Схемы обогащения руд в тяжёлых суспензиях

Процесс обогащения состоит из следующих операций:

1. Подготовка тяжёлых суспензий.
2. Подготовка руды к разделению.
3. Разделение руды в суспензии на фракции различной плотности.
4. Дренаж рабочей суспензии.
5. Отмывка продуктов разделения.
6. Регенерация утяжелителей.

Подготовка руды к обогащению включает: дробление её до заданной крупности, грохочение для выделения машинного класса и промывку для удаления шлаков.

Дренаж рабочей суспензии и отмывка утяжелителя от продуктов обогащения: продукты разгружаются из сепараторов с рабочей суспензией, количество которой зависит в основном от тела разгрузочных устройств сепаратора. В сепараторах с аэролифтной разгрузкой – тяжёлые фракции и самотечной разгрузкой лёгкой фракции. Объём рабочей оборотной суспензии состоит 2,5-5 м³/ т исходного продукта. При элеваторной разгрузке – 0,7 – 2 м³/ т. Для дренажа рабочей суспензии устанавливают горизонтальные вибрационные грохота. После дренажа рабочей суспензии производят отмывку утяжелителя. В результате отмывки получается отмытый продукт и некондиционная разбавленная суспензия.

Выход воды на отмывку зависит от крупности промываемого материала: чем он мельче, тем больше расход воды (0,3 – 1,5 м³/ т).

Регенерация утяжелителя:

В процессе эксплуатации суспензии установок суспензия загрязняется шламами, в результате плотность суспензии понижается, а вязкость растёт. Что равно сказывается на результатах обогащения. Поэтому некоторую часть кондиционной суспензии (до 10-15%) постоянно или периодически по данным контроля за вязкостью суспензии отправляют на регенерацию.

На отечественных фабриках для регенерации машинных утяжелителей (магнетит, ферросилиций) обычно применяют электромагнитные барабанные сепараторы. Содержание твёрдого в питании магнитного сепаратора состоит 20-25%. На них происходит отделение магнитных частиц утяжелителя от немагнитных частиц обогащённого материала. При этом полученная регенерированная суспензия в виде магнитного продукта сепаратора имеет плотность выше, чем плотность рабочей суспензии.

Для ликвидации коагуляции частиц после регенерации в следствии остаточной намагниченности применяют операцию размагничивания частиц: данную операцию осуществляют путём пропускания суспензии через магнитную катушку, на которую подаётся переменное магнитное поле.

Напряжённость магнитного поля в размагниченном аппарате должна быть не меньше напряжённости поля в магнитном аппарате. Регенерация суспензий, приготовленных на основе немагнитных утяжелителей, осуществляют по более сложным схемам. Например, для регенерации суспензии, приготовленной на основе галенита, используют флотацию. Общие потери утяжелителя при регенерации составляют от 100 до 750 г/т; в том числе с продуктами обогащения от 30 до 600 г/т; с хвостами регенерации 48 г/т; с механическими потерями от 30 до 70 г/т.

Потери утяжелителя зависят от крупности обогащаемого материала (чем материал меньше, тем выше потери). Для контроля и автоматического регулирования плотности рабочей суспензии применяют радиоизотопные плотномеры. Плотномеры устанавливают в потоке суспензии, сливающемся с легкой фракцией. Обычно в цикле регенерации получается более плотная, чем требуется для процесса обогащения, суспензия. В этом случае автоматически регулируется постоянство плотности рабочей суспензии с помощью добавки или иного количества воды.

Вязкость суспензии контролируется перегородками.

Типовая схема обогащения руд в тяжелой суспензии приведена на рис.1.

Рис. 1.Типовая схема разделения в тяжелой суспензии

Разновидностями процесса обогащения в тяжелых средах являют­ся: вибросуспензионная сепарация; магнитогидродинамическая и магнитогидростатическая сепарации; обогащение в тяжелых жидкостях; обогащение в аэросуспензиях. Оборудование для перечисленных про­цессов серийно не выпускается, а некоторые процессы не вышли из стадии лабораторных экспериментов. Поэтому их промышленное исполь­зование крайне ограничено.

Обогащение в потоках, текущих по наклонным поверхностям. Особенности процессов обогащения руд на различных гравитационных аппаратах (концентрационные столы, щлюзы, желоба, винтовые сепараторы)

Обогащение в потоках малой толщины производится на концентрационных столах, шлюзах, жёлобах и винтовых аппаратах.

Движение пульпы в этих аппаратах на наклонной поверхности под действием силы тяжести при малой толщине потока. Также толщина потока превышает размер максимального зерна в 2-6 раз. Угол наклона дна аппарата меньше угла трения частиц и состоит для желобов 14-18°; для винтовых сепараторов 9-12°; для концентрационных столов 2-10°; для шлюзов – 1-10°.

Углы трения в воде по стали, линолеуму равен для кварца: 34° - для стали; 39° - линолеум; для гематита: 33° - сталь; 37° - линолеум. Поэтому транспортировка частиц в аппаратах в направлении наклона поверхности производится в основном потоком воды (в его направлении).

1. Частицы могут двигаться по наклонной поверхности перекатыванием и движением (скольжением) по дну (крупные и плотные).
2. Скачкообразное движение – с периодичным касанием дна и частично взвешенном состоянии. Это касается частиц промежуточного размера и плотности.
3. Полностью во взвешенном состоянии – самые мелкие и лёгкие частицы.

Перемещение частиц во взвешенном состоянии происходит под действием тех же сил, за источником Fтр.