Электрический метод обогащения полезных ископаемых

Электрическое обогащение полезных ископаемых, электрическая сепарация

Электрическое обогощение полезных ископаемых — отделение ценных компонентов от пустой породы, основанное на действии электрик, поля на их частицы, различающиеся электрофизическими свойствами. Для электрообогащения используются методы электросепарации.

Из них наиболее применимы методы, основанные на различии в электропроводности, в способности к приобретению электрических зарядов при контакте и трении и в диэлектрических проницаемости разделяемых минералов. Использование униполярной проводимости, пироэлектрической, пьезоэлектрической и других явлений может быть эффективно только в отдельных случаях.

Обогащение по электропроводности происходит успешно, если компоненты смеси минералов значительно отличаются по величине проводимости.

Характеристика возможности электрической сепарации минералов и пород по электропроводности (по Н. Ф. Олофинскому)

1. Хорошопроводящие	2. Полупроводящие	3. Плохо проводящие
Антрацит	Антимонит	Алмаз	Магнезит
Арсенопирит	Боксит	Альбит	Монацит
Галенит	Бурный железняк	Анорит	Мусковит
Гемафит	Висмутовый блеск	Апатит	Нефелин
Золото	Вольфрамит	Бадделеит	Оливин
Ильменит	Гранат (ожелезненный)	Барит	Роговая обманка
Ковеллин	Гюбнерит	Бастнезит	Сера
Колумбит	Каолинит	Берилл	Силлимант
Магнетит	Касситерит	Биотит	Сподумен
Манагнит	Киноварь	Валлостанит	Ставролит
Пирит	Корунд	Гиперстен	Турмалин
Пиролюзит	Лимонит	Гпис	Флюорит
Пирротин	Сидерит	Гранат (светлый)	Целестин (слабо ожелезненный)
Платина	Смитсонит	Кальцит	Шеелит
Рутил	Сфалерит	Каменная соль	Шпинель
Серебро	Тунгстит	Карналлит	Эпидот
Танталит	Фаялит	Кварц
Тетраэдрит	Хромит	Кианит
Титаномагнетит	Циркон (сильно ожелезненный)	Ксенотим
Халькозин
Халькопирит

Хорошо отделяется 1-я и 2-я группы от 3-й. Несколько труднее отделяются члены 1-й группы от 2-й. Разделить же минералы 2-й группы от 3-й или одной и той же группы на основе использования только естественных различий в электропроводности практически невозможно.

В этом случае применяют специальную подготовку материалов для искусственного увеличения различий в их электропроводности. Наиболее распространенный способ подготовки — изменение поверхностной влажности минералов.

Основной фактор, определяющий полную электропроводность частиц непроводящих и полупроводящих минералов — их поверхностная электропроводность. Поскольку атмосферный воздух содержит значит, количество влаги, последняя, адсорбируясь на поверхности зерен, резко влияет на величину их электропроводности.

Регулируя количество адсорбированной влаги, можно управлять процессом электрической сепарации. При этом возможны три основных случая:

• собственные проводимости двух минералов в сухом воздухе различны (отличаются на два порядка или больше), но вследствие адсорбции влаги в воздухе нормальной влажности разница в электропроводностях исчезает;
• минералы обладают близкими собственными электропроводностями, но из-за неодинаковой степени гидрофобности их поверхностей во влажном воздухе появляется существ, разница в проводимостях;
• проводимости близки и не меняются при изменении влажности.

Электрическую сепарацию минеральной смеси в первом случае необходимо проводить в сухом воздухе или после предварительной сушки. При этом для поддержания постоянства поверхностной проводимости кратковременно нужна только сухость поверхности частиц, их же внутренняя влажность существ, значения не имеет.

Во втором случае необходимо увлажнение, обеспечивающее повышение электропроводности более гидрофильного минерала. Лучшие результаты получаются при выдерживании материала и при сепарации его в кондиционированной атмосфере при оптимальной влажности.

В третьем случае следует искусственно изменить степень гидрофобности одного из минералов (наиболее эффективно — путем реагентной обработки поверхностноактивными веществами).

Минералы можно обрабатывать селективно закрепляющимися на их поверхности органическими реагентами — гидрофобизаторами, неорганическими реагентами, способными сделать минеральную поверхность гидрофильной, и сочетанием этих реагентов (при этом неорганические реагенты могут играть роль регуляторов, влияющих на закрепление органических реагентов).

При подборе режима обработки поверхностноактивными реагентами целесообразно использовать богатый опыт флотации аналогичных минералов. Если разделяемая пара имеет близкие собственной электропроводности и нет возможности селективно изменить степень гидрофобности их поверхности путем обработки поверхностноактивными веществами, то в качестве методов подготовки можно использовать химическую или термическую обработку или облучение.

Первая заключается в образовании на поверхности минералов пленки нового вещества — продукта химической реакции. При подборе реагентов для химической обработки (жидких или газообразных) используют известные из аналитической химии или минералогии характерные для данных минералов реакции: например, для обработки кремнистых минералов — воздействие фтористым водородом, для подготовки сульфидов — процессы сульфидизации элементарной серой, обработку солями меди и т. д.

Часто встречается обратный случай, когда на поверхности минералов в процессе вторичных изменений появляются поверхностные пленки различного рода образований, которые перед сепарацией необходимо счищать. Очистка производится механическими методами (дезинтеграция, оттирка) или также химическим способом.

При термической обработке различие в электропроводности может быть достигнуто за счет неодинакового изменения проводимости минералов при нагревании, при восстановительном или окислительном обжиге и путем использования других эффектов.

Электропроводность некоторых минералов может быть изменена ультрафиолетовым, инфракрасным облучением, рентгеновскими или радиоактивными лучами (смотрите — Виды электромагнитного излучения).

Электрообогащение полезных ископаемых, основанное на способности минералов приобретать различные по знаку или величине электрические заряды при контакте или трении, обычно применяется для разделения минералов с полупроводящими или непроводящими свойствами.

Максимальная разница в величине зарядов разделяемых минералов достигается за счет подбора материала, с которым они контактируют, а также изменения характера движения минеральной смеси при зарядке (вибрация, интенсивное перетирание и раскалывание).

Электрические свойства поверхности минералов могут широко регулироваться описанными выше способами.

Подготовительными операциями, как правило, являются сушка материала, узкая классификация его по крупности и обеспыливание.

Для электрообогощения материала крупностью менее 0,15 мм весьма перспективен процесс трибоадгезионной сепарации.

Электрическая сепарация на основе различий в диэлектрической проницаемости минералов широко используется в практике минералогического анализа.

Для электрической сепарации полезных ископаемых используются весьма разнообразные по типу и конструкции электрические сепараторы.

Сепараторы для зернистых материалов:

• Коронный (барабанные, камерные, трубчатые, ленточные, конвейерные, пластинчатые) ;
• Электростатический (барабанные, камерные, ленточные, каскадные, пластинчатые) ;
• Комбинированные: коронно-электростатический, коронно-магнитный, трибоадгезионный (барабанные) .

Сепараторы для пылевых материалов:

• Коронный (камерные с верхней и нижней подачей, трубчатые) ;
• Комбинированные: коронно-электростатический, коронно-магнитный, трибоадгезионный (камерные, дисковые, барабанные) .

Выбор их определяется различием в электрофизических свойствах материалов, которые необходимо разделять крупностью их частиц, а также особенностями вещественного состава (форма частиц, удельный вес и т. д.).

Электрообогащение полезных ископаемых отличается экономичностью и высокой эффективностью процесса, поэтому оно находит все более широкое применение.

Главнейшие полезные ископаемые и материалы, обрабатывающиеся с помощью электрических методов обогащения:

• Шлихи и комплексные концентраты россыпных и рудных месторождений — селективная доводка шлихов и комплексных концентратов, содержащих золото, платину, касситерит, вольфрамит, монацит, циркон, рутил и другие ценные компоненты ;
• Алмазосодержащие руды — обогащение руд и первичных концентратов, доводка коллективных концентратов, регенерация алмазосодержащих отходов ;
• Титаномагнетитовые руды — обогащение руд, промпродуктов и отходов ;
• Железные руды — обогащение магнетитовых и других типов руд, получения концентратов глубокого обогащения, обеспыливание и классификация различных промышленных продуктов ;
• Марганцовые и хромитовые руды — обогащение руд, промышленных продуктов и отходов обогатительных фабрик, обеспыливание и классификация различных продуктов ;
• Оловянные и вольфрамовые руды — обогащение руд, доводка некондиционных продуктов ;
• Литиевые руды — богащение сподуменовых, цинвальдитовых и лепидолитовых руд ;
• Графит — обогащение руд, доводка и классификация некондиционных концентратов ;
• Асбест — обогащение руд, промышленных продуктов и отходов обогатительных фабрик, обеспыливание и классификация продуктов ;
• Керамическое сырье — обогащение, классификация и обеспыливание полевошпатовых и кварцевых пород ;
• Каолин, тальк — обогащение и выделение тонкодисперсных фракций ;
• Соли — обогащение, классификация ;
• Фосфориты — обогащение, классификация ;
• Каменный уголь — обогащение, классификация и обеспыливание мелких классов.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. Том 1. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых

Изложены современные теоретические представления о разделении минералов в магнитных, электрических и комбинированных полях. Рассмотрены процессы и аппараты основных, подготовительных и вспомогательных методов магнитного и электрического обогащения.
Практика магнитных и электрических методов обогащения излагается на основе опыта отечественных и зарубежных обогатительных фабрик, использующих магнитные и комбинированные (с гравитационными, электрическими, специальными и другими методами) технологии.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Обогащение полезных ископаемых» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».
Том I. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых.
Том 2. Специальные методы обогащения полезных ископаемых.

Тематика Обогащение и переработка руд

geokniga-magnitnyeielektricheskiemetodyobogashcheniyapoleznyhiskopaemyh.pdf (18.24M)

geokniga-elektricheskie-i-specialnye-metody-obogashcheniya-poleznyh-iskopaemyh-tom-1.pdf (114.75M)

Все права на материалы принадлежат исключительно их авторам или законным правообладателям. Все материалы предоставляются исключительно для ознакомления. Подробнее об авторских правах читайте здесь!

Электрический метод обогащения полезных ископаемых

БИБЛИОТЕКА
NON-FICTION

• Авторы
• Аудиокниги
• Тематические коллекции
• Для библиотек и их читателей

Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых : учебник для вузов : в 2 томах. Том 1. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых

Дисциплина: Основы горного дела Обогащение полезных ископаемых

Год издания: 2017
Издательство: Горная книга
Объем (стр.): 670
Возрастное ограничение: 16+

Дополнительная информация: 3-е изд., стер.

ISBN: 978-5-98672-458-4

Постраничный просмотр для данной книги Вам недоступен.

Изложены современные теоретичексие представления о разделении минералов в магнитных, электрических и комбинированных полях. Рассмотрены процессы и аппараты основных, подготовительных и вспомогательных методов магнитного и электрического обогащения.
Практика магнитных и электрических методов обогащения излагается на основе опыта отечественных и зарубежных обогатительных фабрик, использующих магнитные и комбинированные (с гравитационными, электрическими, специальными и другими методами) технологии.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Обогащение полезных ископаемых» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».

ВВЕДЕНИЕ	6
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИЛЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО МАССОПЕРЕНОСА ВСОВРЕМЕННЫХ СЕПАРАТОРАХ	11
1.1. Процессы магнитного и электрического обогащения и их технологические задачи	14
1.2. Силовой режим разделения минералов в процессах сепарации	20
1.3. Сепарационный массоперенос в процессах магнитных, электрических и специальных методов обогащения и основные направления его совершенствования	37
1.4. Массоперенос тонкоизмельченных частиц при их сепарации в больших массопотоках	57
1.5. Технико-экономические покаэатели магнитного обогащения в зависимости от условий массопереноса и силового режима разделения минералов	87
Глава 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПОЛЯ И ВЫЗЫВАЕМЫЕ ИМИ СИЛЫ КАК ОСНОВА РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ	95
2.1. Электромагнитное поле и закономерности его распределения в вакууме и веществе	97
2.2. Основные уравнения дЛЯ расчета магнитных полей в рабочих пространствах сепараторов	115
2.3. Силы, действующие на частицы вещества в физических полях, используемых в магнитных, электрических и специальных методах обогащения	127
2.4. Пондеромоторные силы, действующие в магнитном поле на реальные частицы, обладающие собственным магнитным моментом	135
Глава 3. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ, СТРОЕНИЕ, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ И РУД И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В МАГНИТНЫХ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТОДАХ ОБОГАЩЕНИЯ	157
3.1. Классификация минералов и руд по магнитным и электрическим свойствам	159
3.2. Магнитные свойства вещества	162
3.3. Магнитные свойства минералов, используемые в процессах сепарации	180
3.4. Исследование потенциальных показателей обогащения руд магнитным способом	224
3.5. Повышение технико-экономических показателей магнитного обогащения руд за счет предварительного физико-химического воздействия на них	231
3.6. Реальные показатели обогащения, получаемые при сухом магнитном анализе руд	242
3.7. Реальные показатели мокрого магнитного обогащения и влияние флокуляции	247
3.8. Электрические свойства минералов и способы их определения	254
3.9. Комплексное использование магнитных свойств разделяемых минералов при современных возможностях магнитного и электрического обогащения	263
Глава 4. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАГНИТНЫХ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ	267
4.1. Процессы магнитного обогащения тонкоизмельченных сильномагнитных материалов и особенности поведения их маесопотоков в рабочих пространствах магнитных сепараторов	272
4.2. Разделение минералов в поляризованных магнитных или электрических средах (жидкостях), помещенных в неоднородное поле	337
4.3. Классификация методов и аппаратов для обогащения материалов в магнитных жидкостях	345
4.4. Магнитоадгезионная сепарация частиц тонкоизмельченных слабомагнитных минералов в сильных полях	359
4.5. Физические особенности электрических методов обогащения и электродинамическая сепарация материалов	399
4.6. Современное состояние и перспективы использования сверхпроводящих магнитов в обогащении	408
Глава 5. ЭЛЕМЕНТЫ РАСЧЕТА МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ СЕПАРАТОРОВ	429
5.1. Магнитные поля сепараторов (выбор и расчет)	433
5.2. Оптимизация параметров магнитных полей замкнутых магнитных систем	455
5.3. Расчет и оптимизация электромагнитных систем	467
5.4. Расчет системы из постоянных магнитов	474
Глава 6. СЕПАРАТОРЫ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОГАЩЕНИЯ	479
6.1. Общие сведения	481
6.2. Классификация магнитных сепараторов и стандарты на их изготовление	485
6.3. Сепараторы для извлечения металлического железа и разделения отходов цветных металлов и сухого обогащения сильномагнитных руд	490
6.4. Сепараторы для мокрого магнитного обогащения тонковкрапленных сильномагнитных материалов и регенерации суспензии	498
6.5. Вспомогательные магнитные аппараты, применяемые при обогащении сильномагнитных руд	518
6.6. Сепараторы с сильным полем для сухого и мокрого обогащения слабомагнитных зернистых руд	523
6.7. Высокоградиентные сепараторы для мокрой магнитной сепарации слабомагнитных тонковкрапленных материалов и шламов	542
6.8. Новые типы магнитных сепараторов	552
Глава 7. ПРАКТИКА РАБОТЫ СЕПАРАТОРОВ НА ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИКАХ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ МЭМО	555
7.1. Общие сведения	557
7.2. Установка, наладка и эксплуатация сепараторов	566
7.3. Практика работы фабрик, использующих сепараторы для обогащения магнетитоных кварцитов	585
7.4. Обжиг-магнитное и высокоградиентное обогащение окисленных железистых кварцитов	603
7.5. Работа магнитных и электрических сепараторов на фабриках, применяющих комбинированные схемы обогащения	609
7.6. Работа сепараторов на фабриках, применяющих электрическую сепарацию	622
7.7. Работа магнитных сепараторов в схемах фабрик, использующих обогащение в тяжелых суспензиях	635
7.8. Работа установок для магнитной и магнитогидростатической сепарации лома цветных металлов	641
7.9. Управление процессами магнитного и электрического обогащения	646
7.10. Техника безопасности и устранение неисправностей при обслуживании сепараторов	652
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	659

Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых : в 2 т. Т 1. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых

Изложены современные теоретические представления о разделении минералов в магнитных, электрических и комбинированных полях. Рассмотрены процессы и аппараты основных, подготовительных и вспомогательных методов магнитного и электрического обогащения. Практика магнитных и электрических методов обогащения излагается на основе опыта отечественных и зарубежных обогатительных фабрик, использующих магнитные и комбинированные (с гравитационными, электрическими, специальными и другими методами) технологии. Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Обогащение полезных ископаемых» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».

• 21.00.00: ПРИКЛАДНАЯ ГЕОЛОГИЯ, ГОРНОЕ ДЕЛО, НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО И ГЕОДЕЗИЯ
• ВО — Специалитет
• 21.05.04: Горное дело

Кармазин, В. В. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых : в 2 т. Т 1. Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых: Учебник для вузов / Кармазин В.В., Кармазин В.И. — Москва :МГГУ, 2005. — 669 с.: ISBN 5-7418-0373-3. — Текст : электронный. — URL: https://znanium.com/catalog/product/997006 (дата обращения: 05.04.2024). – Режим доступа: по подписке.

Скопировать запись

Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

Московский ""' государственныи горный университет

РЕДАКЦИОННЫЙ С О В Е Т Председа т ель Л.А.ПУЧКОВ Зам . председателя л.хгитис Члены редсовета И. В. ДЕМЕНТЬЕВ А . П. ДМИТРИЕВ Б. А . КАРТОЗИЯ М.В. КУРЛЕНЯ В.И. ОСИПОВ Э . М. СОКОЛОВ К.Н. ТРУБЕЦКОЙ В.В . ХРОНИН В.А. ЧАНТУРИЯ Е. И. ШЕМЯКИН И:ЩЛТЕЛЬСГВО московского ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА ректор МГГУ. чл . -корр. РАН директор Издательства МГГУ академик РАЕН академик РАЕН академик РАЕН академик РАН академик РАН академик МАН ВШ академик РАН профессор академик РАН академик РАН

В.В. Кармазин В.И. Кармазин МАГНИТНЫЕ, ЭЛЕКГРИЧЕСКИЕ И СПЕЦИАПЬНЫЕ МЕТОДЫ ОБОГАJЦЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЬIХ ТОМl Магнитные и электрические методы обогащения полезных ископаемых Допущено Учебно-.методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области горного дещ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Обогащение полезных ископаемых» направления подготовки дUiио.мированных специалистов «Горное дело» Высшее горное -------образование--------------~ МОСКВА ИЗ!J.АГЕЛЬСГВО МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСГВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕD\ 2005

УДК 622.7 ББК 33.4 к 21 Федеральная целевая программа 
Виктор Витальевич Кармазин родился в 1936 г. в городе Днепропетровске. Его отецВ.И. Кармазин бьт извесгным специалистом в облаСПI обогащения полезных ископаемых. Это, безусловно, повлияло на выбор профессии его сыном, который в 1958 г. окончил Криворожский горно-рудный инrnnyr и начал работать начальником смены Центральной обогаnпельной фабрики треста «НикопольМарганец». В 1964 г. В.В. Кармазин защищает кандидатскую диссертацию и переходит на рабоrу в отдел обогащения полезных ископаемых ИГД АН СССР им. Скочинского. С 1971 г. он работает в Московском горном ИНСПil)'те сначала на кафедре «Физика горных пород и процессов», а затем на кафедре (, pyкoвo.!IIfl"e1IЬ Научно-технического центра ((Горно-обогаnпельные модульные установки». В.В. Кармазин является автором более 150 работ, у него 60 авторских свидетельств. Он работает в редколлегиях авторитетнейших журналов по обогащению, печатающихся в России, Америке, Китае. Когда книга готовилась к печати, его отца, В.И. Кармазина, уже не бьто в живьiХ, поэтому вся работа по подготовке книги бьта вьшоШ!ена В. В. Кармазиным. Вкrалий Иванович Кармазин (1912 2000 гr.) доктор технических наук, профессор, крупнейший специалист в облаСПI обогащения полезных ископаемых. Автор более 350 научных работ, 85 изобретений. Его научная и инженерная деятельность бьта связана с проблемами обогащения магиетитовых и окисленньiХ кварцитов, удаления серы при обогащении углей, газификации металлургического топлива. Им разработаны технологии предварительного обогащения и раскрьrrия железных, марганцевых и хромитовых руд, магнитиого обогащения руд редких металлов, а также получения концентратов из отходов металлургических заводов. Магиитиые сепараторы, созданные по его разработкам, успешно эксплуатируются на обоrаnпельных фабриках Никопольского, Криворожского бассейнов, а также на Вольногорском горно-металлургическом комбинате.
ВВЕДЕНИЕ Отцу -учителю, ученому и основателю современного варианта данного курса, профессору В. И. Кармазину-посвящается Более трех тысяч лет человечеству известны явления элеКЧ'ичества и магнетизма. Им посвящены труды Аристотеля, Плиния, Фалеса Милетского, Тита Лукреция Кара и других ученых древности. В них упоминается о первых попытках применении магнетизма и элеКIJ'ичества в различных технологиях. В средневековом трактате Георгия Агриколы «0 горном деле и металлургии» [1] подробно описана магнитная сепарация касситерита и вольфрамита от магнетита (книга 8. «Обогащение полезных ископаемых»). Однако, только после работ Гильберта, Фарадея, Максвелла, Лоренца, Ампера, Столетова, Аркадьева и других великих физиков элеКIJ'ОМагнитное поле стало широко использоваться на службе человечеству, и без этого уже немыели м а современная цивилизация [7). Сегодня трудно назвать область обогащения, которая бы развивалась так быстро в последние годы, как сепарация в магнитном поле. Первый магнитный сепаратор был создан инженером В.А. Петровым в России (на Урале) в 1911 г. В 1936 г. выпущен первый серийный сепаратор, а к 1971 г. только в СССР с помощью десятков тысяч сепараторов переработано более полумиллиарда железных, марганцевых, вольфрамовых, хромитовых, редкометальных руд, угля и других полезных ископаемых. Первым патентом считают английский патент от 1792 г., выданный Уильяму Фулартону на магнитную сепарацию железной руды [19). Промышленное внедрение магнитного метода обогащения, главным образом для железных руд, началось в конце XIX в. В CIIIA Болл и Нортон, а в Швеции Венстрем и Таге Мортзелл предложили сухой барабанный сепаратор с чередующейся полярностью. Аналогичный сепаратор с вращающимся магнитным полем создается в Италии (Пальмер, 1854 г.). Однако широкое внедрение магнитной сепарации железных руд в Швеции связано с разработкой Грендалем барабанного сепаратора для мокрого магнитного обогащения в 1906 г., аналогичного русскому сепаратору В.А. Петрова, работавшему на руднике г. Благодать (Урал) в 1911 г. [19). Для обогащения слабомагнитных руд (хромитовых, вольфрамитовых и др.) в Швеции Ветерилем в конце XIX в. был предложен ленточный электромагнитный сепаратор с замкнутой системой, в котором впервые применено весьма распространенное в современных сепараторах сочетание полюсов «клин- плоскость». Несколько позже Ульрих предложил конструкцию кольцевого сепаратора для сухого и мокрого обогащения мелких слабомагнитных руд [18). 6
В 1916---1920 гг. разработаны конструкции сеnараторов сnирального тиnа (Дэвис), ленточного для мокрой сеnарации частично окисленных сильномагнитных руд (Роч) и индукционно-роликового для мелкозернистых слабомагнитных руд (Джонсон) [29]. В 1934 г. Крокет nредложил сложный в эксnлуатации ленточный сеnаратор для обогащения тонкоизмельченных сильномагнитных руд с нижней nодачей исходного материала, который nолучил широкое расnространение. Во второй nоловине :ХХ в. были внедрены более надежные барабанные сеnараторы, лучшие образцы которых и в настоящее время выnускает Воронежский завод горно-обогатительного оборудования- ВЗГОО (АО «Рудмаш») [24]. Промышленное nрименение магнитной сеnарации слабомагнитных зернистых и кусковых руд было освоено в 40-х rr. ХХв. на базе барабанно-ручейковых сеnараторов фирмы «Крупn» (Германия) и ручейковороликовых сеnараторов ДК-НИГРИ (В.Г. Деркач и В. И. Кармазин). Проблема сеnарации мелкозернистых слабомагнитных руд вnервые решена в институте Механобрчермет (СССР) в 1955 г. с nомощью валковых сеnараторов (В.И. Кармазин и В.В. Крутий). Процесс высокоградиентной (nолиградиентной) магнитной сеnарации в сильном nоле для мелкозернистых слабомагнитных минералов и шламов был усnешно внедрен в nромышленность на роторных сеnараторах бЭРМ-35/315 (СССР) и ДП-317 (Германия), а также карусельных сеnараторах С-9000 фирмы «Сала» (Швеция, США) [31]. Серийное nроизводство магнитных сеnараторов в СССР началось в конце 20-х rr. ХХ в. Первые сеnараторы были разработаны в институте Механобр. Изготавливали их на заводах им. Пархоменко в Ворошиловграде, им. Котлякова в Ленинграде и nозже-на ВЗГОО. Первые сеnараторы работали на обогатительных фабриках железных руд Рудного Алтая (Гемир-Тау и Мундыбаш), г. Высокой (Урал), на Первоуральской фабрике для титаномагнетитовых руд (Урал) и др. С 1932 г. no 1941 г. nромышленностью был освоен выnуск сеnараторов только для обогащения железных руд и железоотделителей. После 1945 г. было налажено серийное nроизводпво сеnараторов с сильным магнитным nолем для сухого и мокрого магнитного обогащения, а также была расширена номенклатура сеnараторов со средним и слабым магнитными nолями [24]. Современные усnехи отечественного сеnараторостроения (наука, машиностроение, nромышленность) особенно заметны, если сравнивать с уровнем 50-х г ХХ в .. Резко nовысилась эффективность разделения, nроизводительность возросла в 5- 1 О раз. При разделении кусковых сильномагнитных материалов магнитная сеnарация намного дешевле любого другого метода обогащения (ее стоимость составляет не более одного рубля на тонну nитания), а nри разделении тонкоизмельченных -она устуnает no стоимости только винтовой сеnарации. Производительность сеnараторов для кусковых руд достигает 500 т/ ч, для тонкоизмельченных сильномагнитных- 200 т/ч, слабомагнитных- 40 т/ч. Россия nрочно 7
удерживает в этой отрасли ведущее место в ряду таких стран, как Германия, Финляндия и др. Электрическая сепарация разделение минералов по способности электризоваться, проводимости и величине диэлектрической проницаемости, как промышленный метод обогащения, начала применяться с начала ХХ в. (1901 г.-Блэк, Моршер, 1905 г.-Гуфф, США) [55). Она получила распространение на ряде фабрик цветной металлургии для доводки гра­ витационных концентратов и промпродуктов (в 1915 1920 rr. в США только в цинковой промышленности использовалось более 150 электростатических сепараторов Гуффа). Однако, из-за недостаточно развитой теории и несовершенного оборудования электрическая сепарация в 30-х rr. была вытеснена более экономичной в то время и бурно развивающейся флотацией. В отечественной практике обогащения электросепарация в этот первый период ее развития вовсе не нашла применения. Вновь начинает проявляться интерес к электрическим методам обогащения лишь в 1930- 1945 rr. На основе достижений электротехники высоких напряжений разрабатывается ряд новых способов сепарации и создаются более совершенные конструкции сепараторов и высоковольтной аппаратуры [5). Активная роль в развитии теории и практики электрической сепарации, начиная с этого периода, принадлежит советским исследователям. В 1936 г. Н.Ф. Олофинским, В.М. Бачковским и др. (МГИ) разработан новый метод электрического обогащения сепарация в поле коронного разряда. В 1942 г. в Казахстане была построена первая электросепарационная фабрика по переработке шлихов и доводке комплексных некондиционных концентратов. Быстрый рост использования электрических методов обогащения связан с периодом 1945--1960 гг. В эти годы продолжается разработка новых способов электрической сепарации и новых сепараторов. И.Н. Плаксиным и Н.Ф. Олофинским разработан трибоадгезионный метод сепарации тонкоизмельченных материалов. А.И. Ангеловым, В.И. Ревнивцевым и Ю.Н. Набиулиным усовершенствован трибоэлектростатический метод. Все это создало предпосылки для более широкого внедрения электрических методов обогащения. Процесс электрической сепарации был освоен для доводки комплексных титан-циркониевых гравитационных концентратов, алмазосодержащих концентратов (комбинат ВДГМК, трест «Уралалмаз», комбинат «Якуталмаэ»), поленошпатовых флотационных концентратов и кварца (Лянгарское рудоуправление) [5, 55]. Электросепарационные установки наибольшей производительности сооружены для доводки концентратов россыпей, особенно титанциркониевых [6]. Этому способствовали благоприятная характеристика минералов, их составляющих (различие в электропроводности достигает нескольких порядков, что обусловливает наиболее высокие эффективность и производительность процесса электросепарации), и бурный рост производства титановых и циркониевых концентратов. Доста 8
точно сказать, что во второй половине ХХ в. мировое производство циркониевого концентрата возросло в 9 раз, ильменитового более чем в 6 раз, а рутилового-более чем в 20 раз. Схема основного алгоритма выбора и проектирования магнитных, электрических и комбинированных сепараторов Исходные данные ( nрои1водительность. своАства минералов и т.n.) l Со(тавлс:ние и решение ураанениА сеnарационного массоnереноса в маnштных 11 электрических noru~x ~ / Маrниmые и Геометри• злектрическиесвойства Уровень рабочего 1+минералов и способы ~ p83ДCJUIIOЩИX nространства управленИJI ими сил ~ l ~ Оnределение тиnа н картины силового (маntнтноrо, электрнчес~tого •• комбиннровuнкых) полей ~ Расчi!т маmитной или :)Лектрич~.о-скоЯ системы длJI подnержанИJI необходимого уроВИJI и картины ПOJII в оабочем nDОСТDВНстае сепаратооа l Расчёт трансnортирующей среды и механизмов для удаления nродуктов разделения l 1 Проектирование несущих конструкций, привода, блока nитания сепаратора и т.д. 9
В последнее время разработана промышленная технология трибоэлектрической сепарации фосфоритов, каменной соли, полевых шпатов и других видов сырья и диэлектрическая сепарация редкоземельных концентратов [5]. Развивается селективное кондиционирование руды азросуспензиями для искусственного изменения электропроводности, которое позволяет использовать электросепарацию в ряде новых областей. Установлена общность явлений, происходящих при обработке минералов поверхностноактивными веществами перед электрической сепарацией и флотацией. По производительности, экономичности и технологическим показателям электрическая сепарация в настоящее время в ряде случаев вполне может конкурировать с флотацией, а в будущем, в связи с дефицитом пресной воды, роль электрических методов обогащения еще более возрастет. На схеме (стр. 9) приведен основной алгоритм выбора и проектирования магнитных, электрических и комбинированных сепараторов, а также соответствующих технологических расчетов. Данному алгоритму подчинена программа курса, соответствует ему и построение данного учебника. Специальные методы обогащения, как правило, включают в себя все, что не охвачено гравитационными, флотационными, магнитными и электрическими методами. Преобладают в них процессы автоматизированной сортировки частиц с помощью электромагнитного облучения ультрафиолетовыми, световыми, инфракрасными, у- и 13-лучами. В связи с этим специальные методы, как правило, применяются для обогащения урановых руд, алмазов, асбестовых и других руд со специальными (сnецифическими) свойствами [37, 69]. В эту же группу включают методы, основанные на взаимодействии частиц с поверхностью сепараторов. Здесь используют: упругие экраны для сепарации по отскоку частиц; поверхности, по которым скользят частицы с различной скоростью в зависимости от коэффициента трения; решета с определенной формой отверстий для сепарации по форме; поверхности, покрытые легкоплавким или липким веществом, и т. n. Общим элементом этих сепараторов является особая рабочая поверхность [19]. Современные комбинированные схемы обогащения минерального сырья в начале, середине или в конце включают в себя обжиг и низкотемпературные химические процессы [28, 63, 77]. Данную область технологии называют химическим и биохимическим обогащением, или гидрометаллургией. Эти специальные методы используются при обогащении руд редких и благородных металлов, вольфрама, никеля, меди и др. Однако общие закономерности сепарационного массопереноса, силового режима разделения и кинетики являются практически одинаковыми для всех процессов данного курса.


Похожие публикации:

Защитный экран из лесов при монолитных работах
Какие минимальные размеры настила установлены для подставок изолирующих
Корректировка рабочей документации в процессе строительства
Кремний германий это проводник полупроводник диэлектрик