Обогащение в тяжелых средах. Общие сведения. Фракционный анализ. Кривые разделения Терра - Тромпа. Свойства тяжелых суспензий

Растворители приходится регенерировать по достаточно сложным схемам (выпаривать, конденсировать и т.д.)

Также эти жидкости токсичны, а т.к. они летучи, то приходится изолировать аппараты, работающие с ними.

В жидкостях второго типа можно выделить хлористый цинк и хлористый кальций, которые малотоксичны, но имеют низкую плотность, вызывают коррозию аппаратуры. Жидкости же типа жидкости Рорбаха, М-45 и тому подобных - весьма токсичны и дорогостоящи.

Сульфамат свинца - раствор окиси свинца в водном растворе сульфаминовой кислоты требует применение сравнительно высоких температур (до 80° С), так при более низких температурах происходит кристаллизация и выпадение осадка.

Из-за вышеуказанных недостатков тяжелые жидкости практически не применяются в промышленных условиях (в мире известно только несколько действующих опытно-промышленных установок), а в основном используются для денсиметрического анализа (см. ниже).

Следует отметить, что с технологической точки зрения тяжелая жидкость - идеальная среда для тяжелосредной сепарации и принципиальных запретов на ее применение в промышленности нет. Поэтому если использование тяжелых жидкостей будет экономически оправдано, их вполне можно будет применить для промышленного обогащения.

5.2 Фракционный анализ.

Фракционным или денсиметрическим анализом называют разделение полезного ископаемого на фракции различной плотности с целью определения характеристики его обогатимости. Под характеристикой обогатимости обычно понимают количественное и качественное соотношении фракций различной плотности в полезном ископаемом.

Фракционному анализу подвергают различные классы крупности. В качестве разделительных сред используют вышеупомянутые тяжелые жидкости, иногда тяжелые суспензии.

Анализ материалов крупнее 1 мм проводят в статических условиях, а материалов крупностью менее 1 мм – в динамических условиях разделения с применением центрифуг (т.е., в центробежном поле).

Для расслоения угля и сланца обычно используют раствор хлористого цинка из которого приготовляют жидкости с плотностями 1300, 1400, 1500, 1600, 1800 кг/м³. Для руд используют более плотные жидкости (М-45, Рорбаха и т.п.).

В принципе денсиметрический анализ похож на ситовой. В ситовом пробу материала при помощи сеток различной крупности делят на ряд классов (фракций) различной крупности. В денсиметрическом анализе при помощи жидкостей различной плотности пробу материала делят на ряд фракций различной плотности.

Разберем фракционной анализ на примере угля. Итак, готовятся растворы с плотностями 1300, 1400, 1500, 1600, 1800 кг/м³, заливаются в специальные кюветы – рис. 35. В кювету с наименее плотной жидкостью вставляется емкость с решетчатым дном такой же формы, но чуть меньшего размера (чтобы последняя легко входила – выходила в кювету) и в нее высыпается проба угля. Часть материала тонет (то что тяжелее чем 1300 кг/м³), часть всплывает (легче чем 1300 кг/м³). То что всплыло собирают специальным сетчатым черпаком в другую емкость с решетчатым дном – это фракция <1300 кг/м³ (легче чем кг/м³), промывают и ставят сушить.

Решетчатую емкость (в которой находится утонувшая часть) вынимают из кюветы, стряхивают тяжелую жидкость и загружают в следующую кювету с жидкостью плотностью 1400 кг/м³. То что всплыло – фракция 1300 – 1400 кг/м³ (тяжелее чем 1300, но легче чем 1400 кг/м³. Ее с точно также собирают, промывают, сушат.

Решетчатую емкость с утонувшей частью загружают в следующую кювету (с жидкостью плотностью 1500 кг/м³) – здесь мы получаем фракцию 1400 – 1500 кг/м³. И так далее.

В последней кювете (с жидкостью плотностью 1800 кг/м³) мы получаем фракцию 1600 – 1800 кг/м³ (это то что всплыло) и фракцию >1800 кг/м³ (тяжелее 1800 кг/м³) – это то что утонуло в последней кювете.

Все получившиеся фракции (при наборе из пяти жидкостей получают шесть фракций) после сушки взвешиваются, и в них анализируется содержание расчетного компонента (для угля это зола). Полученные данные заносятся в таблицу 8.

Данные для столбца 2 получают взвешиванием фракций, для столбца 3 по известной формуле γ_i= Q_i/∑Q.

Данные столбца 4 МДЗ (массовая доля золы) получают путем химического анализа фракций. Зольность исходной пробы λ₀ получают путем деления ∑/100. Данные для столбца 5 получают суммированием выходов из столбца 3 (показано в табл. 8). Данные для столбца 6 получают путем суммирования произведений