Примітки

У табл. 3.3 зазначена максимальна густина розчину, що може бути отримана при розчиненні даної речовини.

Знак «+» показує, що речовина розчинна в зазначеному розчиннику, знак «–», що вона нерозчинна.

Як розчинник може бути використана важка рідина з густиною меншою потрібної для досліджень.

Вибір густини важкої рідини, у якої виконується розділення, залежить від мінерального складу вихідного матеріалу та задач дослідження. При цьому важка рідина повинна відповідати наступним вимогам:

– густина рідини повинна бути значно більшою густини легкого мінералу, повинна бути регульованою і не повинна змінюватися з часом;

– в'язкість рідини і її розчинність у воді повинні бути мінімальними;

– токсичність рідини повинна бути в межах санітарних норм і вона не повинна взаємодіяти з розділюваними мінералами;

– рідина повинна мати високу здатність до регенерації, а її вартість не повинна бути високою.

Одержані при фракційному аналізі фракції різної густини для визначення вмісту розрахункового компоненту досліджують методами хімічного або мікроскопічного аналізу.

Аналіз вважається задовільним, якщо абсолютна різниця у виходах однойменних проб не перевищує 5 %. При незадовільному результаті аналіз виконується повторно.

Розшарування проб палива з розміром зерен більше 1 мм після знешламлення і знепилення виконують у статичних умовах. Розшарування починають з рідини найменшої або найбільшої густини. Густину рідини перевіряють перед кожною операцією розшарування (напр., денсиметром). Для розшарування палива з розміром зерен більше 1 мм застосовують розчини хлористого цинку густиною 1100 – 2000 кг/м³ та органічні рідини густиною 2000 – 2600 кг/м³. Паливо з розміром зерен менше 1 мм розшарують в органічних рідинах густиною 1300 – 2600 кг/м³ за допомогою лабораторних центрифуг склянкового типу з частотою обертання 2000 хв^-1. Буре вугілля розшарують у важких рідинах густиною від 1200 до 2000 кг/м³, горючі сланці – від 1100 до 2100 кг/м³, кам’яне вугілля – від 1300 до 2600 кг/м³, антрацити – від 1500 до 2600 кг/м³ з інтервалом густини 100 кг/м³.

Необхідну густину розчину хлористого цинку можна отримати при різному вмісті його у воді (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 – густина розчинів хлористого цинку

Фракційний аналіз вугілля виконується послідовним розділенням проби матеріалу, що досліджується, в розчинах хлористого цинку густиною 1300, 1400, 1500, 1600 і 1800 кг/м³. Схема виконання фракційного аналізу наведена на рис 3.1.

Знешламлений клас вугілля поміщається у ємність 1 з сітчастим дном і погружається у ємність 2 більшого діаметру, в який наліт розчин хлористого цинку відповідної густини. Матеріал перемішується і після відстоювання легка фракція відбирається сітчастою ложкою 3. Після останнього розшарування відбираються і легка і важка фракції.

		Рис. 3.1 – Схема проведення фракційного аналізу вугілля. 1 – ємність з сітчастим дном для поміщення проби досліджуваного матеріалу; 2 – ємність з розчином хлористого цинку; 3 – сітчаста ложка.

Отримані фракції відмивають від розчину хлористого цинку, сушать, зважують і кожну з них аналізують на зольність. Результати фракційного аналізу записують в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3 – Фракційний аналіз вугілля і дані для побудови

кривих збагачуваності

за даними фракційного аналізу (табл. 3.3) будують криві збагачуваності (рис. 3.2).

Криві збагачуваності будують у системі координат, де по нижній осі абсцис відкладають зольність фракцій (або вміст цінного мінералу), по верхній осі абсцис – густину розділення, по лівій осі ординат – сумарний вихід фракцій, що спливли, по правій осі ординат – сумарний вихід фракцій, що потонули.

При розрахунку показників фракцій, що спливають, вирішують питання про те який вихід і зольність були б у фракції при послідовному підвищенні мінімальної густини розділення:

- вихід і зольність фракцій при мінімальній густині розділення 1300 кг/м³ (ці показники відомі):

;

- вихід і зольність фракцій при мінімальній густині розділення 1400 кг/м³ розраховують так:

;

- вихід і зольність фракцій при мінімальній густині розділення 1500 кг/м³ розраховують так:

;

і т.д. до .

При розрахунку показників фракцій, що потопають, вирішують питання про те який вихід і зольність були б у фракції при послідовному зниженні максимальної густини розділення:

- вихід і зольність фракцій при максимальній густині розділення 1800 кг/м³ (ці показники відомі):

;

- вихід і зольність фракцій при максимальній густині розділення 1600 кг/м³ розраховують так:

;

- вихід і зольність фракцій при максимальній густині розділення 1500 кг/м³ розраховують так:

;

і т.д. до .

Криві збагачуваності показують залежності між основними технологічними показниками збагачення:

λ – залежність між сумарним виходом і зольністю елементарних фракцій;

β – залежність між сумарним виходом фракцій, що спливли, і їхньою зольністю;

Θ – залежність між сумарним виходом фракцій, що потонули, і їхньоюзольністю;

δ – залежність між розділовою густиною і виходами фракцій.

Криві збагачуваності будуються в такій послідовності. Першою будується крива λ. Для цього будують прямокутники, які символізують кількість золи в кожній фракції (вертикальна сторона - , горизонтальна - ). Середні точки вертикальних сторін з'єднують плавною кривою таким чином, щоб площа під кривою (кількість золи) дорівнювала площі прямокутників. Кінці кривої λ не повинні доходити ні до 0 % (материнська зола), ні до 100 % (порода при контакті з вугіллям вуглефікується). Крива β будується по точках за показниками ( і ) фракцій, що спливають, крива Θ – по точках за показниками ( і ) фракцій, що тонуть. Крива δ будується за даними виходу фракцій, що спливають, і мінімальній густині фракції.

За кривими збагачуваності визначають теоретичні показники збагачення корисної копалини, густину розділення, можливість шихтовки різновидів сировини. Крім того, по характеру кривої λ можна судити про збагачуваність матеріалу, що переробляється. Залежно від характеру кривої λ можна припустити три теоретичних випадки розділення матеріалу (рис. 3.3).

Крива λ, щозображена ламаною лінією, характеризує матеріал, який не містить зростків і в процесі збагачення ідеально розділяється на два продукти (рис. 3.3 а). Якщо крива λ має вигляд прямої лінії, нахиленої під деяким кутом φ, це означає, що матеріал містить значну кількість зростків при нерівномірному вкрапленні корисного мінералу, збагачуваність такого матеріалу винятково важка (рис. 3.3 б). У тому випадку, коли крива λ зображена вертикальною прямою (φ = 90^о), матеріал збагатити неможливо, тому що вся його маса складається із найтонших зростків мінералів, що не руйнуються при подрібненні (рис. 3.3 в).

оцінку збагачуваності вугілля і його класифікацію за цією ознакою роблять за ГОСТ 10100-84. Відповідно до цього стандарту показник збагачуваності Т визначається як відношення сумарного виходу проміжних фракцій до виходу безпородної маси.

(3.1)

де – вихід проміжних фракцій (густиною 1400 (1500) – 1800 кг/м³ – для кам’яного вугілля і 1800 – 2000 кг/м³ - для антрацитів), – вихід породних фракцій (густиною понад 1800 кг/м³ – для кам’яного вугілля і понад 2000 кг/м³ – для антрацитів).

Залежно від значення показника збагачуваності вугілля і антрацити підрозділяють на категорії збагачуваності від легкої до дуже трудної (важкої).

Розділення вугілля по категоріях збагачуваності наведено в табл. 3.4.

Таблиця 3.4 – Класифікація вугілля за збагачуваністю

Вплив категорії збагачуваності на вибір схеми переробки полягає у наступному: чим складніша збагачуваність корисної копалини, тим складнішою повинна бути схема збагачення і тим ефективнішими повинні бути використо­вувані в ній процеси збагачення.

При роздільному збагаченні двох машинних класів або корисних копалин двох шахт (кар’єрів) варіантів розділення може бути багато, але вибрати необхідно той, який дозволить одержати максимальний вихід концентрату заданої якості.

Відповідно до теореми про максимальний вихід концентрату: «При заданій якості сумарного концентрату його максимальний вихід може бути отриманий тільки в тому випадку, якщо розділення окремих класів (або матеріалів) у кожній окремій операції здійснюється за елементарними фракціями з однаковою розділовою ознакою (наприклад, зольністю)».

Так при збагаченні двох класів вугілля гравітаційної крупності будують криві збагачуваності не тільки цих класів, але й для їх шихти. На кривих збагачуваності для шихти при заданих сумарних зольностях концентрату і відходів визначають зольності елементарних фракцій розділення, які потім використовують на кривих збагачуваності машинних класів для визначення виходів і зольностей продуктів розділення цих класів. В цьому випадку вихід концентрату заданої зольності буде максимальним.

Мета роботи – освоєння методики виконання фракційного аналізу і оформлення його результатів.

Апаратура, пристосування, матеріали

– ємності з розчинами ZnCl₂ густиною 1400, 1500, 1600 і 1800 кг/м³;

– технічні ваги з набором важків;

– ємність з сітчастим дном;

– сітчаста ложка;

– вугілля крупністю 1 – 3 мм.

Методика виконання роботи

для виконання роботи необхідно відібрати пробу масою 0,5 кг і помістити у ємність з сітчастим дном.

ємність з сітчастим дном разом з пробою помістити у ємність з розчином ZnCl₂ густиною 1400кг/м³. Пробу перемішати сітчастою ложкою і після її повного розшарування тою ж сітчастою ложкою віддалити фракцію густиною менше 1400кг/м³ (фракція, що сплила в розчині ZnCl₂ густиною 1400кг/м³). Ця фракція (–1400кг/м³) промивається водою для віддалення залишків розчину ZnCl₂, сушиться і зважується.

ємність з сітчастим дном разом з фракцією густиною більше 1400кг/м³ (фракція, що потонула в розчині ZnCl₂ густиною 1400кг/м³) переноситься у ємність з розчином ZnCl₂ густиною 1500кг/м³, де за аналогічною методикою віддаляється, промивається водою, сушиться і зважується фракція густиною менше 1500кг/м³.

Операції розшарування проби в розчинах ZnCl₂ густиною 1600 і 1800 кг/м³, виконуються у тієї ж послідовності. Але після розшарування проби в розчині ZnCl₂ густиною 1800 кг/м³ залишок досліджуваного матеріалу проби, що залишився у ємності з сітчастим дном (фракція густиною більше 1800кг/м³), також промивається водою, сушиться і зважується.

З використанням даних попередніх лабораторних досліджень по визначенню зольностей фракцій підготовити дані для побудови кривих збагачуваності. На міліметровому папері розміром 200х200 мм побудувати криві збагачуваності. З використанням кривих збагачуваності визначити теоретичні показники збагачення, якщо зольність концентрату А_к = 7 % і зольність відходів А_в =80 %. Результати визначення показників оформити у вигляді табл. 3.5.

Таблиця 3.5 – Теоретичний баланс продуктів розділення

За даними фракційного аналізу визначити категорію збагачуваності досліджуваного вугілля.

Зміст звіту

– Мета виконання фракційного аналізу.

– Мета роботи і методика виконання фракційного аналізу.

– методика побудови кривих збагачуваності.

– результати роботи у вигляді табл. 3.3 і 3.5 і рис. 3.2.

– Висновок про категорію збагачуваності досліджуваного вугілля.

Рекомендована література

1. Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения: Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1980, с. 27 – 32.

2. Смирнов В.О., Білецький В.С. Гравітаційні процеси збагачення. – Донецьк: Східний видавничий дім, 2005, с. 27 – 34.

Date: 2015-10-19; view: 295; Нарушение авторских прав