Теория разделения минералов

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1 Разделение частиц под действием гравитационных сил в свободных условиях

2 Раскрытие минералов

3 Прогноз обогатимости

4 Экспериментальное получение сепарационной характеристики грохота

5 Экспериментальное получение фракционных характеристик угля и сепарационных характеристик отсадочной машины

6 Возможность изменения сепарационных характеристик

7 Прогноз показателей разделения при флотации

8 Сепарационная характеристика схемы

Список литературы

1 РАЗДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГРАВИТАЦИОННЫХ СИЛ В СВОБОДНЫХ

УСЛОВИЯХ

Цель работы. Проанализировать, как влияет крупность частиц и плотность среды на скорость восходящего потока, необходимую для разделения одинаковых по крупности частиц пары минералов.

Элементы теории и ход решения. В вертикальной трубе тело после некоторого непродолжительного разгона движется с постоянной скоростью, поскольку гравитационные и архимедовы силы уравновешиваются силой сопротивлению движению. Эта скорость называется конечной скоростью падения тела.

Если в трубе создать восходящий поток среды разделения, то поведение падающей частицы может измениться. Поведение частицы будет зависеть от разности конечной скорости свободного падения частицы и скорости восходящего потока.

Для решения задачи необходимо для частиц разной крупности найти требуемые скорости, обеспечивающие разделение минералов. Очевидно, они должны иметь промежуточное значение между конечными скоростями свободного падения частиц двух минералов:

, (1)

где U - скорость восходящего потока, обеспечивающего разделение частиц двух минералов, имеющих конечные скорости свободного падения - .

На частицы в среде разделения при свободном падении действуют следующие силы: - сила тяжести; - сила Архимеда; - сила сопротивления. Общее дифференциальное уравнение движения тела в среде в случае падения имеет вид:

, (2)

а для всплывающей частицы оно таково:

, что возможно, если Д>д, (3)

где m - масса частицы, кг;

- скорость движения частиц, м/с;

t - время, с;

Д - плотность среды разделения,

Если тело достигает конечной скорости , то =0. На этом построен вывод формулы конечной скорости свободного движения частиц. Величина зависит от крупности частиц:

, (4)

где - коэффициент сопротивления;

d - диаметр частицы, м.

Коэффициент сопротивления () для разных размеров имеет разное выражение:

для d<0,1 мм (); (5)

для 0,1мм?d?2мм (); (6)

для d>2мм () (7)

,

где Re - параметр Рейнольдса;

µ - коэффициент динамической вязкости, Па?с;

, , - коэффициенты сопротивления по Стоксу, Аллену, Риттенгеру.

Чтобы определить конечную скорость свободного падения частиц , надо в уравнение (2) или (3) подставить значения из (4), предварительно выразив её для конкретного случая, используя (5)-(8), а так же и , которые для шарообразных частиц соответственно равны:

(9)

(10)

Для 32 варианта принимаю следующие значения: µ=0,001 Па?с; ; . Первый минерал - Сфалерит; второй - Галенит. Плотность среды: 1000, 3000, 5000 . Крупность частиц: 3; 0,3; 0,03 мм.

Таблица 1 - Расчёт требуемой скорости восходящего потока , , U

Плотность среды разделения,	Размер частиц, м	Конечная скорость свободного падения, м/с	Требуемая скорость восходящего потока, м/с
		1-ого минерала	2-ого минерала
		= 0,47	= 0,73	= 0,835
		= 0,114	= 0,206	= 0,16
		= 0,0014	= 0,0034	= 0,0024
		= 0,15	= 0,35	= 0,25
		= 0,036	= 0,11	= 0,073
		= 0,000441	= 0,0024	= 0,0014
		= 0,13	= 0,21	= 0,17
		= 0,03	= 0,0676	= 0,05
		= 0,0005	= 0,0014	= 0,00095

Пример расчёта. ,первый минерал:

м/с;

м/с;

м/с;

Требуемая скорость восходящего потока. Для :

м/с;

Расчёт скорости по Аллену:

;

;

;

; ;

;

;

; ;

.

Расчёт скорости по Стоксу:

; ;

; .

Расчёт скорости по Риттенгеру:

; ;

; ;

; ш = р / 16=0,2.

Рисунок 1.1 -Зависимость требуемой скорости восходящего потока от размера частиц для среды с плотностью .



Рисунок 1.2 - Зависимость требуемой скорости восходящего потока от плотности среды разделения для частиц размером d

Вывод: по графикам можно сделать вывод, что чем больше размер частиц, тем более высокой должна быть скорость восходящего потока, при одинаковой плотности, разделяемой среды. Чем больше плотность среды разделения, тем меньше скорость восходящего потока. Если плотность среды разделения больше, чем плотность минерала, то частица всплывать, значит частицы будут разделяться сами по себе: одни, которые легче, будут всплывать, другие, тяжелые, тонуть.

2 РАСКРЫТИЕ МИНЕРАЛОВ

Цель работы. Проанализировать как меняется доля раскрытых частиц минерала (подчинённой фазы В) и породы (преобладающей фазы А) с уменьшением крупности кусков.

Элементы теории и ход решения. Размер зёрен минерала считали постоянным и равным: мм. Расчёты ведём по формулам Годена. По Годену (если n>5) долю раскрытых частиц фаз А и В (показатель раскрытия Р) можно считать по формулам:

 (11)

(12)

где n - объёмное соотношение фаз А и В в руде (?1)

, (13)

здесь d - размер кусков

Таблица 2 - Расчёт показателей раскрытия фаз А и В

d, мм	k, отн. ед.	, %	, %
			n=10	n=100	n=1000
0.25	0.12	0,00	-	-	18.8
0.15	0.2	0.00	-	-	78.5
0.06	0.5	0.00	-	74.0	97.4
0.03	1	0.00	30	93	99.3
0.006	5	51.2	92.7	99,3	99.9
0.00047	64	95.4	99.5	99,9	100

Пример расчётов:

I. Т.к. график полулогарифмический рассчитываю значения lg(d):

;

;

; ;

; ;

; ;

;

;

II. Рассчитываем:

III. Рассчитываем:

Если n = 10, то

Если n = 100, то



Если n = 1000, то

Рисунок 2.1 - Зависимость показателей раскрытия фаз А и В от крупности частиц при различном соотношении фаз

Вывод. По графику зависимости показателей раскрытия фаз А и В от крупности частиц при различных соотношениях фаз можно увидеть, что с уменьшением крупности кусков возрастает доля раскрытия частиц. Доля раскрытия частиц минерала и породы начинает возрастать всё меньше или почти не изменяется при крупности, достаточной для раскрытия фаз. Особенно это видно на графиках при n = 100 и n = 1000.

Подчинённая фаза В раскрывается, если крупность частиц меньше крупности зёрен. При большом содержании ценного минерала в руде преобладающая фаза раскрывается в значительной степени.

3 ПРОГНОЗ ОБОГАТИМОСТИ

Цель работы. Рассчитать и построить для пробы материала с известными характеристиками кусков кривые контрастности и обогатимости, определить какой выход концентрата можно получить, обеспечивая его качество равным в=1,5-3б (б- содержание компонента в руде), разделяя руду в первом случае по содержанию компонента, во втором - по физическому свойству. Сопоставить результаты и объяснить их.

Элементы теории и ход решения. Любая частица имеет свою массу , своё содержание компонента , своё значение признака разделения . Однако для удобства принято отдельные частицы объединять в группы по какому-либо признаку. Такие группы частиц называют фракциями. Фракции разделены между собой граничными значениями признака разделения.

Фракционирование - это основа прогноза обогатимости сырья. Графическая интерпретация фракционного состава - кривые обогатимости Анри.

На первом этапе требуется сформировать фракции. Начнём с кривых контрастности. Для формирования фракций нужно ввести границы фракций. В данном случае это - значение содержания компонента.

После того, как назначены границы, куски сортируются по фракциям, далее их масса суммируется, а содержание компонента во фракциях находиться как средневзвешенное по кускам.

Таблица 3 - Значения массы кусков, содержания компонента и признака разделения в кусках пробы

№куска	Масса, кг	б, %	о, %
1	38	10	0
2	95	9,5	6
3	80	8,3	1
4	29	7,4	13
5	43	1,3	2
6	42	1,1	1
7	37	0,7	14
8	61	0,6	2
9	85	0,5	7
10	80	0,1	9
11	31	0,1	28
12	48	0,1	10
13	45	0,1	8
14	71	0,1	75
15	33	0,0	20
16	48	0,0	50
17	41	0,0	38
18	80	0,0	15
19	29	0,0	20
20	50	0,0	40

Таблица 4 - Объединение кусков во фракции по содержанию компонента

Граница фракций	Характеристика кусков	По фракциям
0	Масса, кг	50	29	80	41	48	33	281
	Содержание, %	0	0	0	0	0	0	0
0,1-0,5	Масса, кг	71	45	48	31	80		275
	Содержание, %	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1		0,1
0,5-1	Масса, кг	85	61	37				183
	Содержание, %	0,5	0,6	0,7				0,574
1-5	Масса, кг	42	43					85
	Содержание, %	1,1	1,3					1,201
5-10	Масса, кг	29	80	95	38			242
	Содержание, %	7,4	8,3	9,5	10,0			8,93
Итого	Масса, кг							1066
	Содержание, %							2,25

Результаты таблицы 4 следует перенести в таблицу расчёта кривых контрастности (таблица 5). Выход находят как отношение массы фракций к массе пробы, выраженное в процентах.

Таблица 5 - Расчёт кривых контрастности

Границы фракций	Масса	Элементарные фракции	Концентрат	Хвосты
		Выход, %	Содержание, %	Выход, %	Содержание, %	Выход, %	Содержание, %
0	281	26,36	0	100,00	2,25	26,36	0
0,1-0,5	275	25,80	0,1	73,64	3,05	52,16	0,05
0,5-1	183	17,17	0,574	47,84	4,64	69,32	0,17
1-5	85	7,97	1,201	30,68	6,92	77,3	0,276
5-10	242	22,7	8,93	22,7	8,93	100,00	2,25
Итого	1066	100,00	2,25	-	-	-	-

Содержание концентратов рассчитывается по формуле:

;

Пример расчётов:

Содержание хвостов рассчитываются аналогично, но содержание концентрата рассчитываем снизу в верх, а для хвостов сверху вниз.

Далее по известным из курса лекций приёмам строим кривые контрастности и по ним для в=1,95*б=1,95*2,25=6,75%. Определяю выход концентрата, он составляет: (по графику), ,

Таблица 6 - Формирование кусков во фракции по признаку разделения

Граница фракций	Характеристика кусков	По фракциям
0-5	Масса, кг	38	80	42	43	61		264
	Содержание, %	10	8,3	1,1	1,3	0,6		4,48
5-10	Масса, кг	95	85	45	80	48		353
	Содержание, %	9,5	0,5	0,1	0,1	0,1		2,73
10-20	Масса, кг	29	37	80				146
	Содержание, %	7,4	0,7	0				1,65
20-40	Масса, кг	33	29	31	41	50		184
	Содержание, %	0	0	0,1	0	0		0,02
40-70	Масса, кг	48	71					119
	Содержание, %	0	0,1					0,06
Итого	Масса, кг							1066
	Содержание, %							2,25

Таблица 7 - Расчёт кривых обогатимости

Границы фракций	Масса	Элементарные фракции	Хвосты	Концентрат
		Выход, %	Содержание, %	Выход, %	Содержание, %	Выход, %	Содержание, %
0-5	264	24,77	4,48	100	2,25	24,77	4,48
5-10	353	33,11	2,73	75,23	1,51	57,88	3,48
10-20	146	13,70	1,65	42,12	0,56	71,58	3,13
20-40	184	17,26	0,02	28,42	0,03	88,84	2,52
40-75	119	11,16	0,06	11,16	0,06	100	2,25
Итого	1066	100,00	2,25	-	-	-	-

Определяем по кривым обогатимости потенциальный выход концентрата при том же качестве концентрата в=4,3%. Выход концентрата равен 27% (по графику).

Вывод. Анализируя рисунок, получаем, что при расчёте и построении для пробы материала с известными характеристиками кусков кривых обогатимости и контрастности, обеспечиваем выход концентрата с качеством равным 51%, разделяя в первом случае по содержанию компонента в руде, а во втором по признаку разделения.

Это можно объяснить тем, что кривые контрастности служат для прогноза обогатимости. А кривые обогатимости для прогноза качества раскрытия зёрен. Кривые обогатимости и контрастности различаются, так как все операции проводили со всей фракцией в целом, а не рассматривали каждый кусок в отдельности.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ СЕПАРАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРОХОТА

Цель работы. Опытным путём получить сепарационную характеристику грохота, проанализировать её особенности.

Элементы теории и ход выполнения. Для грохота признаком разделения является крупность частиц, граница разделения может быть изменена заменой сетки с разными отверстиями, а кпд грохота и вид его сепарационной характеристики зависят во многом от нагрузки на грохот.

В ходе эксперимента надо определить выход данного продукта по соотношению масс надрешетного и исходного продуктов.

Таблица 8 - Определение сепарационной характеристики грохота

Крупность, мм	Подрешетный продукт	Надрешётный продукт	Исходный продукт
	Масса, г	Выход, %	Масса, г	Выход, %
-13+6	0	0	1,042	21,8	1,042
-6+3	0,38	9,6	3,218	67,2	3,598
-3+1,4	0,916	23,3	0,334	7	1,25
-1,4+0,5	1,416	35,9	0,152	3,1	1,568
-0,5+0	1,230	31,2	0,044	0,9	1,274
Итого	3,942	100	4,79	100	8,732

Сепарационные характеристики по надрешётному:

(14)

Сепарационные характеристики по подрешётному:

; (15)

где - среднее значение крупности i-ого класса крупности;

- выходы итого класса крупности соответственно надрешётного и исходного продуктов;

- выход надрешетного продукта по отношению к исходному продукту, в долях единиц.

Выход исходного надрешетного находиться по формуле:

(16)

Таблица 8.1 - Определение сепарационной характеристики грохота

Сепарационная характеристика
по надрешётному	по подрешётному
1	0
0,9	0,1
0,3	0,7
0,1	0,9
0,03	1

По данным таблицы 8 и 8.1 строим рисунок 4.1 - сепарационные характеристики грохотов и , проанализировали их вид, сравниваем значения граничной крупности разделения и размера отверстий сита грохота; отмечаем на графике зёрна, соответствующую «трудным» зёрнам.



Рисунок 4.1 - Сепарационная характеристика: 1 - сепарационная характеристика по подрешетному; 2 - сепарационная характеристика по надрешетному

Вывод. По полученным данным построены кривые сепарационных характеристик грохота. Анализируя график, получаем, что значения граничной крупности разделения и размера сита грохота не совпадают, что связано с неточностью проведения эксперимента и нагрузкой на грохот.

На графике 4.1 видим, что сепарационные характеристики и полностью симметричны. Кривые имеют «переломы», так как эксперимент проведён с погрешностями при просеивании через сита.

Зёрна крупнее ѕ отверстия сита называются «трудными». Следовательно, dз > 2,25 мм в нашем случае являются «трудными».

5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ФРАКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЯ И СЕПАРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТСАДОЧНОЙ МАШИНЫ

Цель работы. По полученным в ходе лабораторных опытов фракционным характеристикам продуктов определить достигнутые технологические показатели (выходы, зольности), фактические граничные плотности разделения в каждом отделении отсадочной машины, а так же построить кривые обогатимости для исходного угля и по ним для тех же зольностей концентрата и породы, что и при реальном разделении на отсадочной машине, определить выходы продуктов, объяснить различия в прогнозе и эксперименте, построить сепарационные характеристики.

Таблица 9 - Зольность фракции

Граничные значения	Зольность, %
<1300 (1200-1300)	4
1300-1400	12
1400-1500	22
1500-1600	46
1600-1700	66
>1700 (1700-3000)	86

Элементы теории и ход решения. Работа разбита на два этапа: первый - лабораторные эксперименты на отсадочной машине и фракционный анализ продуктов, второй - аналитический, включающий расчёт характеристик, сопоставление возможных показателей обогащения данного сырья на идеальном сепараторе с реальными показателями, полученными на отсадочной машине, объяснения результатов из анализов сепарационных характеристик.

Эксперимент на поршневой отсадочной машине проводиться при положении разгрузочных шиберов, настроенных преподавателем.

Лабораторные условия проведения экспериментов позволяют избежать ряда погрешностей, связанных с опробованием и анализом пробы, а не всего продукта.

В нашем случае все конечные продукты отсадки (концентрат, промпродукт, порода) полностью использованы для анализов и по ним рассчитана фракционная характеристика исходного угля.

По данным таблицы 13, составлена таблица 14, где приведены показатели, полученные в ходе лабораторного эксперимента.

Таблица 11 - Результаты разделения угля на отсадочной машине

Продукт	Масса, кг	Выход, %	Зольность, %
Концентрат	8,5	29,72	10,15
Промпродукт	4,9	17,13	29,84
Итого:	13,4	46,85	17,36
Порода	15,2	53,15	76,53
Исходный уголь	28,6	100	48,82

Выход продуктов найден по формуле (для концентрата):

(17)

где , М - соответственно массы концентрата и исходного угля.

Зольность по продуктам рассчитана как средневзвешенное значение зольностей фракций:

(18)

где j - индекс j-й фракции.

Так для концентрата:

Таблица 10 - Фракционные характеристики конечных продуктов и исходного угля

Фракции, кг/м3	Концентрат	Промпродукт	Питание 2-го отделения отсадочной машины	Порода	Исходный уголь
пределы	интервал	м, кг	г, %	щ, %?м3/кг	м, кг	г, %	щ, %?м3/кг	м, кг	г, %	щ, %?м3/кг	м, кг	г, %	щ, %?м3/кг	м, кг	г, %	щ, %?м3/кг	А, %
1200-1300	100	5,7	67,06	0,6706	0,1	2,04	0,0204	5,8	43,28	0,4328	0	0	0	5,8	20,28	0,2028	4
1300-1400	100	1,5	17,65	0,1765	0,5	10,2	0,102	2	14,93	0,1493	0	0	0	2	6,99	0,069	12
1400-1500	100	0,8	9,41	0,0941	3	61,22	0,6122	3,8	28,36	0,2836	0,4	2,63	0,0263	4,2	14,68	0,1468	22
1500-1600	100	0,3	3,53	0,0353	0,7	14,28	0,1428	1	7,46	0,0746	1,5	9,87	0,0987	2,5	8,74	0,087	46
1600-1700	100	0,15	1,76	0,0176	0,5	10,20	0,102	0,65	4,85	0,0485	2,9	19,07	0,1907	3,55	12,41	0,1241	66
1700-3000	1300	0,05	0,58	0,0058	0,1	2,04	0,0204	0,15	1,12	0,0112	10,4	68,42	0,6842	10,55	36,88	0,3688	86
Итого	8,5	100	-	4,9	100	-	13,4	100	-	15,2	100	-	28,6	100	-	-

Для остальных продуктов зольность определили аналогично.

Таким образом, при реальном разделении получены показатели (%): для концентрата выход - 29,72, зольность - 10,15; для промпродукта выход - 17,13, зольность - 29,84; для породы выход - 53,15, зольность - 76,53.

Чтобы оценить насколько хорошо проведено обогащение в конкретном опыте, на конкретном аппарате, при конкретных настройках, надо сопоставить эти показатели эти показатели с теми, что можно получить в пределе гравитационным методом из данного угля в данной крупности (т.е. без дополнительного раскрытия). Для этого требуется построить кривые обогатимости. Перед построением кривых рассчитываем их в таблице 12 для исходного угля, используя таблицу 10.

Таблица 12 - Расчёт кривых обогатимости

Фракция, кг/м3	Элементарные фракции	Концентрат	Хвосты
	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %	Выход, %	Зольность, %
<1300	20,28	4	20,28	4	100,00	48,82
1300-1400	6,99	12	27,27	6,79	79,72	60,21
1400-1500	14,69	22	41,95	11,63	72,73	64,84
1500-1600	8,74	46	50,69	17,56	58,05	75,67
1600-1700	12,41	66	63,1	27,09	49,31	80,93
>1700	36,88	86	100	48,82	36,89	86
Итого	100,00	48,82

Кривые обогатимости строятся по известным методикам по результатам таблицы 12.

Сепарационные характеристики - зависимости извлечения фракций в продукты от среднего значения признака разделения во фракциях, их можно определить по формуле (для концентрата):

 (19)

Поскольку сепарационные характеристики связаны балансовыми соотношениями, для конечных продуктов можно записать:

(20)

Поэтому, если вычислить сепарационные характеристики по каналам концентрата и породы , по балансу можно определить оставшийся .

В нашем случае можно воспользоваться прямым вычислением сепарационной характеристики по соотношению масс фракций, например:

(21)

где - массы j-й фракции соответственно концентрата и исходного.

Составляем таблицу 13 расчёта сепарационной характеристики

Таблица 13 - Расчёт сепарационных характеристик, %

Фракция, кг/м3	К исходному	К питанию 2-го отделения отсадочной машины
Интервал	Среднее значение	ек(с)	еп(с)	епп(с)	ем(с)	емк(с)	емпп(с)
1200-1300	1250	98,27	0	1,72	99,99	98,28	1,72
1300-1400	1350	75	0	25	100	75	25
1400-1500	1450	21,05	9,52	71,43	92,48	22,76	77,24
1500-1600	1550	30	60	28	58	51,72	48,28
1600-1700	1650	23,07	81,69	14,08	37,15	62,09	37,91
1700-3000	2350	33,33	98,69	0,95	34,28	97,23	2,77

Вывод: по результатам расчетов построены кривые обогатимости и кривые сепарационной характеристики. Результаты опыта на отсадочной машине несколько хуже результатов, полученных по кривым обогатимости. Это связано с тем, при работе на отсадочной машине следует учитывать ещё и сепарационную характеристику.

Анализируя результаты расчетов, можно заметить, что технологические показатели, полученные по кривым обогатимости (с идеальным сепаратором) более высокие. Чем на реальной отсадочной машине. Это вызвано условиями работы и погрешностями приборов.

6 ВОЗМОЖНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СЕПАРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (НА ПРИМЕРЕ МАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА)

Цель работы. Рассчитать и построить фракционные характеристики продуктов и сепарационную характеристику магнитного сепаратора с электромагнитной системой. Проанализировать, как влияет на вид сепарационной характеристики (на границу и величину Еpm) изменение производительности и напряжённости магнитного поля в зоне разделения.

Элементы теории и ход решения. Фракционные и сепарационные характеристики - функции признака разделения. Не всегда разделение на фракции можно провести непосредственно по граничному значению признака. Часто его нельзя с достаточной точностью измерить и настроить. Тогда используют регулируемый параметр сепаратора, коррелированный с признаком разделения. Чтобы перестраивать границу разделения магнитного сепаратора, надо изменить напряжённость МП в зоне сепарации. Этого можно добиться перемещением зоны разделения относительно магнитной системы, либо при электромагнитной системе изменением силы тока, протекающего через катушку. В последнем случае регулировочным параметром, связанным с граничным значением признака разделения - магнитной восприимчивостью, является сила тока, протекающего через катушку электромагнитной системы магнитного сепаратора. Режим обогащения соответствует производительности, близкой к номинальной, в пределах технической характеристики сепаратора. В таком режиме его сепарационная характеристика отличается от ступенчатой, при чём, чем выше производительность, тем сильнее отличия.

Таблица 6.1 - Результаты обогащения одной и той же руды при разных настройках магнитного сепаратора

Продукт	J1 = 2A;	J1 = 6A;
	Масса, г	Выход, %	Масса, г	Выход, %
Магнитный	0,25	22,69	0,254	48,02
Немагнитный	0,852	77,31	0,275	51,98
Исходный	1,102	100,00	0,529	100,00

Сепарационные характеристики рассчитаны по фракциям, по формуле:

; ; (22)

где и - выходы;

j - фракции соответственно в пробах немагнитного и исходного продуктов;

- выход немагнитного продукта (в долях единиц)

Пример расчётов:

J1 = 1A;

, д.ед.; , д.ед.;

, д.ед.; , д.ед;

J1 = 1A;

, д.ед.; , д.ед.;

Таблица 6.2 - Расчёт сепарационных характеристик сепаратора в различных режимах

Функция ДJ, А	Исходный	J1 = 2A;	J1 = 6A;	Исходный
	Масса, г	Выход, %	Масса немагн, г	Выход немагн, %			Масса немагн, г	Выход немагн, %			Масса, г	Выход, %
0-0,25	0,032	2,9	0,012	1,4	0,375	0,625	0,002	0,8	0,14	0,86	0,014	2,6
0,25-0,5	0,050	4,5	0,020	2,3	0,4	0,6	0,003	1,1	0,13	0,87	0,017	3,2
0,5-1	0,046	4,2	0,018	2,1	0,39	0,61	0,006	2,2	0,2	0,8	0,024	4
1-2	0,058	5,3	0,026	3,1	0,44	0,56	0,006	2,2		0,8	0,036	6,8
2-4	0,090	8,2	0,062	7,3	0,69	0,31	0,008	2,9	0,195	0,805	0,050	9,5
4-6	0,092	8,3	0,074	8,7	0,87	0,13	0,008	2,9		0,805	0,032	6
6-7,5	0,826	11,4	0,116	13,6		0,13	0,016	5,8	0,583	0,417	0,042	7,9
7,5-9	0,130	11,8	0,050	5,9	0,86	0,14	0,040	14,5		0,417	0,054	10,2
9-11	0,478	43,4	0,474	55		0,14	0,186	67,6	0,71	0,29	0,26	49,1
Итого	1,102	100	0,852	100	-		0,275	100			0,529	100

разделение грохот минерал флотация

, д.ед.; , д.ед.;

Рисунок 6.1 - Сепарационные характеристики магнитного сепаратора при разных режимах

Вывод. По рисунку 6.1 определили границы разделения и величины Еpm:

; (23)

J1 = 2A;

A;

Jгр = 3,4A;

J1 = 6A;

;

Jгр = 6,4А;

Вывод: По результатам экспериментов и необходимых расчетов были построены кривые сепарационных характеристик магнитного сепаратора и по ним определены значения Е_pm. Для второго опыта это значение меньше, чем для первого, то здесь можно сделать вывод, что при опыте с большей производительностью разделение минералов более совершенно. В идеале Е_pm=0.

7 ПРОГНОЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРИ ФЛОТАЦИИ

Цель работы. Определить необходимое время флотации для получения концентрата заданного качества и получаемые при этом прочие технологические показатели.

Основы теории и ход решения. Получение фракционных характеристик материала по флотируемости весьма условно, поскольку флотируемость - понятие комплексное и зависящее от множества от множества факторов (вид реагентов собирателей, их концентрация в жидкой фазе, значения рН жидкой фазы и т.д.), а сам процесс флотации многооперационен и вероятностен.

Для прогноза показателей флотационного разделения обычно используют кривые кинетики флотации. По ним можно судить о спектре флотируемости минералов в руде, о возможности получения концентрата заданного качества, о потенциальном извлечении компонента в концентрат, о требуемом времени флотации, о необходимости построения схемы флотации с нужным числом перечистных и контрольных операций для обеспечения выполнения поставленных технологических задач. Часто по кривым можно сопоставить эффективность флотации в разных режимах.

Различают несколько кривых кинетики: по твёрдому - , по извлечению компонента , по содержанию компонента - .

Основой для построения кривых кинетики флотации являются результаты флотации в машине периодического действия с фракционным снятием пенного продукта, когда через заданные интервалы времени меняются ёмкости для сбора фракций пенного продукта. Все фракции пенного продукта и камерный продукт отдельно обезвоживаются, сушатся, взвешиваются, анализируются на содержание полезного компанента. Далее по этой информации рассчитываются кривые кинетики флотации (см. табл.7.1), затем строятся кривые кинетики (рисунок 7.1) и по ним графическим методом решается задача.

Кривые кинетики пригодны для прогноза и оптимизации показателей в одной операции.

Если требуется осуществить прогноз показателей по флотационной схеме, необходимо использовать фракционные и сепарационные характеристики.

Таблица 7.1 - Расчёт кривых флотации при фракционном съёме пенного продукта

Время, мин	Элементарные фракции	Накопленный продукт
Интервал, Дt	Накопленное	m, г	в, %	гтв, %	епк, %	m, г	в, %	гтв, %	епк, %
1	1	4	10	5,63	14,12	4	10	5,63	14,12
2	3	8	10	11,27	28,24	12	10	16,90	42,36
3	6	11	8	15,49	31,06	23	9,04	32,39	73,42
3	9	8	6	11,27	16,94	31	8,26	43,66	90,36
3	12	5	4	7,04	7,06	36	7,67	50,70	97,42
8	20	2	2	2,82	1,41	38	7,37	53,52	98,84
Пенный продукт (к-т)	38	7.37	53,52	98,84	38	7,37	202,82	98,84
Камерный продукт (хв)	33	0.10	46,48	1,16	314	3,99	100	100
Итого	71	3.99	100	100	-	-	-	--

; ; ; (24)

%;

;

Требуемое качество концентрата составляет:

;

Время флотации, выход твёрдого и извлечение полезного компонента находим по рисунку 7.1.

Рисунок 7.1 - Кривые кинетики флотации

Вывод. По рисунку 7.1 определяем: 9мин; 43%; 90%. Кривые кинетики флотации используются для прогноза и оптимизации показателей в одной операции.

8 СЕПАРАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СХЕМ

Цель работы. Сопоставить извлечения полезного компонента в концентрат, содержания полезного компонента в концентрате и сепарационные характеристики для двух схем, если известна сепарационная характеристика типовой операции, известен фракционный состав исходного материала. Вариант схем:

- схема А - 1О+0П+1К;

- схема В - 1О+0П+3К.

Характер схемы расшифровывается как сумма разных операций в цикле:

О - основная;

П - перечистная;

К - контрольная.

Число перед буквой - это количество данных операций.

Рисунок 8.1 - Плотность распределения вероятности частиц по фракциям исходного материала с признаком о.

Таблица 8.1 Сепарационные характеристики операций и в-функции продукта

Признак разделения, отн. ед.	Значение сепарационной характеристики по каналу концентрата	Содержание компонента во фракциях, %
Границы фракций	Среднее значение
0-2,0	1	0,2	0
2,0-4,0	2	0,3	5
4,0-6,0	5	0,5	10
6,0-8,0	7	0,7	20
8,0-10,0	9	0,8	40

Чтобы воспользоваться значениями плотности разделения вероятности, надо решить геометрическую задачу нахождения ординат точек С и Д, помня, что .

S=1/2a*h; Ѕ*5*а+1/2*5*а=1

а=0,2

Расчёты показателей обогащения приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Расчёт показателей обогащения по схемам А и В

Показатель	Фракции, отн. ед.	Итого
	0-2,0	2,0-4,0	4,0-6,0	6,0-8,0	8,0-10,0
, д. ед.	0,2	0,3	0,5	0,7	0,8	-
д. ед.	0,2381	0,3797	0,6667	0,8861	0,9524	-
д. ед.	0,3281	0,5555	0,8889	0,9886	0,9980	-
отн. ед.	0,16	0,08	0,02	0,08	0,16	-
д. ед.	0,32	0,16	0,04	0,16	0,32	1
%	7,62	6,08	0	14,18	30,48	58,35
%	10,50	8,89	0	15,82	31,94	67,14
, %	0	5	10	20	40	16,8
%	0	0,52	0	4,86	20,89	26,27
%	0	0,66	0	4,71	19,03	24,40

(25)

Сепарационная схема по каналу концентрата рассчитывается по формуле:

; (26)

Выход концентрата содержание полезного компонента в нём вычисляем по формулам:

(27)

; (28)

где - значения плотности распределения вероятности на j-м интервале;

- ширина j - го интервала признака разделения (фракции);

- значение в - функции на j -м интервале;

- значение сепарационной характеристики на j - м интервале.

Выходы и содержания полезного компонента в концентрате и исходном позволяют для обеих схем рассчитать извлечения полезного компонента в концентрате:

(29)

%;

ж_{гр A} =3,8

ж_{гр B} =2,5

ж_{гр тип} =5

Е_{pm A}=2,55

Е_{pm B}=1,85

Е_{pm тип}=3,55



Рисунок 8.2 - Сепарационные характеристики схем: 1 - Типовая характеристика; 2 - Характеристика схемы А; 3 - Характеристика схемы В

Вывод: сопоставив величины Е_pm схем, можно сделать вывод, что разделение по схеме В наиболее близко к идеальному, так как Е_{pm B}=1,85<Е_{pm A}2,55< Е_pm(тип)3,55. И действительно в схеме В больше и контрольных операций, а это способствует более лучшему разделению минералов. А типовая операция состоит лишь из одной операции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Цыпин Е.Ф. Теория разделения минералов: Методические указания по выполнению курсовой работы. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2004-2008 год.

Размещено на Allbest.ru