Конспект лекций дисциплина Обогащение руд цветных металлов

Лекция 3. ГРОХОЧЕНИЕ

План лекции

1. 
   Процесс грохочения
   
2. 
   Гранулометрический состав руды и продуктов обогащения
   
3. 
   Виды операций грохочения
   
4. 
   Эффективность грохочения
   

1. 
   Процесс грохочения
   

Грохочение – это процесс разделения зернистого и кускового материала на классы по крупности (продукты грохочения) путем просеивания его через одно или несколько сит. В промышленности нижний предел просеивающей поверхности составляет 100 мкм.

При грохочении смесь кусков различной крупности пропускается через одно или несколько сит (до 8 штук) с отверстиями определенного размера.
Продукт, прошедший через сито называется подрешетным и обозначается знаком "-" минус, продукт, содержащий только зерна больше отверстия сита, называется надрешетным и обозначается знаком "+" плюс (рис. 3.1).



Рис. 3.1 Продукты грохочения

Если материал просеивался через n сит с различными размерами отверстий, то число полученных продуктов будет n+1. При этом материал прошедший через сито с отверстие а₁, но оставшийся на сите с отверстием а₂ называется классом и обозначается -а₁+а₂, например класс –25+10 мм.

В случае разделения мелкого и тонкозернистого материала по крупности процесс носит название классификации и дешламации.

2. 
   Гранулометрический состав руды и продуктов обогащения
   

Обрабатываемое на обогатительной фабрике минеральное сырье и продукты обогащения представляют собой смесь зерен неправильной формы различного размера. Распределение зерен по классам крупности характеризует гранулометрический состав исходного сырья и продуктов обогащения.

Для определения гранулометрического состава всей массы руды, состоящей из мелких частиц различных размеров и непра­вильной формы, проводят следующие анализы: ситовые, седиментационные или дисперсионные, микроскопические.
Ситовые анализы — это рассев материала на ситах или решетах с отверстиями различной величины на классы круп­ности. При этом диаметр зерна определяется размером отверстия, через которое оно проходит.
Ситовые анализы выполняются сухим, мокрым или комбини­рованным способами. Два последних способа применяются для анализа глинистых и шламистых материалов. Ситовые анализы позволяют определять крупность частиц до 40 мкм (минимальный размер отверстий применяемых сит).
Существует несколько систем стандартных сит. Последователь­ный ряд размеров отверстий сит, применяемых для грохочения или классификации, называется шкалой классификации, а отно­шение размеров отверстий двух соседних сит называется модулем шкалы. При крупном и среднем грохочении модуль равен двум. Например, набор сит с этим модулем будет состоять из сит с отверстиями размером 50, 25, 12, 6 и 3 мм. Для более мелких сит применяется стан­дартная система с модулем . В этой системе за основу принято сито 200 меш с отверстиями размером 0,074 мм. Меш - число отверстий, приходящееся на один линей­ный дюйм (25,4 мм). Пользуясь мо­дулем, можно определить размер от­верстий предыдущего и последу­ющего сит.
Для ситового анализа берется набор стандартных сит, результаты ситового анализа заносятся в таблицу (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Результаты ситового анализа

Размер отверстий сит	Частный выход		Суммарный выход, %
мм	г	%
-0,59+0,42 -0,42+0,3 -0,3+0,21 -0,21+0,15 -0,15+0,1 -0,1+0,074 -0,074+0	15 13 21 17 35 41 63	7,32 6,34 10,25 8,29 17,07 20,0 30,73	7,32 13,66 23,91 32,20 49,27 69,27 100
Исходный продукт	205	100,00	-

Данные ситового анализа можно изобразить графически, по­лучив характеристику крупности материала (рис. 3.2). Обычно строят кривую суммарной характеристики «по плюсу», т. е. по суммар­ному остатку материала на ситах, начиная с самых крупных. При этом на оси абсцисс в масштабе откладывается размер отвер­стий сит, на которых производился ситовый анализ, в милли­метрах, а на оси ординат — суммарный остаток на ситах в про­центах.

Рис. 3.2 Характеристика крупности материала

Суммарные характеристики крупности (рис. 3.3) бывают: вы­пуклыми (кривая 1), прямолинейными (кривая 2) и вогнутыми (кривая 3). По характеру кривой можно судить о крупности материала. Если кривая имеет прямолинейный характер, значит, материал характеризуется равномерным распределением зерен всех размеров. При преобладании в материале крупных зерен кривая имеет выпуклый характер, а при преобладании мелких зерен — вогнутый характер.

Рис. 3.3 Кривые суммарных характе­ристик крупности

Пользуясь кривой суммарной характеристики, можно опре­делить выход класса любой крупности.

Седиментационный (дисперсионный) ана­лиз. При необходимости по­лучения гранулометрической характеристики материала мельче 40 мкм обычно применяют дисперсионный анализ, который основан на разделении минеральных зерен различной крупности по их скорости падения в воде.
Скорость оседания минеральных частиц в вязкой среде зависит от крупности частиц и их плотности. Эту скорость можно опре­делить по формуле Стокса:

где d — диаметр частиц, мм;

δ — плотность материала;
Δ — плотность воды.
Пользуясь этой формулой, можно определить время t оседания частиц определенного размера с заданной высотой оседания h. Время оседания частиц

Дисперсионный анализ проводят методом отмучивания или гидравлической классификацией в специальных аппаратах. Этот метод дисперсионного анализа является продолжительным.

Микроскопический анализ проводится для изу­чения не только минерального состава руды, но и для определения размера частиц с последующим определением количества и харак­тера сростков полезных минералов между собой и с минералами пустой породы. Микроскопический анализ различных классов крупности позволяет определять крупность прорастания и коли­чество сростков в каждом классе крупности, что дает возможность характеризовать эффективность некоторых процессов, например измельчения и флотации.

3. Виды операций грохочения

Операции грохочения широко применяют на обогатительных, дробильно-сортировачных фабриках и при сортировке. В технологических схемах обогащения и при подготовке полезных ископаемых к переработке, в зависимости от своего назначения, различают следующие основные виды операций грохочения:

- самостоятельное;
- подготовительное;
- вспомогательное;
- избирательное;
- для обезвоживания.
К самостоятельной операции грохочения можно отнести в том случае, если продукты, выделяемые при грохочении, являются готовыми и направляются потребителю. Например, в угольной промышленности для сортировки угля, в черной металлургии для выделения крупнокусковой железной руды, а так же в химической и строительной промышленности.
В качестве подготовительной операции грохочение применяется при обогащении руд цветных и редких металлов для разделения руд на различные классы с целью эффективного последующего их обогащения раздельно каждого класса методами гравитации, магнитной и электростатической сепарации.
Вспомогательное грохочение применяют при дроблении для выделения готового класса из продукта перед его дроблением (предварительное грохочение), для контроля крупности дробленого продукта (поверочное или контрольное грохочение).
Если при грохочении используют какие либо свойства минералов (например, форма, твердость), входящих в состав руды и в итоге получают продукты с различным содержанием ценного компонента, то такое грохочение называется избирательным (например, обогащение слюды).
Для обезвоживания используются грохота с маленькими отверстиями для удаления основной массы воды или пульпы от зернистых материалов и отделения суспензии от продуктов сепарации в тяжелых средах.