Механизм разделения частиц в силовых полях
Процесс разделения смеси минеральных зерен обусловливается действием второго закона термодинамики и требует расходов энергии, как и процесс смешивания. Для организации непрерывности процесса разделения минеральных частиц по их свойствам необходима организация их непрерывного движения в разных направлениях, то есть свойства минералов должны позволять изменять траекторию зерен в разной мере. Это значит, что величина взаимодействия минералов с силовым полем должна быть разной.
На зерна смеси, которая находится в несущем потоке жидкости или газа или на таком механическом устройстве (конвейерная резиновая лента), действуют разные силы: - гравитационная (сила тяжести), Архимедова (сила всплытия), инерционная (центростремительная, центробежная), прилипания (адгезии), магнитная или электромагнитная (электростатическая). Так как векторы результирующих сил двух частиц будут отличаться по величине и направлению, то скорости движения и траектории этих частиц также будут разными, что и приведет к их разделению и образованию потоков. Независимо от числа действующих сил, метод разделения-обогащения имеет название того взаимодействия частицы и поля, которая имеет подавляющее влияние на процесс разделения - магнитное, гравитационное, флотационное, классификационное обогащение.
Методы обогащения различают по основным физическим или физикохимическим свойствам минералов, которые используются для их разделения: плотности, магнитной восприимчивости, электропроводимости, смачиваемости (естественной или искусственной), радиоактивности, оптическим свойствам (блеск, цвет), растворимости и др. Больше всего распространены методы обогащения - гравитационный, флотационный, магнитный и электрический. Другие методы обогащения - специальные и комбинированные гораздо меньше распространенные, но их роль непрерывно растет в связи с ухудшением качества добываемого сырья прежде всего снижением содержания железа (табл. 1.6).
Технология обогащения сырья или топлива состоит из отдельных
28
технологических операций, в которых материал поддается механическому действию рабочих органов оборудования, изменяет свое физическое состояние и разделяется на продукты обогащения.
Таблица 1.6 Классификация методов, процессов и продуктов обогащения (основные понятия технологии)
|
В результате обогащения исходного сырья получают продукты с разным содержанием ценного компонента: концентрат (или несколько концентратов) и хвосты (отходы).
Концентраты - продукты, в которых сосредоточена основная масса ценного или ценных компонентов (минералов, металлов, элементов). Качество концентратов регламентируется по содержанию в них названных ценных компонентов и содержанию балластных и вредных примесей, соответствующими техническими условиями (ТУ) или государственными стандартами (ДСТУ).
Хвосты (отходы) - продукты, в которые переходит большая часть пустой породы, вредных примесей и незначительная частица полезных компонентов. Качество хвостов (отходов) также регламентируется нормами допустимых потерь в них ценных компонентов и другими параметрами, связанными с условиями транспортировки хвостов, их складированием, рациональным использованием земельных угодий и охраны окружающей среды.
Промежуточные продукты (промпродукты) - механическая смесь сростков с раскрытыми зернами полезных компонентов и пустой породы. Они характеризуются более низким в сравнении с концентратами и более высокими по сравнению с хвостами содержанием ценных компонентов.