|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Гравитационное обогащение | Гравитационное обогащение (далее Г)полезных ископаемых, методы отделения полезных минералов от пустой породы по различию их плотности. Гравитационное обогащение — древнейший метод обогащения полезных ископаемых, применявшийся за 2 тыс. лет до н. э. при разработке и россыпей на Южном Урале и Алтае. В 14—15 вв. были созданы аппараты для Гравитационное обогащение, явившиеся прототипом современных (например, машины К. Фролова). Гравитационное обогащение подробно описано Г. Агриколой (16 в.), одно из первых научных обоснований дано М. В. Ломоносовым.
Наиболее широко Гравитационное обогащение применялось в конце 19 и начале 20 вв., когда добыча полезных ископаемых резко возросла, а флотационный метод обогащения, успешно конкурирующий с гравитационным при обогащении мелких фракций, только начал развиваться. Гравитационное обогащение не теряет своей актуальности, что связано с его принципиальными преимуществами — дешевизной и возможностью разделять разными методами частицы минералов широкого диапазона крупности (от 0,1 и до 300 мм).
Гравитационное обогащение осуществляется в водной и воздушной средах. В водной среде разделение происходит более четко, что связано с большей плотностью воды. Однако сухое (т. н. пневматическое) Гравитационное обогащение в ряде случаев имеет преимущество, поскольку не требует обезвоживания продуктов обогащения. Это особенно важно для районов с суровым климатом, где смерзание концентратов, например затрудняет их транспортировку. При Гравитационное обогащение обычно используется сила земного притяжения, откуда и название метода; одновременно с силой тяжести в некоторых случаях используется центробежная и электромагнитная силы.
Теория Гравитационное обогащение основана на определении относительных скоростей перемещения частиц, отличающихся плотностью и размерами, в среде различной плотности. Впервые теория Гравитационное обогащение была развита П. Риттингером (1867). Существенное развитие теория Гравитационное обогащение получила в работах Г. Я. Дорошенко (1876), С. Г. Войслава (1884), В. А. Гуськова (1908), Р. Ричардса (1908), Т. Финкея (1940) и, особенно, П. В. Лященко (1940). Вначале были разработаны методы определения скорости падения одиночных частиц. При достаточно большой разнице скоростей происходит разделение: частицы большей плотности располагаются внизу, а меньшей — в верхней части слоя. При таком подходе для разделения частиц по плотности необходимо, чтобы частицы имели относительно близкие размеры (иначе очень крупное зерно малой плотности будет падать с такой же скоростью, как небольшое зерно большей, и разделения не произойдет). Однако на практике этот принцип не выдерживался, а разделение происходило. Расхождение между теорией и практикой пытались устранить введением понятия о т. н. стесненных условиях движения частиц, при которых они перемещаются группой. Но при этом очень трудно учесть закономерности взаимного трения и перемещения частиц. Пытались также рассматривать процесс Гравитационное обогащение как разделение крупных частиц в плотной взвеси частиц более мелких. Современная теория Гравитационное обогащение развита в 60-е гг. советскими учеными Э. Э. Рафалес-Ламарка, Н. Н. Виноградовым и др. Основное внимание уделяется анализу расслоения как массовому статистическому процессу и свойствам взвесей, находящихся в статистически неустойчивом состоянии.
Разновидностями Гравитационное обогащение являются отсадка, обогащение в тяжелых суспензиях, концентрация на столах и шлюзах, обогащение в гидроциклонах, желобах и др.
При обогащении в тяжелых суспензиях куски угля или руды погружаются в суспензию, состоящую из утяжелителя — мелких (доли мм) зернышек тяжелых минералов (магнетита и др.) или сплавов (например, ферросилиция) и воды. Плотность суспензии регулируется концентрацией в ней утяжелителя и достигает 3 г/см2. Куски, плотность которых выше плотности суспензии, погружаются на дно, менее плотные всплывают на поверхность и удаляются гребками (рис. 1). Этим достигается наиболее точное разделение кусков, даже при небольшом отличии их плотности. Другим преимуществом является возможность обогащать наиболее крупные куски (до 300 мм). Недостаток этого метода — в необходимости регенерации частиц утяжелителя суспензии. Этот метод Гравитационное обогащение широко применяется в (его роль сравнима с отсадкой) и в рудной (например, при обогащении алмазных руд) отраслях промышленности. Определенные перспективы имеет применение т. н. аэросуспензий, представляющих собой псевдосжиженный слой, получаемый при пропускании воздуха под давлением сквозь пористое днище, на которое насыпан мелкий утяжелитель. В таком слое тонут тяжелые частицы и всплывают легкие почти так, как и в водных суспензиях. Однако при этом получаются сухие продукты.
Концентрация на столах и шлюзах основана на выпадении в нижний слой твердых зернышек повышенной плотности при течении смеси воды и частиц меньше 1 мм по наклонной плоскости. По способу удаления тяжелой фракции различают отдельные аппараты: у концентрационных столов дека с нарифлениями колеблется поперек потока и минералы различной плотности образуют на деке своеобразный веер (рис. 2); на шлюзах и вашгердах тяжелые минералы улавливаются различными трафаретами, ворсистым материалом и пр., которыми покрыто днище желоба. В последние годы применяют наклонные струйные желоба разных конструкций, имеющие плоское и суживающееся к концу днище. Это сужение вызывает возникновение восходящих потоков воды, усиливающих расслоение материала по мере его перемещения по желобу. Большая простота и высокая производительность делают эти аппараты перспективными. Широко используются гидроциклоны, которые часто применяются совместно с тяжелыми суспензиями (например, для обогащения мелкого угля). Центробежная сила в сочетании с гравитационной применяется и в винтовых сепараторах. Особым вариантом Гравитационное обогащение является разделение частиц в центрифугах в жидкостях повышенной плотности. В сепараторах "псевдоутяжеление" среды достигается наложением на электролит одновременно и электрического полей.
Гравитационное обогащение производится на обогатительных фабриках по схемам, предусматривающим подготовку материала, его обогащение и обработку получаемых продуктов. На рис. 3 приведена схема установки для комбинированного Гравитационное обогащение угля, с использованием тяжелой суспензии для крупного класса и отсадки — для мелкого. Часто практикуются комбинированные схемы, в которых не только сочетаются различные методы Г: о., но и Гравитационное обогащение с др. методами обогащения — флотацией, сепарацией и с гидрометаллургией.
Совершенствование Гравитационное обогащение связано с применением различных физических и физико- воздействий на обогащаемый материал и среду. Например, улучшение разделения кусков разной плотности в тяжелой суспензии достигается снижением ее вязкости, добавлением реагентов-пептизаторов, сообщением вибраций. В ряде случаев добавляют реагенты-гидрофобизаторы (при обогащении в гидроциклонах, на концентрационных столах, в отсадочных машинах) и некоторое количество воздуха. Производительность основного оборудования — отсадочных машин, сепараторов и др. — непрерывно возрастает не только за счет увеличения их размеров, но и главным образом вследствие улучшения режима работы и конструкции (например, применение многоденных концентрационных столов).
Лит.: Лященко П. В., Гравитационные методы обогащения, 2 изд., М. — Л., 1940; Поваров А. И., Гидроциклоны, М,, 1961: Марголин И. З., Обогащение углей и неметаллических ископаемых в тяжелых суспензиях, М., 1961; Полькин С. И., Обогащение руд и россыпей редких металлов, М., 1967; Акопов М. Г., Основы обогащения углей в гидроциклонах, М., 1967.
В. И. Классен.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
