Занимательное обогащение
Шрифт:
Основным отличием камерной флотации от пленочной является использование воздушных пузырьков (пены). Воздушные пузырьки с масляной поверхностью являются аналогом вышеописанной жирной пленки. Для создания потока пузырьков применяется импеллер, в виде трубы, с воздушным насосом сверху и решеткой снизу. Диаметр отверстий решетки импеллера задает крупность воздушных пузырьков.
Считается, что один пузырек должен быть такого диаметра, чтобы к нему приклеилась одна частица минерала, и он был в состоянии всплыть с ней на поверхность.
Рис. 2.20.
Для большего количества воздушной пены применяют реагенты-вспениватели (аналог шампуня).
Для приклеивания частицы полезного ископаемого к поверхности воздушного пузырька применяются реагенты-собиратели, причем каждому конкретному минералу соответствует свой. Например, для угля – керосин, для графита – сосновое масло, для металлов используют сложные химические соединения.
В случае флотирования полезного ископаемого, такая операция называется прямой флотацией, а если породы – обратной. Обратная флотация применяется для улучшения качества товарного продукта.
Породные частицы при флотации выносятся потоком воды из камеры в камеру, а после прохождения их всех, попадают в сборник отходов (хвостов). Данный продукт называется утонувшим.
Частицы полезного ископаемого переносятся пузырьками воздуха на поверхность и образуют слой пены, направляемого вращающимися черпалками через борта машины в сборник концентрата. Данный продукт называется пенным. Иногда, в случае избытка пены, в уже полученный концентрат добавляется реагент-пеногаситель.
Чтобы породные частицы не прилипали к пузырькам воздуха, иногда добавляется реагент-депрессор, выбор которого зависит от состава самой породы.
2.3.3. Колонная флотация
Дальнейшим развитием является появление колонной флотации.
Принцип работы колонной флотации (рис. 2.21), не отличается от камерной, однако существует масса конструктивных особенностей:
– воздух подаётся не по одному импеллеру, а с помощью кольцевого питателя;
– высота колонной флотации кратно больше ширины, в то время как размеры элемента камерной флотации близки к кубу;
– разгрузка пенного продукта происходит самотёком, наподобие вытекающей пены свежеоткрытой бутылки шампанского;
– совместно с пеногашением, иногда происходит промывка струями воды восходящего потока;
– из-за большего объёма аппарата колонная флотация менее чувствительна к сезонному перепаду температур.
Рис. 2.21. Принцип работы колонной флотации.
2.4. Специальные методы
К специальным методам обогащения полезных ископаемых относят все способы, кроме гравитационных, магнитных и флотационных. Данные методы применяются в случае невозможности использования из-за особых свойств минералов. Могут применяться в различных комбинациях.
2.4.1.
Применяется для разделения сыпучих зернистых минералов, а также зерновых сельско-хозяйственных культур. Является единственным способом разделить смесь подобных материалов при условии отсутствия магнитных свойств или невозможности применения флотации.
Перед обогащением материал нагревают до 40° термически или с помощью трения.
Электросепараторы бывают двух основных типов: полочные и барабанные, принцип работы у них одинаковый, разница заключается в способе подачи материала в зону разделения.
Коронный барабанный электросепаратор показан на рис. 2.22.
Работает аппарат следующим образом: подогретый материал поступает в зону действия заряжающего электрода с отрицательным зарядом, имеющего вид тонкой пластинки или провода. Барабан или полка заражаются положительно. Между барабаном и заряжающим электродом возникает коронный разряд, наподобие такого, что получается, если резко выдернуть вилку из розетки.
Коронный разряд ионизирует окружающий воздух, а воздух, в свою очередь, заряжает поступающие частицы. Металлосодержащие частицы обычно получают положительный электростатический заряд, а породные – отрицательный.
Породные частицы под действием силы Кулона притягиваются к поверхности барабана и транспортируются до счищающей щётки.
Металлосодержащие частицы под действием силы Кулона отталкиваются от поверхности барабана и начинают падение в зону действия отклоняющего электрода с отрицательным зарядом. Данный электрод в виде провода служит для ускорения падения (отскакивания) металлосодержащих частиц.
Продукты разделения обычно собирают в три сборника: концентрата, породы и промежуточного продукта, обычно направляемого на переобогащение.
Рис. 2.22. Принцип работы коронного электросепаратора.
Промышленные образцы коронных элекросепараторов имеют многобарабанную или многополочную конструкцию, позволяющую многократно обогащать материал.
К недостаткам данных аппаратов можно отнести невозможность обогащения влажного материала, в целом низкую эффективность и небольшую производительность.
2.4.2. Трибосепаратор
В основе работы трибосепаратора лежит разница в коэффициенте трения минералов при скольжении по условной поверхности.
Рис. 2.23. Принцип работы трибосепаратора.
Трибосепаратор (рис. 2.23) представляет собой одну или несколько наклонных поверхностей, иногда имеющих сложный профиль. Скорости скольжения частиц и углы наклонов поверхностей подбираются таким образом, чтобы обеспечить разницу в направлениях движения частиц. Таким образом, породные и полезные частицы попадают в разные сборники.