powietrza. Produkt ten stanowi zazwyczaj koncentrat. Ziarna minerałów, których powierzchnia jest dobrze zwilżalna przez wodę, czyli hydrofilna, nie przyczepiają się do pęcherzyków powietrza i pozostają w objętości mętów flotacyjnych (są to zazwyczaj odpady).
Warunkiem zajścia flotacji jest tworzenie się dostatecznie trwałych zespołów minerał - pęcherzyk powietrza. Jest to możliwe wtedy, jeżeli hydratacja powierzchni jest niska, niewielka jest grubość i mała stabilność warstewek hydratacyjnych, panujących wokół powierzchni ciała stałego i pęcherzyka powietrza. Miarą zwilżalności powierzchni wodą jest kąt zwilżania θ.
θ= 0o ciecz całkowicie zwilża minerał i kontakt minerał - powietrze w tym środowisku jest niemożliwy,
θ=180o zachodzi całkowita izolacja powietrza minerału, nie pozwalająca na zwilżenie jego powierzchni wodą. Praktycznie nie ma takiego ciała stałego.
θ=90o oznacza stan obojętny ciała stałego na zwilżanie jego powierzchni wodą czy powietrzem.
Innym parametrem od którego zależy jakość flotacji to grubość ziarn:
ziarna<1mm dla węgla kamiennego
ziarna<0.3 mm dla rud.
22. Podział metod flotacyjnych i krótki opis na czym one polegają.
Ze względu na sposób prowadzenia flotacji, jak również z uwagi na rodzaj substancji podlegającej rozdziałowi wyróżnia się kilka metod flotacji.
Separację bezpianową nazywa się proces, w którym cząsteczki, podlegające rozdziałowi, zatrzymuje się na powierzchni cieczy w warstwie oleju lub na powierzchni wody w bardzo cienkiej warstewce, dzięki różnicom w zwilżalności ich powierzchni.
Jeżeli natomiast cząsteczki zatrzymywane są w warstewce tzw. Piany flotacyjnej, mówimy o flotacji lub separacji pianowej. Różnica pomiędzy separacją pianową a flotacją pianową polega na tym, że w separacji pianowej nadawa podawana jest z góry na warstwę piany, a we flotacji pianowej rozdział następuje w tzw. Mętach flotacyjnych i jest wynikiem przyczepiania się cząsteczek do pęcherzyków powietrza oraz wynoszenia ich do tworzącej się na powierzchni mętów piany.
Jeżeli wszystkie (lub kilka) minerały użyteczne zbierane są w jeden koncentrat, flotację nazywamy flotacją kolektywną,
Jeżeli natomiast przez stworzenie odpowiednich warunków z grupy minerałów użytecznych przechodzi tylko jeden z nich mówimy, że flotacja jest flotacją selektywną.
23. Odczynniki flotacyjne (podział).
W praktyce flotacyjnej mianem „odczynniki flotacyjne” określa się związki chemiczne zarówno organiczne, jak i nie organiczne, które mają za zadanie umożliwić lub ułatwić flotację określonego minerału lub grupy minerałów.
Ze względu na rolę, jaką spełniają w procesie flotacji, oraz na ich własności chemiczne w roztworach wodnych, odczynniki te dzieli się w następujący sposób:
Odczynniki zbierające lub inaczej kolektory są to związki organiczne, które mają za zadanie adsorbować się selektywnie na granicy rozdziału ciało stałe - ciecz, praktycznie na powierzchni wybranego minerału i czynić tę powierzchnię hydrofobową. Dzięki adsorpcji zbieracza maleje trwałość i grubość warstewki hydratacyjnej wokół powierzchni mineralnej do tego stopnia, że może zachodzić dostatecznie trwałe przyczepianie się cząstek mineralnych do pęcherzyków powietrza.
Zbieracze jonowe są to wszelkiego rodzaju węglowodory, ciecze apolarne. Najczęściej stosowanymi zbieraczami tego typu są: nafta, ropa naftowa, oleje napędowe itp. Odczynniki te stosuje się do flotacji siarki i węgla.
Zbieracze niejonowe
Rodzaj zbieraczy |
Zastosowanie do flotacji |
Zbieracze anionowe 1. z grupą karboksylową (-COOH) |
magnetytu, hematytu, ilmenitu, kasyterytu |
|
siarczków metali ciężkich np. galeny, sfalerytu, chalkozynu, chalkopirytu, pirytu, markasytu |
|
barytu, kalcytu, soli rozpuszczalnych |
Zbieracze kationowe Aminy: I, II, III rzędowe i ich sole |
głównie do flotacji krzemianów i glinokrzemianów np. skaleni, a także barytu, soli rozpuszczalnych |
Zbieracze amfoteryczne
Odczynniki pianotwórcze, inaczej spieniacze, są to związki organiczne, które adsorbując się na granicy rozdziału ciecz - gaz obniżają napięcie powierzchniowe i umożliwiają tworzenie się odpowiednio trwałej i dostatecznie obfitej piany. Do najbardziej znanych zalicza się olej sosnowy ( mieszanina węglowodorów terpenowych i α-terpineolu), alkohole ciężki ( AC)
Odczynniki regulujące, inaczej modyfikatory - stanowią bardzo obszerną grupę odczynników przeważnie nieorganicznych, które najogólniej rzecz biorąc, mają za zadanie regulację procesu w kierunku polepszenia selektywności flotacji.
Aktywatory są to przeważnie elektrolity dobrze rozpuszczalne w wodzie, których zadaniem jest ułatwienie lub wręcz umożliwienie adsorbcji zbieracza na powierzchni danego minerału.
Depresory - mogą to być związki zarówno nieorganiczne, jak i organiczne o działaniu przeciwnym do działania aktywatorów. Depresory mają za zadanie utrudnić adsorpcję zbieracza na powierzchni danego minerału lub grupy minerałów, zapobiec ich flotacji. Zamierzone działanie depresujące może dotyczyć zarówno minerałów skały płonnej, jak również wybranych minerałów użytecznych w przypadku flotacji selektywnej.
Rolę depresorów mogą spełniać:
cyjanki,
siarczany niektórych metali (ZnSO4)
związki organiczne ( krochmal)
szkło wodne
wodorotlenki wapnia lub sodu
Regulatory pH - są to przede wszystkim kwasy i zasady nieorganiczne, np. wapno, wodorotlenki sodu czy potasu, kwas siarkowy, solny. Zadaniem ich jest zmiana stężenia jonów wodorowych w mętach flotacyjnych.
Podział maszyn flotujących z wyjaśnieniem zasad ich działania.
Maszyny, których prowadzony jest proces flotacji, zwane są flotownikami. W urządzeniach tych rzeczą bardzo ważną jest sposób doprowadzenia i dyspergowania powietrza, z tego też względu flotowniki dzieli się na:
mechaniczne,
pneumatyczno-mechaniczne,
pneumatyczne,
inżektorowe.
We flotownikach mechanicznych doprowadzenie i dyspergowanie powietrza odbywają się za pomocą wirującego wirnika, umieszczonego w komorze flotującej. Wirnik ma tu za zadanie:
mieszanie i utrzymanie mętów flotacyjnych w postaci zawiesiny,
doprowadzenie przez zasysanie powietrza do mętów,
dyspersję doprowadzonego powietrza i równomierne napowietrzanie mętów.
W maszynach pneumatyczno-mechanicznych męty flotacyjne napowietrzane są sprężonym powietrzem, doprowadzonym z zewnątrz, a wirnik ma za zadanie mieszanie mętów i dyspergowanie powietrza.
Maszyny pneumatyczne różnią się od poprzednich brakiem części wirujących (wirnika). Powietrze doprowadzane jest z zewnątrz pod ciśnieniem, a dyspergowanie odbywa się samoczynnie przy swobodnym wypływie powietrza z rury zanurzonej w mętach lub podczas przepływu przez porowatą przegrodę, którą najczęściej jest spiek ceramiczny. Pomimo prostej konstrukcji i minimalnego zużycia energii, flotowniki te stosuje się rzadko, ponieważ dyspersja powietrza jest niewystarczająca i flotowniki te są bardzo czułe na uziarnienie nadawy.
W maszynach inżektorowych napowietrzanie mętów i dyspergowanie powietrza odbywa się w inżektorze i dopiero z inżektora nadawa kierowana jest do komory flotującej.
1.Podać definicję stopnia rozdrabniania: operacji, systemu operacji.
Rozdrabnianiem nazywamy proces technologiczny, którego celem jest doprowadzenie surowców mineralnych do koniecznej ziarnistości bądź też do odpowiedniego składu granulometrycznego. Proces ten jest bardzo złożony i zależy od wielu czynników, m. in. Od rozmiaru i formy rozdrabnianych ziarn, wzajemnego ich ułożenia w przestrzeni kruszącej, fizykochemicznych własności materiału, trajektorii, szybkości ruchu ziarn. W procesie rozdrabniania, pod wpływem siły kruszącej, zostają pokonane siły wewnętrzne wiązania cząstek, powodując tym samym rozpad skały.
Wskaźniki technologiczne oceny wyników rozdrabniania można ująć w następujące grupy:
wskaźniki, które określają zmianę własności nadawy w trakcie rozdrabniania,
wskaźniki oceny produktu rozdrabnianego,
wskaźniki charakteryzujące proces,
Do pierwszej grupy zaliczamy stopień rozdrabniania, tj. Stosunek wymiaru ziarn nadawy i produktu rozdrobnionego.
Druga grupa wskaźników obejmuje między innymi wychód masowy w produkcie rozdrabniania żądanej klasy. Ponadto do tej grupy należy zaliczyć parametry RRB (rozkładu Rosina - Rammlera - Benetta) do i n; przy czym n>0 nazywamy parametrem kształtu, który jest traktowany jako miara niejednorodności.
Do wskaźników trzeciej grupy należy zaliczyć wydajność urządzenia, przez którą rozumiemy ilość materiału, jaka może być rozdrobniona przez dane urządzenie w ustalonych warunkach pracy Do tej grupy należy zaliczyć także wskaźnik jednostkowego zużycia energii na jednostkę rozdrabnianego materiału.
8. Omówić podstawy fizyczne procesu klasyfikacji hydraulicznej.
Klasyfikację hydrauliczną nazywamy proces rozdziału ziarn mineralnych według wielkości przez wykorzystanie różnic w prędkościach opadania tych ziarn w ośrodku płynnym. Klasyfikacja hydrauliczna w procesach technologicznych może mieć charakter operacji przede wszystkim przygotowawczej, głównej lub uzupełniającej:
przygotowawcza, w celu wydzielenia z produktu miałkiego nadziarna i ponownego skierowania go do mielenia,
główna, gdzie otrzymuje się klasy ziarnowe lub gotowe produkty, np. wydzielenie grubo uziarnionych mułów węglowych z wód popłuczkowych,
uzupełniająca, którą stosuje się wówczas, gdy w operacjach przeróbczych zaistnieje konieczność stopniowego wydzielania ziarn odpowiednio rozdrobnionych.
Opadanie ziarn w procesie klasyfikacji może być swobodne i skrępowane. Z opadaniem swobodnym mamy do czynienia wtedy, gdy odosobnione ziarno opada w środowisku nieograniczonym. Dobrym przybliżeniem procesu opadania swobodnego jest opadanie ziarna w zbiorniku, którego średnica jest znacznie większa do średnicy ziarna. W takim przypadku można uważać, że nie ma bezpośredniego i pośredniego oddziaływania wzajemnego między ziarnami.
Jeżeli powyższe warunki nie są spełnione, mamy do czynienia z opadaniem skrępowanym. Wówczas opadające ziarno podlega hydrodynamicznemu oddziaływaniu ośrodka oraz mechanicznemu wpływowi sąsiednich ziarn.
Na ziarno działają następujące siły (w przypadku opadania swobodnego):
siła ciężkości
siła wyporu
siła hydrodynamicznego oporu cieczy
12. Wymienić rodzaje i typu klasyfikatorów hydraulicznych.
Klasyfikatory hydrauliczne mają zastosowanie w przeróbce surowców mineralnych jako urządzenia klasyfikujące, zagęszczające i odwadniające. Istnieje wiele typów klasyfikatorów hydraulicznych, różniących się konstrukcją i sposobem działania.
Podać zasady działania i główne parametry hydrocyklonu.
Na rysunku nr 1 przedstawiono schemat i zasadę działania hydrocyklonu. Zawiesina, wprowadzona stycznie do głowicy hydrocyklonu przez dyszę wlotową (1), wykonuje ruch wirowy, poruszając się po spirali. Na ziarna, zawieszone w wirującym strumieniu wody, działa siła odśrodkowa, która powoduje odrzucenie ziarn o pewnej wielkości w kierunku ścianki. Siła odśrodkowa działająca na ziarno jest od 1000 do2000 razy większa od siły grawitacji, występujących w klasyfikatorach mechanicznych.
Oprócz siły odśrodkowej na ziarno działa również siła nośna wirującego strumienia wody. Ruch ziarn, odrzuconych na powierzchnię stożkową hydrocyklonu (2), ulega zahamowaniu i ziarna te (ziarna większe) poruszają się po linii spiralnej (6) ku dołowi ku dyszy wylewowej (3).
Prawa ruchu cieczy w hydrocyklonach oraz parametry konstrukcyjne dysz wylotowych powodują, że w części stożkowej (2) powstaje druga spiralna struga (5) zawiesiny ziarn mniejszych, skierowana do góry do dyszy przelewowej (4).
Każdy z tych strumieni wynosi właściwy jemu produkt rozdziału o stopniu czystości, zależnym od technologicznej skuteczności pracy hydrocyklonu. Dla każdego hydrocyklonu można określić wymiar ziarna granicznego (podziałowego), wg którego następuje podział zawiesiny na odpowiednie produkty (przelew, wylew).
Hydrocyklony klasyfikujące znalazły najszersze zastosowanie, a mianowicie:
w przeróbce mechanicznej rud żelaza i metali kolorowych,
w przemyśle szklarskim celem otrzymania piasków szklarskich i odlewniczych,
w klasyfikacji kaolinów w celu uzyskania odpowiednich produktów handlowych,
w klasyfikacji surowych mułów cementowych w obiegu mielenia.
Wyjaśnić różnicę między uzyskiem składnika w produkcie a stopniem wzbogacania.
Istotnym wskaźnikiem oceny przebiegu procesu wzbogacania jest uzysk ε, nazywany czasem ekstrakcją, będący stosunkiem ilości składnika użytecznego, przeprowadzonego do koncentratu, do ilości składnika użytecznego w nadawie, wyrażony w procentach, czyli
Dla odpadów analogicznie określamy tzw. straty η
Używając tylko wartości α, β, ϑ możemy wzory na ε i η przedstawić w postaci
Stosunek nazywamy stopniem wzbogacania a stosunek stopniem zubożenia.
Zasady budowy krzywych wzbogacalności typu M., D.
Załóżmy ,że mamy do czynienia z rozdziałem materiału na n frakcji o wychodach i odpowiadających im zawartościach składnika , przy czym zachowane jest uporządkowanie ze względu na rosnący ciężar właściwy, frakcja pierwsza jest zaś najlżejsza. W układzie współrzędnych wykreślamy kierunki .
Na kierunku , wyznaczamy punkt A, odpowiadający wychodowi . Z punktu A prowadzimy prostą równoległą do kierunku i na prostej tej wyznaczamy punkt B, odpowiadający wychodowi itd. Otrzymana łamana przecina oś λ w punkcie rzędnej ( średniej zawartości składnika(metalu) w nadawie). W przypadku podziału materiału na coraz większą ilość frakcji krzywa łamana przechodzi w krzywą ciągłą.
Jeżeli wprowadzimy dodatkową oś ε dzieląc odcinek o długości α na 100 części, możemy z krzywej M. odczytać uzysk, rzutując odpowiedni punkt na wprowadzoną oś ε.
Krzywe D. Posiadają, w porównaniu z krzywymi M., ciekawe własności(m.in. możliwość znalezienia ich matematycznego opisu, potrzebnego w badaniach ekonomiczno-technologicznych.).
Wzory na współrzędne punktów w układzie przedstawiają się następująco:
Odcięte Rzędne
Równoopadanie ziarn.
W klasyfikacji hydraulicznej, przebiegającej w polu siły grawitacyjnej, ważne znaczenie ma równoopadanie ziarn.
Ziarnami równoopadającymi nazywamy ziarna, które posiadają różną gęstość mają tę samą końcową prędkość opadania w danym ośrodku. Stosunek średnic dwóch różnych ziarn, opadających z jednakową prędkością, nazywamy współczynnikiem równoopadania e.
Współczynniki równoopadania dla poszczególnych zakresów ruchu ziarna określone są następującymi wzorami:
wg Rittingera-Newtona
wg Stokesa
wg Allena
Znając współczynniki e i średnicę ziarn o określonej gęstości wynoszonych do przelewu, można wyznaczyć średnicę ziarn kierujących się do wylewu. Im większa będzie wartość współczynnika e, tym mniejsza będzie dokładność klasyfikacji.
Ponadto uwzględnienie współczynnika równoopadania e jest istotne w przygotowaniu materiału do wzbogacania w osadzarkach i na stołach koncentracyjnych.
Rodzaje węgli kamiennych, przeznaczenie i technologie stosowane do ich przeróbki.
Sposób wzbogacania węgla zależy od typu węgla i stopnia jego zanieczyszczenia (zawartości popiołu), a także od jego wzbogacalności i charakteru skał towarzyszących. Węgle łatwo wzbogacalne, zawierające małe ilości łatwo rozmywalnych łupków ilastych, wzbogaca się w osadzarkach lub płuczkach hydraulicznych, natomiast trudno wzbogacalne, a także zawierające łatwo rozmywalną skałę płonną wzbogaca się w separatorach z cieczą ciężką zawiesinową lub w hydrocyklonach z cieczą ciężką. Najdrobniejsze ziarna (0.5-0mm) wzbogaca się metodą flotacyjną.
Stosowany zakres wzbogacania i głębokość wzbogacania zależne są od typów węgla. Na ogół węgle energetyczne wzbogacane są tylko o uziarnieniu do 20mm, węgle gazowe o uziarnieniu do 0.5mm, dla węgla koksującego realizuje się pełny zakres wzbogacania z możliwością uzyskania koncentratów o zawartości popiołu poniżej 7 do 11%.
Omówić technologię wzbogacania węgli kamiennych w cieczach ciężkich.
Opis przeróbki węgla koksującego z pełnym zakresem wzbogacania.
Nadawa kierowana jest na przesiewacz rusztowy φ 200. Ziarna powyżej 200mm wzbogaca się ręcznie i po skruszeniu w kruszarce walcowej kieruje się razem z ziarnami do 200 do klasyfikacji na przesiewaczach o oczkach sit φ20 i φ10. Klasę ziarnową 200-10 wzbogaca się w dwu separatorach Disa, pracujących szeregowo. Koncentrat i przerosty odwadnia się na przesiewaczach, a następnie kruszy do 20mm w kruszarkach udarowych i kieruje się do zbytu. Ziarna poniżej 20mm wzbogaca się w osadzarkach miałowych. Koncentrat z osadzarek odwadnia się na sitach OSO, a następnie w wirówkach sitowych ślimakowych i łączy się z koncentratem ze wzbogacania w cieczach ciężkich. Przerosty z osadzarek miałowych kieruje się do wzbogacania w hydrocyklonach z cieczą ciężką zawisinową, pracujących szeregowo. Otrzymuje się również trzy produkty, które po odwodnieniu na sitach łukowych i przesiewaczach łączy się z odpowiednimi produktami z wzbogacania w separatorach Disa i osadzarkach. Szlamy z odwadniania przechodzą do rekultywacji, a po zagęszczeniu do flotacji.
Własności technologiczne lubińskich rud miedzi (z punktu widzenia technologii wzbogacania).
Polskie rudy miedzi ze złoża Lubin-Sieroszowice należą do największych w Europie. Występują w utworach dolnego cechsztynu, pośród płytkowodnych skał klastycznych i głównie czarnych bitumicznych łupków ilastych, w marglach i dolomitach występujących w ich stropie oraz w spągowych szarych piaskowcach. Miedz występuje w postaci chalkozynu, bornitu i chalkopirytu, najczęściej w formie rozproszonej. Średnią zawartość metalu w rudzie wynosi nieco powyżej 2% Cu. Znajdują się jednak w złożu miejsca, gdzie zawartość Cu dochodzi do 15%. Omawiane rudy zawierają domieszki Ag, Au, Mo, Ni i inne. Główną metodą wzbogacania tych rud jest flotacja.
W jakim celu i kiedy stosuje się wzbogacanie grawitacyjne przy przeróbce rud Zn-Pb.
W przypadku gdy minerały użyteczne występują w postaci grubych wpryśnięć i w nadawie znajdują się duże ziarna skały płonnej, nie zawierające składników użytecznych zawierające je w małych ilościach, stosuje się wzbogacanie grawitacyjne.
Cele i metody wzbogacania (oczyszczania) surowców kaolinowych.
W Polsce kaoliny występują na przedpolu Sudetów i związane są masywami wietrzejących skał granitowych i gnejsowych. Najważniejszym minerałem tych skał jest kaolin. Jako zanieczyszczenia występują kwarc, łyszczyki, tlenki żelaza i tytanu. Podstawową operacją przeróbczą, w której następuje proces wzbogacania, jest klasyfikacja.
Opis wzbogacania kaolinu.
Wydobyty w kopalni urobek kieruje się po wstępnym uśrednieniu do kruszarni; po rozkruszeniu podlega on rozszlamowaniu w bełtaczach i płuczkach sitowych, w których wydziela się piaski. Szlamy poddaje się klasyfikacji w płuczkach spiralnych, a następnie w dwóch stopniach hydrocyklonów. Przelew z hydrocyklonów stanowi koncentrat i jest kierowany do zagęszczenia, filtracji i suszenia do 1% wilgoci. Wylew jest poddawany dodatkowej klasyfikacji w hydrocyklonach. Piaski otrzymane z płuczek są klasyfikowane w piaskowych płuczkach sitowych na dwa produkty: piaski o uziarnieniu 0.17-0.5mm, przeznaczone dla budownictwa oraz piaski po kaolinowe, kierowane na składowisko.
Siarka jako surowiec i zanieczyszczenie. Wpływ stopnia wzbogacania surowca na problemy z siarką.
W Polsce złoża siarki o znaczeniu przemysłowym występują w rejonie Tarnobrzeg-Jeziorko oraz w rejonie Grzybowa. Siarka występuje tu jako pylasta, zbita i krystaliczna. Skałę płonną stanowią gipsy, wapienie pogipsowe i margle. Średnia zawartość siarki w złożu wynosi 25% S. Po wzbogacaniu uzyskuje się odpady o zawartości 4.5% S oraz koncentrat 80% S. Po filtracji w filtrach ciśnieniowych otrzymuje się koncentrat o zawartości 99.99% S.
Omówić typowy schemat technologii przeróbki rud metali nieżelaznych ( mono- i polimetalicznych).
Ruda monometaliczna. Schemat wzbogacania piaskowcowo-łupkowej rudy miedzi.
Rudę surową o składzie 75% rudy piaskowcowej i 25% łupkowo-wapiennej kieruje się do kruszenia w kruszarkach młotkowych, a następnie domielenia w młynach prętowych. Produkt zmielony rozdziela się w klasyfikatorach mechanicznych przy ziarnie podziałowym 0.2mm. Następuje tu oddzielenie rudy piaskowcowej od łupkowej. Przelew klasyfikatorów kieruje się do tzw. flotacji piasków, wylew do mielenia w młynach kulowych, do uziarnienia poniżej 0.074mm, a następnie do flotacji wstępnej. Odpady flotacji wstępnej poddaje się klasyfikacji w hydrocyklonach. Przelew z hydrocyklonów razem z odpadami z flotacji piasków kieruje się do flotacji głównej, wylew natomiast zawracany jest do młyna kulowego. Koncentraty otrzymane z flotacji piasków i flotacji głównej kieruje się do flotacji czyszczącej. Ostateczny koncentrat flotacyjny poddaje się zagęszczeniu, a następnie filtracji i suszeniu. Odpady gromadzone są w stawach osadowych. Zawartość miedzi w koncentracie wynosi ok. 20%, a w odpadach poniżej 0.2%.
Ruda polimetaliczna. Schemat wzbogacania siarczkowych rud Zn-Pb.
Nadawę po wstępnej klasyfikacji na mokro poddaje się kruszeniu do wielkości ziarn <60mm. Produkt skruszony i przepad z klasyfikacji wstępnej przesiewa się na przesiewaczach o oczkach φ10mm. Ziarna grubsze od 10mm kieruje się do wzbogacania w cieczach ciężkich zawiesinowych w celu wydzielenia czystych ziarn skały płonnej (odpady końcowe gruboziarniste). Przepad kieruje się do zagęszczania, a następnie do klasyfikacji wzbogacania na stołach koncentracyjnych. Produkt odwodniony razem z koncentratem z cieczy ciężkiej skruszonym w kruszarkach stożkowych kieruje się do mielenia, a następnie do klasyfikacji z równoczesnym odwadnianiem na przesiewaczach o oczkach sita φ1mm. Produkt dolny kieruje się do węzła mielenia i klasyfikacji, a następnie do węzła flotacji galeny. Produkt górny klasyfikuje się przy ziarnie podziałowym 0.3mm i kieruje przelew do flotacji wstępnej galeny, a wylew na stoły koncentracyjne. Otrzymane koncentraty kieruje się do zagęszczania, a odpady do cyklu klasyfikacji i mielenia, a następnie do węzła flotacji galeny. Odpady z flotacji galeny kieruje się do węzła flotacji cynku. Otrzymane koncentraty poddaje się zagęszczeniu. Odpady kieruje się do stawów osadowych. Zawartość metali w koncentracie cynkowym wynoszą 46-55% Zn, ołowiowym 47-60%Pb. Zawartość w odpadach 1-1.5% Zn, 0.2-0.5% Pb.