Способы обогащения угля
Мокрое обогащение.
Наиболее распространены системы обогащения, основанные на различии в плотности чистого угля (1,4 г/см3 и менее), который почти всегда легче примесей (более 2,0 г/см3)
и поэтому держится у поверхности интенсивно перемешиваемой воды, тогда
как более тяжелые примеси оседают. Этот процесс осуществляется в
отсадочных машинах или других устройствах гравитационного обогащения, в
которых обрабатываются смеси промежуточной плотности. С
появлением усовершенствованного обогатительного оборудования существенно
уменьшились трудности сортировки по крупности. Водные суспензии песка
или оксидов железа с плотностью, промежуточной между плотностями угля и
примесей, обеспечивают более эффективное обогащение, чем чистая вода.
Сортировка по крупности, хотя это и трудоемкаяоперация, всегда необходима; зачастую для каждой градации крупности предусматривается своя обогатительная машина.
Обогащение в отсадочной машине.
В
отсадочной машине вода поднимается через сито, на которое медленно
поступает уголь. Товарный уголь уносится потоком. Расположенный ниже
более загрязненный материал после выгрузки идет в отвал. Самые тяжелые
примеси, главным образом мелкий пирит, проваливаются через отверстия
сита в сборную емкость и механически выгружаются из нее.Песчаная сепарация. В
тех случаях, когда для образования тяжелой суспензии применяется песок,
обогащение осуществляется в большом стационарном сепараторном конусе,
вращающиеся лопасти которого приводят в движение воду с песком и углем
(крупность угля 0,6 см и более). Товарный уголь собирается в верхней
части конуса, а загрязненный опускается в нижний цилиндр, где
периодически выгружается по выводящему лотку. Песчаная фракция
отделяется мокрым грохочением для повторного использования в установке.Обогащение в тяжелой среде. Это
самый распространенный метод обогащения угля. В качестве тяжелой среды
используется водная суспензия порошка магнетита с плотностью,
необходимой для обогащения угля крупностью 0,6 см и более. Товарный
уголь оказывается на поверхности и выводится через пороговое устройство
или транспортируется ленточным конвейером, отходы выгружаются из нижней
части установки. Магнетит отделяется мокрым грохочением и извлекается из
воды магнитными сепараторами. Товарный уголь сушится на виброситах и
выгружается на ленточный конвейер.Циклон с тяжелой средой. В
циклоне обогащение осуществляется за счет центробежных сил, превышающих
нормальное ускорение силы тяжести. При этом товарный уголь собирается
сверху, отходы – в нижней части. Магнетит улавливается так же, как
описывалось выше. Уголь разной крупности обогащается в циклонах разного
диаметра.Концентрационный стол – совершающая
быстрое возвратно-поступательное движение гофрированная наклонная
плоскость, поверх которой течет вода, несущая уголь (крупностью 0,6 см и
менее). Более чистый уголь легко преодолевает выступы гофров и быстро
отделяется от пустой породы, которая движется по желобу в боковом
направлении и собирается на периферии стола. Не содержащие угля примеси
(пирит, кальцит и др.) концентрируются на еще более удаленном участке.
Существуют разные модификации и более сложные варианты концентрационных
столов для обогащения углей, требующих особой обработки.Пенная флотация. В
этом методе, используемом для обогащения мелкого угля, частицы угля,
обработанные гидрофобным флотационным реагентом, захватываются
воздушными пузырьками пены и всплывают с ними на поверхность. Пустая
гидрофильная порода оседает на дне.Отделение от воды
осуществляется грохочением крупного угля, центрифугированием угля
средней крупности и фильтрованием или сушкой мелкого
РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ.
Методы переработки природного минерального
сырья, которое представляет собой естественную смесь ценных компонентов и
пустой породы, с целью получения концентратов, существенно обогащенных
одним или несколькими ценными компонентами. Обогащение руды
осуществляется преимущественно механическими, а также термическими и
химическими методами.Исторически обстоятельства сложились
таким образом, что обогащение полезных ископаемых началось с обогащения
руд; в связи с необходимостью дальнейшей переработки концентратов,
полученных в результате обогащения руд, а также другого природного
сырья, которое приобрело промышленную значимость, появились и другие
отрасли горного дела. Первоначальные процессы обогащения руды
заключались в промывке россыпных месторождений золота и дроблении
крупных глыб горных пород, обогащенных самородными металлами, такими,
как золото, серебро и медь. Агрикола в своем труде О горном деле (De re metallica,
1556) цитирует записи, свидетельствующие о промывке россыпного золота
раньше 4000 до н.э. Добыча золота из жил путем дробления и промывки
производилась уже в 2400 до н.э. Сильное нагревание свинцово-серебряных
руд практиковалось в Греции в 3–2 в. до н.э. Агрикола описал сложную
переработку руд благородных и цветных металлов посредством методов,
элементы которых включает и современная гравитационная концентрация. К
главным процессам обогащения руды относятся измельчение руды и
выделение концентрата. Измельчение заключается в дроблении природного
материала, обычно механическими методами, с получением смеси частиц
ценных и ненужных компонентов. Дробление может также дополняться
химическим разложением молекул компонентов для освобождения полезных
атомов. Выделение, или концентрация, состоит в обособлении полезных
частиц одного или нескольких продуктов, называемых концентратами, и
исключении ненужных частиц пустой породы (хвостов, или отходов).
Частицы, которые не попали ни в концентрат, ни в отходы, называются
промежуточным продуктом и обычно требуют дальнейшей переработки. Дробление. К
дроблению относятся механические процессы, посредством которых добытая в
руднике порода разбивается до размеров, подходящих для дальнейшего
измельчения посредством размалывания. Устройства, которые разбивают
добытое в руднике сырье, относятся к первичным дробилкам; дробилки
щекового и конусного типов среди них являются основными. Вторичное
дробление осуществляется в один, два, реже в три этапа.Размалывание. Размалывание
представляет собой конечный этап механического отделения полезных
минералов от пустой породы. Обычно оно производится в водной среде
посредством машин, в которых порода измельчается при помощи чугунных или
стальных шаров, кремневой гальки, а также гальки, образующейся из
твердых кусков руды или вмещающей породы.Грохочение. Грохочение
применяется для приготовления материала определенной размерности,
поступающего на концентрирование. Грохотами обычно разделяют зерна,
размер которых превышает 3–5 мм; механические классификаторы
используются для более тонкой сепарации мокрого материала.Грохота. Большинство
грохотов относится к вибрационному типу. Их главным элементом является
сито, пластина с отверстиями или какая-либо другая плоская
перфорированная конструкция (обычно устанавливаемая наклонно под углом
20–40°), которой придается вибрация с частотой 500–3600 циклов в минуту.Механические классификаторы. Механические
классификаторы представляют собой прямоугольные лотки с наклонным дном,
которым сообщается встряхивающее и возвратно-поступательное движение.
Материал, подлежащий разделению по крупности зерен, смешивается с водой,
подается на верхний край классификатора и перемещается под действием
силы тяжести в углубление на нижнем крае лотка. Там более тяжелые и
крупные частицы оседают на дно и забираются конвейером. Более легкие и
мелкие частички выносятся потоком воды.
|
