Основные понятия о гравитационных методах обогащения. Краткая история развития гравитационных методов обогащения

предложен способ обогащения в растворах солей хлористого железа и хлористого кальция, однако, промышленного развития этот способ не получил. В 1891 г. была изобретена беспоршневая отсадочная машина. В 1917 г. американским инженером Чансом был разработан процесс обогащения угля в песчаной суспензии. Рост потребности в угле, железе, марганце, олове и других металлах стал стимулом для развития ГМО. До конца 19 века ГМО играли основную роль в ОПИ - другие методы практически не применялись и подавляющая масса руд, в том числе и полиметаллические, обогащались именно ГМО.

Начало разработки теории гравитационных процессов обогащения относится к середине 19 века. К этому времени были опубликованы работы Риттингера по определению динамического сопротивления жидкости и скорости перемещения в ней шара крупных размеров. Впоследствии Стокс предложил формулу для расчета скорости движения шара малых размеров в жидкости.

В конце 19 века русские ученые Г.Я. Дорошенко, С.Г. Войслав, И.А. Корзухин, В.А. Гуськов развили теорию движения минеральных зерен в воде применительно к гравитационным методам обогащения. Впоследствии проф. Г.О. Чечот (Механобр) разработал теоретические основы гидравлической классификации.

В 40-е годы проф. П.В. Лященко создал первый учебник “Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых”, в котором сформулировал основы теории гравитационных процессов.

В 50-е годы в Московском горном институте по руководством проф. И.М. Верховского выполнены теоретические работы в области и кинетики расслоения минеральных зерен в процессе отсадки и обогащения в минеральных суспензиях.

ГМО используют при обогащении углей и сланцев, золото- и платиносодержащих руд, оловянных руд, окисленных железных и марганцевых руд, хромовых, вольфрамитовых и руд редких металлов, строительных материалов и некоторых других видов сырья. Гидравлическая (или пневматическая) классификация применяется в том или ином виде почти на любой обогатительной фабрике.

Преимущества ГМО: экономичность, безвредность для окружающей среды, высокая производительность (для большинства процессов).

Основной недостаток – трудность эффективного обогащения мелких частиц. Кроме того, на характер и скорость движения частиц часто влияют сразу несколько разделительных признаков, нивелируя различия в этих признаках. Некоторые ГПО не применимы при небольших различиях в разделительных признаках причем, если, скажем, в процессе флотации различие в смачиваемости можно изменить, то в ГПО изменить разделительные признаки (в «лучшую» сторону) невозможно.

Гравитационными методами можно разделять минералы во всех диапазонах их плотностей - от янтаря (r=1050 кг/м) до золота (r=19500 г/см). По крупности - верхний предел обогащения углей и сланцев 300-450 мм, руд 100-150мм., нижний предел для углей - 1-1,5 мм, руд - 10-15 мкм.

Как правило, разные классы руды подаются в разные аппараты. Например, при обогащении угля класс 150-13 мм обогащают в тяжелосредном сепараторе, 13-0,5 мм -в отсадочной машине, а класс - 0,5 мм - флотацией.

Гравитационные методы используют как самостоятельно, так и в сочетании с другими обогатительными методами в комбинированных схемах переработки полезных ископаемых. Так, например, использование гравитационных методов, при переработке некоторых видов полиметаллических руд в начале процесса обогащения позволяет удалить до 30 % отвальной породы (которую используют для строительных целей) и тем самым сократить фронт последующих переделов - измельчения и флотации и повысить экономичность работы предприятия.

1.2 Разделительные признаки при гравитационных процессах.

Как уже было сказано ранее, различие в скоростях движения частиц возникает за счет разницы в таких их физических свойствах, как плотность, размеры, форма. Эти свойства называют разделительными признаками. Наиболее важный признак - плотность.

Условные обозначения и единицы величин принятые в нижеследующем изложении: плотность минерала - r, плотность воды или суспензии - Δ, кг/м³ (килограмм на кубический метр); объемная концентрация - l, (доли единицы); концентрация по массе -b, % (проценты).

Плотность - это масса единицы объема и ее измеряют в килограммах на кубический метр. (Иногда в граммах на кубический сантиметр или тоннах на кубический метр). Плотность воды 1000 кг/м, воздуха 1,23 кг/м.

Другим разделительным признаком является крупность зерен. Крупность может измеряться различными способами. Для частиц большого размера крупность может определяться непосредственным измерением по трем взаимно-перпендикулярным направлением с последующим вычислением среднего диаметра. (Очевидно, что для частиц сферической формы за их крупность принимают