Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Лебедев Иван Феликсович

Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации
<
Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Лебедев Иван Феликсович. Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.13 / Лебедев Иван Феликсович; [Место защиты: Моск. ин-т стали и сплавов]. - Москва, 2008. - 114 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/541

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Анализ существующих методов и аппаратов пневматического обогащения 10

1.1. Пневматические отсадочные машины 10

1.2. Пневматические сепараторы 14

1.3. Поточные сепараторы с вращающимися отбойными лопатками 20

1.4. Воздушно-проходные сепараторы 26

1.5. Пневматические шлюзы 35

Краткие выводы 38

Глава 2. Миграционная способность минеральных частиц в воздушном потоке 39

2.1. Поведение частиц в воздушном потоке в зависимости от их плотности и формы 39

2.2. Взаимосвязь скорости витания минеральных частиц с их гидравлической крупностью 50

Краткие выводы 55

Глава 3. Поведение минеральных частиц в воздушно-песчаном потоке 56

3.1. Изучение поведения частиц золота в различных условиях передува песчаного материала 57

Краткие выводы 60

3.2. Изучение поведения тяжелых минералов на осадительнои поверхности наклонной аэродинамической трубы 61

Краткие выводы 65

3.3. Изучение возможности управления режимом воздушно песчаного потока в аэродинамической трубе и состоянием постели

3.3.1. Управление структурой воздушо-песчаного потока 65

3.3.2. Аэродинамическая труба со скребками на осадительной поверхности 69

Краткие выводы 70

Глава 4. Экспериментальное изучение сепарации минеральных частиц высокой плотности на стендах различного типа и конструкций 71

4.1. Поведение частиц в воздушно-песчаном потоке аэродинамической трубы с искривленной конфигурацией 72

4.2. Исследования сепарации минералов на стенде с изогнутым рабочим каналом 74

Краткие выводы 78

4.3. Исследования сепарации минералов на стенде с вращающейся аэродинамической трубой 78

Краткие выводы 84

ГЛАВА 5. Разработка и экпериментальное изучение работы пневматических концентраторов 85

5.1. Особенности центробежного пневматического сепаратора и эффективность сепарации минералов высокой и средней плотности 85

Краткие выводы 92

5.2. Особенности пневматического винтового сепаратора и экспериментальные исследования сепарации минералов высокой и средней плотности 92

Краткие выводы 104

Заключение 105

Список литературы

Введение к работе

Актуальность работы.

Основная масса существующих технологий обогащения минерального сырья характеризует использование больших объёмов воды. Для переработки и обогащения 1 м горной массы (руды и песков) в среднем используется 4-5 м технологической воды. Экономическая эффективность процессов обогащения во многом определяется удорожающими факторами производства, к которым относятся капитальные и эксплуатационные затраты на гидросооружения (водное хозяйство, хвостохранилища, природоохранные мероприятия) промприборов, обогатительных установок и фабрик.

В безводных регионах проблема эффективного обогащения полезных ископаемых становится ещё более острой. Для климатических условий Севера накладываются дополнительные сложности:

весьма ограниченный календарный период традиционной промывки песков;

высокая себестоимость обогащения руд за счет высоких затрат на капитальное строительство и эксплуатацию утепленных производственных объектов в зимних условиях.

В связи с этим, наиболее перспективным является использование в качестве среды обогащения воздуха. С одной стороны, такой метод как доводка шлихов, то есть их ручная отдувка, применяется уже более 150 лет, но до сих пор нет общепризнанного способа обогащения первичного материала полезных ископаемых высокой плотности путем использования воздуха вместо воды.

Вместе с тем, исследованиями установлено, что формирование крупнейших россыпных месторождений золота (Витватерсранд) происходило в условиях деятельности ветров. При этом особенностью эоловых россыпей является наличие высоких локальных концентраций

металла на отдельных участках месторождения, которые в несколько раз превышают содержания металла в месторождениях, сформированных в аллювиальных или морских прибрежно-пляжевых условиях. Этот факт указывает на то, что в естественных условиях имеются предпосылки возможности концентрации золота в условиях перемещения воздушно-песчаных потоков. Следовательно, существует возможность разработки высокоэффективных пневматических устройств, позволяющих обогащать золотосодержащие материалы.

К настоящему времени пневматическое обогащение широко
используется при обогащении минерального сырья с низкой плотностью,
такого как асбест, уголь, слюда и т.п. Применительно к обогащению тяжелых
минералов (золото, платина, касситерит) область пневматического
обогащения весьма ограничена. Существующие модели

малопроизводительны и используются только при доводке концентратов. Полностью отсутствуют высокопроизводительные пневмосепараторы для обогащения минералов средней плотности (алмазы, гранаты, циркон, ильменит и т.п.)

Таким образом, актуальность работы заключается в необходимости разработки эффективных пневматических методов обогащения для широкого освоения месторождений золота в условиях Севера и в безводных регионах с использованием сухого обогащения для минерального сырья средней и высокой плотности

Идея работы:

— использовать способ сухого обогащения для минерального сырья
средней и высокой плотности.

Цель работы:

— разработка эффективных способов и устройств для обогащения
минерального сырья высокой и средней плотности пневматическим
способом.

Задачи исследования:

-изучить поведение минеральных частиц различной плотности и крупности в воздушно-песчаном потоке;

- исследовать влияние искривленных и вращающихся осадительных
поверхностей на траектории перемещения частиц различной плотности под
воздействием воздушного потока;

- определить наиболее рациональные условия пневматического
обогащения минералов высокой и средней плотности.

Защищаемые положения:

- скорость витания (СВ) минеральных частиц в диапазоне крупности -
3+0,1 мм прямо коррелируются с их гидравлической крупностью (ГК), что
позволяет оценить характер движения минеральных частиц в воздушной
среде через их гидравлическую крупность;

- миграция минеральных частиц на осадительной поверхности
аэродинамической трубы при малых скоростях воздушного потока
инициируется за счет бомбардировки взвешанных легких частиц;

- установлено, что наиболее рациональные условия для разделения
минеральных частиц по плотности и крупности достигаются в условиях
перемещения обогатимого материала в аэродинамических потоках под
воздействием центробежных сил.

Научная новизна:

- Установлен параметр, характеризующий миграционную способность
минеральных частиц различной плотности в диапазоне крупности от 0,1
до 3 мм, подверженных действию воздушного потока, определяемый
состоянием равновесия частицы на наклонной поверхности и зависящий от
скорости потока и угла наклона, что позволяет определить условия
эффективного разделения минералов по крупности и плотности;

— Выявлены особенности перемещения частиц разной крупности и
плотности в воздушно-песчаных потоках при скоростях менее их скорости
витания, создаваемых в аэродинамических трубах разной конфигурации,
выражающиеся в инициировании подъема легких частиц в воздушную среду
и лавинообразного их перемещения в виде воздушно-песчаной смеси
вследствие их активного взаимодействия;

— Установлено, что наиболее эффективные условия разделения
минералов по плотности достигаются в винтообразной аэродинамической
трубе, позволяющей создавать рациональную структуру воздушно-песчаного
потока для разделения минералов по плотности с организацией
непересекающихся траекторий противонаправленного движения легких и
тяжелых минералов в поле действия гравитационных и центробежных сил.

Методы исследований: Анализ и обобщение литературных источников, физическое моделирование, теоретическое обоснование процессов разделения минеральных частиц на новых аппаратах пневматичесой сепарации, изучение вещественного сотава продуктов сепарации на основе минерального, элементного спектрального анализов.

Достоверность и обоснованность полученных результатов работы основывается на использовании большого объема экспериментальных данных, их статистической обработки, современных методах анализа продуктов обогащения.

Практическое значение работы: На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны пневмосепараторы принципиально новой конструкции, использование которых позволяет решить проблему применения сухого обогащения минералов высокой и средней плотности в промышленных масштабах.

Разработанная конструкция пневмосепаратора ПОС-2000 опробована в промышленных условиях на месторождении «Одолго» (ООО С/а «Надежда») при обогащении золотосодержащих руд, и достигнуто извлечение золота 88,08%. Повышение эффективности и селективности разделения минералов высокой и средней плотности, за счет применения новых установок, в частности, винтового сепаратора позволяет дополнительно сократить получаемые концентраты с удалением более плотных минералов из шлиха. Это позволит создать технологию с получением высококачественного концентрата, с ожидаемым выходом 0,26% при извлечении 93,4% допустимый для извлечения золота в традиционых схемах доводки концентратов.

Личный вклад автора: Проведение исследований процессов разделения минеральных частиц различной плотности и крупности в воздушном и воздушно-песчаном потоке в зависимости от режимных и конструктивных параметров аэродинамических установок, обработка и анализ полученных экспериментальных данных, разработка конструкций лабораторных пневматических аппаратов для сухого обогащения минералов высокой и средней плотности. Руководство испытаниями опытного промышленного пневмосепаратора ПОС-2000. Участие в модернизации центробежного пневматического сепаратора, разработка, изготовление и испытание винтового пневмосепаратора.

Апробация диссертации: Основные положения и результаты работы докладывались на: республиканской конференции "Итоги геокриологических исследований в Якутии в XX веке и перспективы их дальнейшего развития" (Якутск, 2001); на Международной конференции "Драгоценные металлы и камни - проблемы добычи и извлечения из руд, песков и вторичного сырья" (Иркутск, 2001); на Международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья»

«Плаксинские чтения» (Чита, 2002); на научно-технической конференции «Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья» (Екатеринбург, 2003); на Международной конференции, посвященной к 60-летию Горно-геологического института ЗСФ АН СССР «Проблемы и перспективы развития горных наук» (Новосибирск, 2004); на Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспектива комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны» (Якутск, 2005); на Неделе горняка - 2007 (Москва, 2007).

Публикации. По результатам работы опубликованы 7 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 14 тезисов и докладов в сборниках конференций и получены 3 патента РФ на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников. Диссертация имеет объем ПО страниц, включая и 22 таблицы и 51 рисунок, список использованных источников состоит из 34 наименований.

Поточные сепараторы с вращающимися отбойными лопатками

В поточных сепараторах с механическими приспособлениями отбойные лопатки могут быть выполнены в виде: дисков с лопастями (сепаратор Раймонда); лопастей вентилятора (сепаратор Гильдебрандта); корзинки с отбойными лопатками (среднеходная мельница Е-56). Все перечисленные сепараторы в большинстве случаев являются частью мельницы, встроены в нее и способствуют получению продукта с требуемым гранулометрическим составом.

В сепараторе Гильдебрандта с помощью вентилятора воздух в смеси с размолотым продуктом продувается через ротор с отбойными лопатками. Полидисперсная пыль, проходя через вращающийся ротор, делится на грубую, возвращаемую на домол, и тонкую, которая, пройдя отбойные лопатки, с помощью вентилятора подается в пылеулавливающий аппарат. Скорость вращения ротора с отбойными лопатками регулируется и может изменяться в пределах 200-400 об/мин. Скорость вращения вентиляторного колеса может изменяться в пределах 800-1200 об/мин, в зависимости от свойств сепарируемого материала и требуемой тонины. На таких сепараторах может быть получена тонкая пыль с нулевым остатком на сите 0,074 мм.

В верхнюю часть отечественной среднеходной мельницы Е-56 встроен сепаратор в виде корзинки, несущей отбойные лопатки. Процесс классификации материала в корзинчатом сепараторе происходит так же, как и в сепараторе Раймонда. Основными регулирующими тонину материала факторами являются скорость вертикального воздушного потока, создаваемого выносным вентилятором, и число оборотов корзинки. Вынос из мельницы готового по крупности материала в пылеулавливающие установки осуществляется воздушным потоком.

Рассмотренным сепараторам с воздушно-проходными механическими приспособлениями присущи достоинства и недостатки, характерные для внутрициркуляционных механических и воздушно-проходных сепараторов.

Сепараторы воздушно-проходного типа без механических приспособлений, как за рубежом, так и в СССР получили широкое распространение. Они просты, надежны в эксплуатации и в случае необходимости легко поддаются регулировке.

Зарубежные сепараторы

К числу наиболее распространенных иностранных сепараторов относятся дефлекторные воздушно-проходные сепараторы Раймонда, Гумбольдта и Бабкока. Сепаратор типа Гумбольдт, по своей конструкции и в работе, подобен сепаратору Раймонда с дефлекторными лопастями. Сепараторы такой конструкции используются, в основном, для классификации продуктов измельчения неметаллических полезных ископаемых.

В сепараторе типа Бабкок, в отличие от сепаратора Гумбольдта, в нижней части установлен специальный отбойный конус, предназначенный для выделения из потока материала наиболее грубых частиц. Благодаря наличию этого конуса пылевоздушный поток дважды отклоняется на 180, чем и достигается предварительная сепарация. Вторичная очистка пыли от грубых фракций происходит во внутреннем конусе, как и в сепараторе Гумбольдта.

Сравнивая эффективность работы сепараторов Гумбольдта и Бабкока, И.Х. Дубовский («Улучшение сепарации пыли в мельничных установках», диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук, Ленинград, 1946 г.) пришел к выводу, что наиболее высокий к. п. д. (коэффициент уноса) имеет сепаратор Гумбольдта. Он объясняет это дополнительным провеиванием продукта внутреннего конуса. Сепаратор Бабкока, хотя и имеет более низкий к. п. д., но обнаруживает малую чувствительность к укрупнению исходного материала, что может быть объяснено наличием отбойного конуса на входе в него. Сепаратор Bueel Engineering Со [18].

Процесс классификации по граничному зерну находящийся в пределах 0,208-0,074 мм достигается в сепараторе изменением положения шибера, установленного на входе вторичного воздуха. Тонкая пыль выносится из сепаратора и осаждается в циклоне. Основным фактором регулировки является расход воздуха, проходящего через сепаратор. Технологические показатели сепаратора при разделении фосфористой руды по граничному зерну 0,147 мм таковы: производительность 3,6 т/ч; содержание мелочи в грубом продукте 5%; содержание грубых фракций в тонком продукте 6%.

Взаимосвязь скорости витания минеральных частиц с их гидравлической крупностью

Установка выполнена в виде аэродинамической трубы 1 прямоугольного сечения с размерами 150x3x3 см. Днище трубы 2 имеет возможность перемещаться вверх и вниз. При имитации ветровой эрозии (эоловой денудации) установка загружается песком 3 при опущенном днище до уровня входа 4 и выхода 5. На песчаный материал укладываются испытуемые частицы 6, одновременно в аэродинамическую трубу с воздушным потоком из камеры 7 подается песок с регулируемым дебитом.

По мере выдувания верхних слоев загруженного песка, днище трубы постепенно поднимается вверх, что приводит к последовательному выдуванию новых слоев песка. Таким образом, моделируется процесс ветровой эрозии песков. При последовательном опускании днища 2 возможен вариант проведения экспериментов с имитацией накопления песков при подаче новой порции в рабочую зону установки. А моделирование варианта транзита подаваемых в аэродинамическую трубу песков проводится при неподвижном положении днища трубы.

Эксперимент с послойным выдуванием песков (с постепенным поднятием днища) проводился при подаче воздуха с фиксированной скоростью 3 м/с и укладкой частиц золота крупностью от 0,25 до 1,0 мм с общим весом 70 мг на поверхности грунта в 20 см от входа в аэродинамическую трубу.

Серия экспериментов была проведена с постепенным поднятием днища на 15 см в течение 30 мин.

Гранулометрический состав песка представлен фракциями: 0,5 - 1,0 мм - 30 %; 0,25 - 0,5 мм -50 %; 0,16- 0,25 мм -20 %.

Экспериментальные исследования показали, что перемещение золотин происходит только под воздействием ударов песчинок. Это подтверждается практическим отсутствием смещения золотин при условии послойной ветровой эрозии при отсутствии подачи дополнительной порции песков. При этом необходимо отметить, что скорость перемещения золота происходит несоизмеримо медленнее, чем у частиц песка.

При проведении экспериментов в условиях транзита песков, дополнительно подаваемого в аэродинамическую трубу, было установлено, что частицы металла разместились на расстоянии от 20 до 110 см от точки подачи с центром тяжести распределения в 53 см от исходной точки расположения металла (рис. 3.3).

Пофракционное распределение частиц золота в условиях транзита песков по аэродинамической трубе показало отчетливую дифференциацию золотин по крупности (рис. 3.4). Центры распределения фракций крупности 0,25-0,5; 0,5-0,8; 0,8- 1,2 мм соответственно составляют 66, 48, 38 см.

Одновременно происходило огрубление материала в зоне накопления. Доля минералов тяжелой фракции достигла 35 % против 4,5 % в исходном материале. К концу эксперимента сформировался слой толщиной 6-8 мм, который прикрыл испытуемые золотины. Таким образом, образующийся слой накрывает частицы золота и в последующем перемещение отложенных золотин прекращается. Для того, чтобы далее сместить золотины, необходимо изменить условия эксперимента, например, увеличить скорость воздушного потока.

В ходе экспериментов использовались не только золотины, но и минералы средней плотности. В условиях транзита подаваемого в аэродинамическую трубу песков, также происходит постепенное накопление за точкой подачи песка минералов (ильменит, рутил, циркон, гранаты и др.).

В предыдущей главе было введено понятие миграционной способности частиц волочением при скоростях менее их СВ. Следовательно, шероховатость поверхности передуваемых песков была достаточно грубой, при которой золотины не могли перемещаться волочением.

Таким образом, накопление тяжелых по плотности материалов в стационарных условиях потока воздуха в аэродинамической трубе является естественным и неотъемлемым явлением. 20 40 60 80 100

Такое явление подтверждается также проведенными экспериментами в условиях аккумулирования песков путем постепенного опускания днища 2 установки (рис. 3.2), при одновременной подаче песчаного материала из камеры 7.

Опускание днища с временными приостановками приводит к переслаиванию накапливаемых материалов светло-серых с темно-серыми слоями. Окраску чередующимся слоям придавали накопление минералов разной плотности.

Краткие выводы. Перемещение частиц золота в условиях воздушно-песчаного потока происходит под воздействием многочисленных столкновений их с песчинками, влекомыми потоками воздуха. В конце концов, частицы золота выводятся из аэродинамической среды. Золотины, оказавшиеся ниже активного слоя движущихся песков, не перемещаются и остаются в толще песка.

Изучение поведения тяжелых минералов на осадительнои поверхности наклонной аэродинамической трубы

Один из вариантов принудительного послойного удаления «постели» с одновременным разрушением скоплений обломочного материала на днище предполагает использование скребкового конвейера изготовленного из отрезков медной проволоки диаметром 2 мм, укрепленными с интервалом в 33 мм на двух капроновых тросиках. Посредством привода, скребки конвейера сползают вниз по уклону и увлекают за собой вниз материал в накопитель концентрата. В результате этого, «постель» утончается и появляется возможность отложения на них новых слоев. В этом случае, увеличивается общая улавливающая способность постели минералов тяжелой фракции за счет предотвращения их накопления в отдельных участках сепаратора. Материал скребковым конвейером постепенно выводится за пределы питания новых порций песков и попадает в зону перечистки, где действует только воздушный поток. Происходит дополнительное удаление из постели легких песчинок, и качество разделения улучшается. При всей эффективности процесса недостатком данного варианта является то, что захват материала постели производится с поверхностных слоев, тогда когда нужно удалить нижние слои, то есть из тех горизонтов (мертвых зон), которые не участвуют в накоплении полезного компонента.

В одном из вариантов моделей было предусмотрено формирование улавливающей постели путем подачи на ложе короба относительно больших частиц (окатанная галя), чем разделяемый материал размером 5-7 мм, которые, скатываясь, захватывали осевший в постели материал на дно. Коэффициент извлечения при этом способе обогащения существенно повысился, но вместе с тем увеличился объем выхода концентрата, и создалось много дополнительных сложностей по управлению постелью и возвращением гали в питатель.

Краткие выводы.

Эффективность извлечения полезных компонентов достигается: при управляемости структурой воздушно-песчаного потока за счет скорости подаваемого воздуха; дебитом исходного песка; выбора конфигурации аэродинамической трубы; использования специальных отсекающих устройств для своевременного удаления легких минералов; разрыхленностью и подвижностью постели, необходимой для постоянного накопления тяжелых минералов.

Из существующих пневматических сепараторов своеобразным аппаратом является сепаратор «Зиг-заг» [29] (рис. 4.1), рабочая камера представляет собой аэродинамическую трубу зигзагообразной формы. В данном сепараторе разделение тяжелых минералов происходит из воздушно-песчаного потока принудительно меняющего свое направление в аэродинамическом канале с искривленной конфигурацией.

Основным недостатком в рассматриваемом сепараторе является то, что противонаправленные движения потоков тяжелых и легких фракций пересекаются в зигзагообразных переходах, где частицам полезного компонента приходится перемещаться вниз, преодолевая сопротивление встречного воздушно-песчаного потока. Пересечение траекторий перемещения материалов как показано в предыдущей главе 3 приводит к повышению вероятности увлечения их воздушно-песчаным потоком, так что при больших скоростях или при большом дебите песков происходит вынос полезного компонента, а при снижении того или другого падает производительность.

Для более детального изучения поведения минеральных частиц различной плотности в воздушно-песчаном потоке, исследования проводились на лабораторном стенде аэродинамической трубы с искривленной конфигурацией.

На начальном этапе было изучено поведение минеральных частиц различной плотности при обтекании вогнутого колена на специальном, лабораторном стенде, представленном на рисунке 4.2.

Первые варианты аэродинамической трубы были изготовлены из стеклянной трубы круглой формы по ходу и с вертикальными стенками по бокам. Условия проведения экспериментов оптимизировались визуально и эмпирически. Для нагнетания воздушного потока использовался бытовой пылесос марки "Шмель", производительность которого регулировалась изменением напряжения источника тока лабораторным трансформатором. Производительность сепаратора, с пропускной способностью 4 кг/ч, поддерживалась подачей напряжения 110 В.

Данные условия проведения экспериментов являются основанием для сравнения процессов разделения при изменении конструктивных параметров этой серии лабораторных установок. Схема поведения частиц легкой и тяжелой фракций представлена на рисунке 4.3.

Исследования сепарации минералов на стенде с изогнутым рабочим каналом

Коэффициент извлечения «ильменита» из кварцевого песка с учетом анализа продуктов сепарации под бинокуляром показал относительно низкий уровень коэффициента извлечения 0,75-0,8. Однако, когда определили и сравнили плотность полезного компонента в хвостах и концентрате, то оказалось, что удельный вес «ильменита», попавшего в хвосты был во всех случаях ниже, чем у кварца. Дело в том, что при исследовании концентрата выявлено, что он состоит, в основном не из обломков минерала ильменита (плотность 4,7 г/см), а в виде агрегатов тонких зерен ильменита сцементированных карбонатами. Также, присутствуют церуссит, лимонит и другие минералы средней плотности.

Кроме этого, под воздействием процессов выветривания во многих агрегатах цементирующая составляющая выщелочена и поэтому часть ильменитового агрегата имеет плотность ниже, чем у кварца. Фактический уровень извлечения минералов средней плотности от кварца составлял выше 0,9. Об этом же свидетельствуют определенные усредненные величины плотности хвостов. В большинстве случаев их плотность ниже, плотности кварца (2,65 г/см3).

Для анализа причин попадания полезного компонента в хвосты, были исследованы влияния таких параметров, как их толщина и гидравлическая крупность (ГК) на качество сепарации.

Результаты замеров показаны на рисунках 5.9-5.13. На всех рисунках видно, что, как и толщина, так и ГК ильменита в хвостах всегда ниже, чем в концентрате. Распределение частиц кварцевого гравия крупности (-5+2,5) мм по толщине Анализ проведенных исследований влияния ГК и толщины минералов на эффективность сепарации показывает, что чем больше ГК и толщина полезного компонента, тем достигается более высокое извлечение.

Далее, нами исследованы процессы сепарации минеральных частиц винтовым пневмосепаратором в зависимости от плотности минералов. Результаты извлечения в винтовом пневмосепараторе и в лабораторном прямоточном пневмосепараторе приведены на графике (рис. 5.14). Разработанный винтовой пневматический сепаратор благодаря высокой эффективности фракционного разделения минералов средней плотности (рис. 5.14), прежде всего по плотности перспективен для применения в виде доводочного устройства для извлечения тяжелых минералов, а в перспективе для обогащения минералов средней плотности.

Одним из возможных вариантов применения пневматического обогащения является использование разработанных новых пневмосепараторов в схеме обогащения золотосодержащих песков месторождения Бат-Уул, Республики Монголия, расположенном в засушливом районе пустыни Гоби. Принципиальная технологическая схема обогащения песков разработана по заказу ОАО «Внешмет» (г. Москва) (рис. 5.15).

Исходные пески подаются на предварительную дезинтеграцию в барабанный грохот, материал крупностью +10 мм выносится в отвал, просеявшийся материал -10 мм направляется на вторичное грохочение в центробежный грохот (разработка ИГДС СО РАН), материал крупностью +2 мм направляется в отвал, класс -2 мм направляется на основное обогащение в пневматический сепаратор. Хвосты пневмосепаратора складируются, полученный сокращенный концентрат направляется на перечистку в винтовой пневмосепаратор. В дальнейшем концентрат отправляется на доводку в шлихообогатительную установку.

Расчет количественно-качественной схемы обогащения проведен на основе полученных экспериментальных данных в пневмосепараторе ПОС-2000, с учетом перечистки на винтовом пневмосепараторе по извлекаемости россыпного золота по классам крупности (табл. 5.11). Уровни извлекаемости золота по классам крупности на пневматическом сепараторе ПОС-2000 и на винтовом сепараторе являются примерно одинаковыми. Различие состоит в качестве получаемых концентратов. Винтовой пневмосепаратор позволяет более избирательно удалять в хвосты минералы средней плотности, за счет чего удается дополнительно сократить полученный в ПОС-2000 концентрат при минимальной потере золота в 0,6%.

Похожие диссертации на Исследование процессов разделения минералов различной плотности в воздушно-песчаном потоке и разработка новых аппаратов пневмосепарации