Збагачення сировини

Сировина, що видобувається із надр Землі, як правило, піддається збагаченню з метою одержання її в концентрованому виді, тобто з підвищеним вмістом у ній корисного компонента.

Якщо збагачуються тверді породи (наприклад, гірські породи, вугілля), то отриманий продукт, збагачений корисною складовою частиною, називають концентратом, а відходи, що містять порожню породу, – хвостами.

Методи збагачення твердих матеріалів засновані на різниці фізичних і хімічних властивостей складових компонентів сировини: щільності, твердості, розчинності, температурі плавлення і сублімації, електропровідності, магнітній проникності, змочуваності окремими ріди­нами.

Застосовується просівання, гравітаційне збагачення, мокре гравітаційне збагачення, магнітна сепарація, флотаційний та інші методи.

Розсіювання (просівання) засноване на тому, що мінерали, які входять до складу сировини, мають різну тривкість, тому при роздріб­ненні менш тривкі (тендітні) мінерали дробляться на дрібніші зерна, ніж більш тривкі (грузлі). Якщо після здрібнювання таку сировину просіяти через сита з різноманітним розміром отворів, то з окремих сит можна одержати фракції, збагачені тим або іншим мінералом. Застосовувані для розсіювання сита називають грохотами.

Просіювання часто використовують і для розподілу однорідного матеріалу на шматки або зерна визначеного розміру; грохоти можуть бути плоскі з невеличким нахилом сита для ковзання крупної фракції, які часто постачаються з механізмами для струсу, вібрації або хитання, і циліндричні – похилі обертові барабани з отворами, через які розсіюється матеріал, що надходить усередину циліндра.

Гравітаційний поділ заснований на різниці швидкостей падіння часток різноманітної щільності або крупності у потоці рідини (найчастіше у воді) – це мокре гравітаційне збагачення. За допомогою повіт­ря або інертного газу здійснюють сухе гравітаційне збагачення.

Мокре гравітаційне збагачення відбувається у такий спосіб (рис. 1.3.). Здрібнена сировина змішується мішалкою з водою у баку і у виді пульпи (завись твердого матеріалу в рідині) подається в осідаль­ні камери (корита) І, ІІ, ІІІ з конусоподібними днищами (бункерами).

ІІІ

ІІ

І

ІІІ

ІІ

І

Рис. 1.3. Принципова схема мокрого гравітаційного збагачення

Оскільки ширина камер поступово збільшується, відбувається уповільнення руху пульпи крізь камери, що полегшує осадження твердих часток. У камері І випадає з води найважча (великозерниста фракція), у камері ІІ – середня й у камері ІІІ – легка (дрібнозерниста). Залежно від того, на скільки фракцій потрібно розділити сировину, апарати-класифікатори складаються з однієї, двох і більше камер. Фракції з камер вивантажують через отвори 1, 2, 3. Поряд із розглянутим класифікатором використовуються й інші типи апаратів – концентраційні столи, відсадні машини.

При сухому гравітаційному збагаченні застосовують повітряні сепаратори відцентрового типу (рис. 1.4).

Сепаратор складається з циліндра 5, що закінчу-ється конусом 6. У ци-ліндрі 5 вміщений внут-рішній циліндр 2 із конусом 1, у якому є тарілка 3 і вентилятор 4, які приводяться в обертальний рух електромотором. При обертанні тарілки і криль­чат вентилятора усередині сепаратора утворюються повітряні потоки, показані на схемі стрілками. Здрібнений матеріал, який подається на тарілку, що обертається, розкидається у середині циліндра.

Дрібні частки матеріалу підхоплюються повітряним потоком і виносяться у простір між зовнішнім і внутрішнім циліндрами, де, ударяючись об стінки, гублять швидкість руху, опускаються вниз і виводяться через конус 6 у виді тонкозмеленої фракції. Крупні частки падають і виводяться через внутрішній конус 1 на повторне здрібнювання.

Магнітна сепарація застосовується для розподілу магнітно-сприйнятливих матеріалів від немагнітних і для видалення сталевих предметів, що випадково потрапили в руду, наприклад, магнітний залізняк відокремлюється від порожньої породи. Поділ руди здійснюється в електромагнітних сепараторах (рис. 1.5).

Після здрібнювання матері­ал надходить на стрічковий транспортер 1, що має барабан 2, обладнаний електромагнітом 3. При зіткненні стрічки з поверх­нею барабана ненамагнічені частки матеріалу зсипаються зі стрічки в бункер 4, а частки магнітного матеріалу, що прилипли до стрічки, продовжують рухатися доти, доки стрічка не пройде магнітну поверхню барабана і вони не відлипнуть від неї, після чого частки зсипаються в бункер 5.