Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 13 )

Технологические параметры радиометрической сепарации

К основным технологическим параметрам, влияющим на показатели радиометрического обогащения, относятся: контрастность руды; степень соответствия между признаком разделения и содержанием ценного компонента; гранулометрический состав; содержание ценного и сопутствующих компонентов; конструктивные особенности сепараторов.

Контрастность — это степень различия кусков руды по содержанию в них ценного компонента, зависит в основном от природных свойств руды, условий добычи и предварительной подготовки ее к обогащению.

Контрастность полезного ископаемого количественно характеризуется показателем контрастности.

Показатель контрастности (М) — это средневзвешенное относительное отклонение содержания ценного компонента в кусках от среднего содержания его в руде. Этот показатель применяют для определения контрастности материала узкого класса крупности.

Показатель контрастности можно определить также по кривым контрастности (рис. 4), построенным по данным фракционного состава аналогично кривым обогатимости, с той разницей, что группировка кусков по фракциям осуществлена непосредственно по содержанию ценного компонента.

Показатель контрастности может колебаться от 0 до 2 и позволяет судить о принципиальной возможности обогащения данной руды радиометрическими методами.

Руды условно разделяют по показателю контрастности на следующие категории: неконтрастные (М < 0,5), низкоконтрастные (М = 0,5 + 0,7), контрастные (М = 0,7 + 1,1), высококонтрастные {М - 1,1 + 1,5), особо контрастные (М> 1,5).

Степень соответствия между признаком разделения и содержанием полезного компонента определяется путем сравнения кривых обогатимости, построенных по интенсивности излучения (признаку разделения), с кривыми контрастности. Степень соответствия будет тем больше, чем больше сходства между этими кривыми. Для ориентировочной оценки степени соответствия рассчитывается показатель признака разделения П.

Показатель П только при полном соответствии признака разделения и содержания ценного компонента будет равен показателю контрастности, и в этом случае отношение П/М, которое называется эффективностью признака разделения, будет равно 1. В большинстве случаев оно меньше 1. Величина П/М позволяет сравнивать эффективности различных радиометрических процессов и выбирать наиболее подходящий для данного сырья в технологическом отношении.

Гранулометрический состав руды имеет большое значение особенно при покусковом режиме сепарации. С уменьшением крупности кусков руды производительность сепараторов снижается, кроме того мелкие классы вообще не подвергаются сепарации. Для повышения эффективности сепарации материал классифицируется на узкие классы крупности.

Пределы крупности руды, сепарируемой различными методами, составляют, мм: авторадиометрический — 300—15(10); фотонейтронный — 300—25; рентгенорадиометрический — 200—30; люминесцентный— 150—2(0,5); фотометрический — 150—5(3); гамма-абсорбционный — 200—20; нейтронно-абсорбционный — 200—25.

Содержание основного и сопутствующих компонентов влияет на эффективность обогащения. Эффективность радиометрического обогащения руд повышается при снижении содержания ценного компонента, поскольку при этом повышается выход крупнокусковых хвостов. Применение радиометрических процессов позволяет снижать существующие кондиции на содержание ценных компонентов, вовлекать в промышленное использование некондиционные, разубоженные и забалансовые руды.

Общая эффективность Ео (доли ед.) процесса рассчитывается как произведение эффективностей каждой из групп:

Схемы радиометрического обогащения

Радиометрические методы применяют как для основных и доводочных операций (сепарации) при обогащении различных типов полезных ископаемых, так и для операции предконцентрации (сортировки) бедных руд, позволяющей снизить существующие кондиции на содержание ценных компонентов, вовлечь в промышленное использование некондиционные, разубоженные и забалансовые руды. Радиометрические методы применяют при обогащении урановых, ториевых, бериллиевых руд.

К основным технологическим задачам радиометрического обогащения можно отнести следующие:

выделение чистых минералов или минералов, пригодных для использования без дальнейшего обогащения;

предварительная концентрация ценного компонента;

разделение полезного ископаемого на отдельные технологические типы;

получение крупнокусковых концентратов для химической, металлургической обработки;

доводка черновых концентратов, полученных другими способами.

Теоретические основы химического обогащения

Химическое обогащение — область технологии переработки полезных ископаемых по комбинированным схемам, включающим в начале, середине или конце химические процессы. При этом используются следующие процессы: гидрохимические, термохимические, пирометаллургические, хлоридо - и фторидовозгонка, сульфатизирующий, восстановительный, окис­лительный, сегрегационный обжиг и др. Наибольшее промышленное применение получили гидрохимические процессы.

Гидрохимические процессы — это процессы извлечения ценных компонентов или удаления вредных примесей из руд и продуктов обогащения путем селективного растворения их водными растворами химических реагентов. При последующем выделении из раствора ценных компонентов получают высококачественные продукты, часто называемые химическими концентратами. При этом выделяют физическое и химическое растворение.

Физическое растворение — это процесс, который протекает без изменения состава растворяемого компонента или полезного ископаемого.

Химическое растворение — это процесс, сопровождаемый изменением химического состава компонентов полезного ископаемого.

Физическое растворение положено в основу геотехнологических способов добычи и переработки растворимых в воде солей: галита, сильвина, бишофита и др. Химическое растворение используется в процессах добычи и переработки металлов, их солей и оксидов. В качестве растворителей выступают кислородные (серная, азотная, фосфорная, сернистая) и бескислород ные (соляная, сероводородная) кислоты, водные растворы солей (соды, сернистого натрия, сернокислых солей щелочных металлов). Результатом растворения является образование раствора (применительно к физическому растворению солей — рассола).

В основе процессов химического растворения лежат реакции обмена, окислительно-восстановительные, комплексообразования и др.

Для физического и химического растворения характерно наличие трех стадий процесса:

• подвод растворителя к поверхности минерала;

• взаимодействие растворителя с минералом;

• отвод продуктов реакции от поверхности раздела фаз.

Определяющей стадией кинетики растворения может быть любая из перечисленных.

Извлечение металлов в раствор при этом может достигать 98—99 % при незначительном растворении (3—5 %) сопутствующих минералов. Увеличение скорости выщелачивания достигается повышением температуры раствора, применением добавок окислителей, восстановителей, бактериальных культур и продуктов их жизнедеятельности, наложением магнитных и электрических полей, виброакустических и других воздействий.

При бактериальном выщелачивании используется способность автотрофных бактерий (Thiobacillus ferrooxidans, Ferroba-cillus thiooxidans и др.) поглощать для своей жизнедеятельности энергию, выделяемую при окислении сульфидов и тиосульфатов металлов, серы, а также при переходе Fe2+ в Fe3+. Указанные бактерии содержат вещества, катализирующие эти реакции. В результате образуется H2S04 или соли Fe3+, которые можно применять как реагенты для выщелачивания. Наибольшая активность бактерий наблюдается при 30—35 °С.

Процессы и аппараты химического обогащения

Химическое обогащение включает следующие процессы: измельчение исходного материала; разложение рудных минералов или предварительную термическую их обработку; выщелачивание минералов; отделение раствора от твердого вещества и промывку осадка; очистку полученных растворов от примесей; разделение и осаждение извлекаемых металлов; сушку и обжиг конечных продуктов или же переплавку электролитически осажденного катодного металла; регенерацию реагентов и доизвлечение металлов из отработанных растворов.

Обогащение по физико-механическим свойствам минералов

В группу процессов обогащения полезных ископаемых, использующих различия в эффектах взаимодействия кусков, разделяемых компонентов с рабочей поверхностью сепаратора, входят обогащение по упругости, трению, форме, термоадгезионная сепарация, методы, в основу которых положена комбинация нескольких эффектов взаимодействия с рабочей поверхностью.

Разделительный процесс в данной группе методов идет с использованием объемных или поверхностных свойств в одну операцию. К факторам, влияющим на процесс разделения, относят изменение формы разделяемых кусков, содержание сростков, влажность минерала.

Процессы обогащения, объединенные в данную группу, в настоящее время находят применение для получения высококачественных заполнителей для бетона из неравнопрочных пород, кондиционных продуктов из слюдосодержащего сырья и некоторых других целей.

Развитие и перспективы рассматриваемой группы методов разделения связывают с совершенствованием теории процессов, новыми способами направленного изменения свойств рабочей поверхности сепараторов.

Основная литература: 1-3

Дополнительная литература: 4-7

Контрольные задания для СРС (тема 6) [3]

1. Технологические схемы сепараторов для обогащения по трению.

2.Принцип действия одноканального ленточного авторадиометрического сепаратора.

3.Химические методы обогащения.

Тема №10 Процессы обезвоживания пылеулавливания, и очистки воды и воздуха (2 час)

План лекции

1. Характеристика процессов обезвоживания дренированием, сгущением, центрифугированием, фильтрацией, сушкой.

2. Процессы и аппараты для очистки сточных вод и кондиционирования оборотных вод в соответствии с экологическими требованиями по защите окружающей среды от загрязнений.

3. Процессы и аппараты для пылеулавливания и очистки воздуха.

Получаемые в результате обогащения полезных ископаемых мелкие и тонкие концентраты часто бывают непригодны из-за своей крупности для дальнейшей переработки или прямого использования. В ряде случаев это относится и к мелким и тонким фракциям, получаемым в процессе добычи полезных ископаемых. Поэтому для возможности дальнейшей переработки или повышения эффективности использования применяются операции окускования.