Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 4 )

Эффективность обогащения характеризует степень приближения реального процесса обогащения к идеальному. Обозначается буквой Е.

Основная литература: 1-3

Дополнительная литература: 4-7

Контрольные задания для СРС (тема3)

1.  Основные показатели обогащения.

2.  Содержание, выход, извлечения, расчет показателей.

Тема №4 Процессы и аппараты для разделения полезных ископаемых по крупности (2 часа)

План лекции

1. Гранулометрический состав и методы его определения.

3. Характеристика крупности и ее использование для количественной оценки соотношения сортов и марок продуктов обогащения.

4. Классификация процессов разделения полезных ископаемых по крупности.

Процесс разделения исходного материала на два или несколько классов крупности носит общее название – классификация по крупности.

Такое разделение может осуществляться двумя основными способами: грохочением и классификацией в водной или воздушной среде.

Грохочением называется процесс разделения кусковых и зернистых материалов на продукты различной крупности, называемые классами, с помощью просеивающих поверхностей с калиброванными отверстиями.

В технологических схемах обогащения или при подготовке полезных ископаемых к переработке различают следующие основные виды операций грохочения: подготовительное грохочение, вспомогательное грохочение, самостоятельное грохочение, избирательное грохочение, обезвоживающее грохочение.

Обрабатываемое на обогатительной фабрике минеральное сырье и получаемые из него 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 используют следующие способы: измерение крупных кусков по трем взаимно перпендикулярным направлениям, ситовый анализ, седиментационный анализ, микроскопический анализ.

Все грохоты можно разделить на две основные группы: с неподвижной просеивающей поверхностью и подвижной.

Характер падения тел в жидкой или газообразной среде определяется взаимодействием трех сил: силы тяжести, подъемной силы и силы сопротивления среды.

Классификация - процесс разделения смеси минеральных зерен на классы различной крупности по скоростям их осаждения в водной или воздушной средах.

Классификация осуществляется в специальных аппаратах, называемых классификаторами.

Разделение частиц различной крупности в этих аппаратах происходит в потоках соответственно жидкости или воздуха.

Используются два основных способа разделения частиц: разделение в потоке, направление которого совпадает с направлением основных действующих на частицы сил и разделение в потоке, направление которого перпендикулярно или направлено под углом по отношению к действующим силам.

Основная литература: 1-3

Дополнительная литература: 4-7

Контрольные задания для СРС (тема 2) []

1.  Принцип действия неподвижных и подвижных грохотов.

2.  Производительность грохотов.

3.  Зависимость параметра Рейнольдса от параметра Лященко.

4.  Схемы классификаторов.

Тема №5 Процессы и аппараты для дробления и измельчения полезных искоапмых. (2 часа)

План лекции

1.  Процессы и аппараты для дробления и измельчения полезных ископаемых.

2.  Классификация и технологическое назначение процессов дробления и измельчения.

3.  Законы дробления.

4.  Основные конструкции аппаратов и характеристика процессов дробления. Область их применения.

5.  Основные конструкции аппаратов и характеристика процессов измельчения. Область назначения мельниц.

Дробление это процесс уменьшения размеров кусков полезных ископаемых путем разрушения их действием внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления, которые связывают между собой частицы твердого вещества.

По своему технологическому назначению различают три вида процессов дробления:

самостоятельное – продукты дробления являются конечными и не подвергаются дальнейшей обработке;

подготовительное – продукты дробления получают заданной крупности и подвергают последующей переработке;

избирательное – один из компонентов материала отличается незначительной прочностью и разрушается эффективнее другого, с их последующим разделением на крупности.

При обогащении полезных ископаемых дробление и измельчение применяют для разъединения сростков полезных ископаемых и породных минералов, содержащихся в исходном сырье, и доведения исходного материала до необходимой крупности или гранулометрического состава. Пределы крупности дробления и измельчения определяются размером вкрапленности извлекаемых ценных минералов. Эта крупность устанавливается опытным путем для каждого полезного ископаемого при исследовании его на обогатимость.

Классификация процессов и дробильно-измельчительных машин осуществляется по способу разрушения материала, который определяется видом используемой для разрушения энергии. Различают следующие способы:

-механический, осуществляемый за счет использования механических сил;

-пневматический – использование энергии пара или сжатого воздуха;

-электрогидравлический, электроимпульсный, электротермический – использование электроэнергии;

-аэродинамический – использование энергии струи газа, разгоняющей куски материала перед их столкновением;

-ультразвуковой, осуществляемый за счёт использования энергии ультразвука, вызывающей резонансные колебания в кусках материала и их разрушение.

Механическим дроблением называют процесс разрушения частиц горных пород под действием внешних механических усилий для получения продукта заданной крупности.

Дробимость является обобщающим параметром многих механических свойств и выражает энергоемкость процесса дробления породы.

Интенсивность процесса дробления характеризуется степенью дробления.

Степень дробления – показатель, указывающий, во сколько раз в результате дробления уменьшился размер наиболее крупных кусков полезного ископаемого. Степень дробления i определяется как отношение размера максимальных кусков Dmax, содержащихся в поступающем на дробление материале, к максимальному размеру кусков dmax, содержащихся в дробленном продукте:

Стадией дробления называют часть общего процесса дробления, осуществляемую в одной дробильной машине.

В зависимости от верхнего предела крупности дробленного продукта условно различают три стадии дробления: Крупное – 1200-300мм; Среднее – 300-75 мм; Мелкое – 75-10-15 мм;

Конечная крупность дробления полезного ископаемого перед обогащением определяется размером вкрапленности полезных минералов и применяемым методом обогащения.

Эффективность дробления Е, % называют отношение количества образованного при дроблении класса заданной крупности к количеству материала в исходном питании, требующего додрабливания.

Раскрытие минералов при дроблении и измельчении происходит вследствие разрушения кусков горных пород под действием внешних нагрузок. Для разрушения кусков породы необходимо преодолеть силы сцепления между отдельными кристаллами и внутри кристаллов. Эти силы определяют прочность горных пород, которая зависит от дефектов внутренней структуры.

Способы дробления и измельчения отличаются видом основной необратимой деформации:

Раздавливание - разрушение в результате сжатия куска между двумя дробящими поверхностями, наступающее после перехода напряжений за предел прочности на сжатие.

Раскалывание – разрушение в результате расклинивания куска между остриями дробящих поверхностей и последующего его разрыва.

Излом – разрушение в результате его изгиба при ребристой форме дробящих поверхностей.

Срезывание – разрушение, при котором материал подвергается деформации сдвига.

Истирание – разрушение кусков скользящей рабочей поверхностью машины, при котором внешние слои куска подвергаются деформации сдвига и постепенно срезаются вследствие перехода касательных напряжений за пределы прочности.

Удар – разрушение куска в результате воздействия динамических кратковременных нагрузок. Дробление ударом приводит к разрушению прежде всего по трещинам и поверхностям соприкосновения зерен отдельных компонентов.

В зависимости от свойств горных пород выбирается наиболее эффективный способ внешнего силового воздействия на куски породы с целью их дробления. Например, для прочных и не хрупких пород наилучшим способом разрушения может быть раздавливание или удар. На выбор способа дробления влияют также ценность полезного ископаемого и требования к качеству дробленного продукта. Если например, руда содержит хрупкие и ценные полезные минералы, то при ее дроблении необходимо максимально исключить эффект истирания, приводящий к переизмельчению руды и образованию труднообогатимых шламов.

За основу классификации дробильно-измельчительных машин и устройств принимают принцип их действия, т. е. способ разрушения, который определяется видом энергии, непосредственно используемой для разрушения материала.

Дробилки по принципу действия делятся на следующие типы:

1.  Дробилки преобладающего статического действия:

Щековые – с простым и со сложным движение щеки;

Конусные – с подвесным валом (ККД, КРД), с консольным валом (КСД, КМД);

Валковые – двухвалковые с гладкими валками, двух - и четырехвалковые с зубчатыми валками и одновалковые с зубчатым или с желобчатым валком.

2.  Дробилки динамического действия:

Ударные – молотковые, роторные и стержневые;

С безударным ротором – центробежные однодисковые и центробежные многодисковые.

На обогатительных фабриках большой производительности для крупного, среднего и мелкого дробления руд наиболее широко применяются конусные дробилки, отличающиеся высокой производительностью и действующие в основном по принципу раздавливания, частично – по принципу истирания и изгиба.

На фабриках средней производительности вместо конусных применяются щековые дробилки, отличающиеся более низкой производительностью.

Когда требуется высокая степень дробления при невысокой производительности, применяются валковые дробилки с гладкими валками.

Для мягких руд при необходимости получения как можно более низкого выхода мелочи применяют валковые зубчатые дробилки.