Ауыр суспензиялардың сипаттамалары

Байыту процесінің тиімді және өнімді жүруі ауыр суспензияның қасиеттеріне тікелей байланысты. Оларға жататындар: тығыздық, тұтқырлық және тұрақтылық.

Суспензияның тығыздығы қандай болу керектігі байытылатын кеннің қасиеттерімен және алға қойылатын мақсатпен байланысты. Ол алдын ала ғылыми-зерттеу жүргізу нәтижесінде анықталады. Сонымен қатар ауырлатқыш ретінде қолданылатын минерал (зат) таңдалынады. Осыдан кейін су ішінде белгілі көлемді суспензия жасау үшін қанша ауырлатқыш қосу керектігі төмендегі формуламен есептелінеді:

, (1)

мұнда -қосылатын ауырлатқыштың массасы, кг;

V- суспензияның көлемі, м³;

- суспензияның тығыздығы, кг/м³;

-ауырлатқыштың тығыздығы, кг/м³.

Суспензияның тұрақтылығы деп оның бүкіл көлемінің барлық жерінде процесс кезінде бірдей тығыздықтың сақталуын айтады. Ол ауырлатқыш түйіршіктерінің ірілігіне, оның суспензия ішіндегі үлесіне және қозғалу режиміне байланысты. Әдетте, түйіршік ірілігі 0,1-0,15 миллиметрден аспайды, ал ауырлатқыштың көлемді үлес мөлшері 30%-тен артық болмауы керек. Түйіршіктер бүкіл суспензия көлеміне біркелкі жайылып тұру үшін белгілі бір әдіспен ол үнемі қозғалысқа келтіріліп отырады.

Сипатталған қасиеттермен тығыз байланысты суспензия қасиеті тұтқырлық. Ол түйіршіктердің өзара әсерінен пайда болады. Суспензия ауырлатқыштың үлесі артқан сайын, демек белгілі бір көлемде түйііршіктер саны көбейген сайын олардың соқтығысуы артады. Соның нәтижесінде бір-біріне әсер етуі (жабысуы, агрегат құруы) ұлғаяды, қозғалыс режимі өзгереді. Бұл жай үшін тек үлес шамасы емес түйіршіктердің ірілігінің де маңызы зор. Түйіршік диаметрі іріленген сайын (үлес бір шамадан өзгермегеннің өзінде) тұтқырлық азаяды, қозғалыс дәрежесі және шөгу жылдамдығы өседі. Мұның өзі суспензияның тұрақтылығын төмендетеді. Оған керісінше, түйіршіктердің ұнтақтығы өскен сайын тұтқырлық, молайып, бататын кен кесектерінің шөгу жылдамдығы төмендейді. Демек, суспензия тұтқырлығы тек бір шамада болуы қажет. Ол үшін ауырлатқыш материалының гранулометриялық құрамы дұрыс таңдалуы қажет. Түйіршіктер қозғалымы неғұрлым олар бір-бірімен аз әрекеттесе соғурлым жеңіл болады. Осындай жағдай тудыру үшін суспензияға белгілі бір химиялық қосылыстарды қосу кеңінен қолданылады. Олардың молекулалары түйіршік беттерімен әрекеттесіп, түйіршіктердің өз ара байланысуын және шөгу жылдамдығын төмендетеді.

Ауырлатқыштың гранулометриялық құрамы оны пайдалану кезінде біртіндеп ұнтақталуы нәтижесінде өзгереді және оған кен кесектерінің беттерінің үйкелуінен пайда болатын ұнтақ қосылады. Сол себептермен суспензия қасиеттеріде өзгереді. Сондықтан белгілі бір уақыт өткен кезде суспензия тазаланып, оның бастапқы қасиеті орнына келтіріліп отырылуы қажет, демек регенерация жүргізілуі керек. Ол үшін суспензия ішінен тек ауырлатқыш түйіршіктері белгілі әдістермен бөлініп алынады. Мысалы, магнитті суспензия магнитті бөлгіштерден өткізіледі, галенитті суспензиядан галенит флотация әдісімен бөлінеді. Содан кейін белгілі су көлемімен қайта араластырылып, процеске түсіріледі.

Ауыр суспензияда байыту алдында ұсақталған кеннен ұсак, класс (көбінде -5+0) грохочениемен бөлініп алынады. Әйтпесе ол класс суспензиямен араласып, оның тығыздыған және басқа қасиеттерін бірден өзгертіп жібереді де минералдарды бөлу мүмкіндігі жойылады және ұсақ кен түйіршіктерінің шөгу жылдамдығы аз болғандықтан процестің өнімділігі төмендейді. Жалпы әртүрлі тығыздықты Жалпы әртүрлі тығыздықты кен кесектерінің бөліну тиімділігі олардың ірілігі артқан сайын өсе түседі.

Ауыр суспензияда ұсақ ұнтақталған, мысалы 0.2-0,5мм-ге дейін материалды да байытуға да болады. Бірақ ол үшін бататын минерал түйіршіктерінің шөгу жылдамдығын арттыру қажет, демек гравитациялық күшке қосымша күш тудыру қажет. Ондай күш ретінде, мысалы, ортадан тепкіш күш әсері пайдаланылады. Ол үшін әдетте процесс гидроциклондарда жүргізіледі.

Ауыр суспензия өндірісте әртүрлі мақсатпен жүргізіледі. Егер көмір байытылса, онда ақырғы өнім ретінде даяр концентрат алынады. Ал мысалы, түсті металл кендерін алсақ, олар негізінде не өте ұсақ сеппелі болады да, минералдарды ажырату үшін өте майда күйге дейін ұнтақталады. Әрине, мұндағы ұнтақ затты ауыр суспензияда байыту мүмкін емес. Дегенмен көпшілік түсті металл кендеріне бұл процесті қолдануға болады. Бірақ мұнда одан ақырғы өнімдер алу мақсат емес, тек алдын ала байыту мақсаты қойылады. Кен, мысалы, мөлшері 10-50 мм-ге дейін ұсатылады. Минералдар әлі ажырамаған күйде қалады. Бірақ ұсатылған кенде негізгі массасы тау-жыныс минералдарынан тұратын, не құрамында бағалы минералдар өте аз кездесетін (бастапқы кенмен салыстырғанда) кесектер пайда болады. Егер сол кесектер бастапқы кеннен бөлініп шығарылса, оның қалған бөлігінде бағалы зат мөлшері өседі, демек кен байыйды. Кейінгі процестерге (ұнтақтау, байыту) кеннің байытылған бөлегі ғана түседі де ол тиімді өңделеді. Байытудың осы түрін а л д ы н а л а б а й ы т у деп атайды.

Сонымен бұл процесті кендерді байыту үшін қолданғанда байытылған кен (ауыр фракция) және даяр қалдық (жеңіл фракция) алынады. Жеңіл фракцияның шығымы неғұрлым үлкен болса, процестің тиімділігі арта түседі. Әдетте оның шығымы 15-20%- тен кем болмауы керек. Процестің тиімділігін мынадай факторлармен дәлелдеуге болады:

1) ақырғы өнімдер алу үшін жүргізілетін кейінгі процестерге құрамында бағалы зат мөлшері арттырылған кен түседі;

2) кеннен қалдық ретінде шығарылған бөлегі кесек түрінде алынады, ол ұнтақтау және басқа процестерге түспейді, энергия және басқа шығындар жасалмайды;

3) жеңіл фракцияның шығымына сәйкес байыту фабрикаға қосымша кен түсіріп, соның нәтижесінде фабриканың өнімділігін арттыруға болады және т.б.