- •Федеральное агентство по образованию
- •1.2 Обогащение, его цели и задачи
- •1.2.1 Экономическая целесообразность обогащения
- •1.2.2 Классификация руд
- •Лекция 2. Классификация методов обогащения
- •2.1 Продукты и показатели обогащения
- •Методы обогащения полезных ископаемых
- •2.3 Операции и процессы обогащения
- •Лекция 3. Грохочение
- •Процесс грохочения
- •Гранулометрический состав руды и продуктов обогащения
- •Виды операций грохочения
- •3.4 Эффективность грохочения
- •Лекция 4. Аппараты для грохочения
- •4.1 Классификация грохотов
- •4.2 Колосниковые грохоты
- •4.3 Дуговые грохоты
- •4.4 Плоскокачающиеся грохоты
- •4.5 Полувибрационный (или гирационный) грохот
- •4.6 Вибрационные грохоты
- •4.7 Просеивающие поверхности
- •Лекция 5. Дробление
- •5.1 Процесс дробления
- •5.2 Стадии и степень дробления
- •5.3 Способы дробления
- •5.4 Технология дробления
- •Схемы дробления состоят из отдельных стадий дробления, включающих предварительное и поверочное грохочение.
- •Лекция 6. Машины для дробления
- •Классификация дробилок
- •6.2 Щековые дробилки
- •Конусные дробилки
- •Дробилки ударного действия
- •Лекция 7. Измельчение
- •7.1 Процесс измельчения
- •7.2 Конструктивные особенности мельниц (шаровые, стержневые, самоизмельчения)
- •7.3 Скоростные режимы мельниц
- •7.4 Технология измельчения
- •Лекция 8. Закономерности падения минеральных зерен
- •8.1 Закономерности свободного падения частиц
- •8.2 Универсальный метод определения конечной скорости движения частиц (метод Лященко)
- •Размер частиц, , мм
- •Лекция 9. Классификация
- •9.1 Процесс классификации
- •9.2 Спиральные классификаторы
- •9.3. Гидроциклоны
- •9.4. Гидравлические классификаторы
- •Лекция 10. Гравитационный метод обогащения
- •10.1 Гравитационные процессы обогащения
- •Процесс отсадки, отсадочные машины
- •10.3 Обогащение на концентрационных столах
- •10.4 Обогащение на шлюзах
- •Обогащение на винтовых сепараторах
- •10.6 Обогащение в центробежных аппаратах
- •Лекция 11. Флотация
- •Область применения флотационного метода обогащения
- •Элементарный акт флотации
- •Распределение операций флотации по камерам флотационных машин
- •Лекция 12. Флотационные реагенты
- •12.1 Классификация и назначение флотационных реагентов
- •12.2 Собиратели
- •12.3 Пенообразователи
- •12.4 Депрессоры
- •12.5 Активаторы
- •12.6 Регуляторы среды
- •Лекция 13. Флотационные машины
- •13.1 Классификация флотационных машин
- •13.2 Машины механического типа
- •13.3 Пневмомеханические машины
- •13.4 Пневматические машины
- •Лекция 14. Магнитный, электрический и специальные методы обогащения
- •14.1 Теоретические основы процесса магнитной сепарации
- •14.1.1 Магнитные поля сепараторов
- •14.1.2 Магнитные сепараторы
- •14.2 Электрические методы обогащения
- •14.3 Специальные методы обогащения
- •Лекция 15. Обезвоживание продуктов обогащения
- •15.1 Операции сгущения, аппаратурное оформление
- •15.2 Фильтрование продуктов обогащения
- •15.3 Сушка продуктов обогащения
- •Лекция 16. Опробование и контроль процессов обогащения
- •Виды и масса проб
- •16.2 Технологический и товарный баланс продуктов обогащения
- •Библиографический список
8.2 Универсальный метод определения конечной скорости движения частиц (метод Лященко)
Применяется для определения конечных скоростей движения частиц любой крупности и плотности в различной среде.
1. Определяем силу тяжести частицы, зная ее размер, плотность и среду:
G0 = d3 (δ- Δ) g/6
где d – размер частицы, м;
δ – плотность частицы, кг/м3;
Δ – плотность среды, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
2. Определяем значение параметра Лященко по формуле:
Re2ψ = G0 Δ / μ2
3. Зная значение параметра Лященко, по диаграмме Лященко Re2 ψ - Re определяем значение параметра Рейнольдса (Re).
4.Определяем конечную скорость падения частицы по формуле:
υ0 = Re μ / (d Δ).
Зависимость между конечной скоростью падения зерен , их диаметром d и плотностью можно изобразить графически диаграммой Чечотта (рис. 8.1):
Если в формуле Риттингера kпринимаем А и А-const
числа =x, то уравнение υ=Ax – это уравнение прямой. По оси абсцисс откладываем, а по оси ординат υ.
Угол наклона прямой будет зависеть от плотности δ минерала. Чем > плотность, тем больше угол наклона.
Размер частиц, , мм
Рис. 8.1 Диаграмма Чечотта
Допустим, имеем смесь кварца и галенита, которая подвергается разделению в гидравлическом трехкамерном классификаторе. Если скорость восходящей струи в первой камере =υ1, то в первой камере выпадут зерна галенита (d1-d2), так как скорость этих зерен >υ1. Зерна кварца в этом отделении не выпадут, так как наибольшее зерно кварца имеет размер d1 и в лучшем случае оно будет во взвешенном состоянии. Все оставшиеся зерна SiO2 и PbS перейдут во вторую камеру, так как у них конечная скорость падения меньше υ1. В следующей камере ΙΙ, где скорость восходящего потока υ2 выпадут зерна
PbS d2 – d3
SiO2 d1 – d2
В ΙΙΙ камере, где υ3 выпадут зерна
PbS d3 – d4
SiO2 d2 – d3
Зерна кварца мельче d3 пойдут в слив.
= е – равнопадаемые (d1 – кварца, d2 – галенита).
Для того, чтобы при разделении смеси зерен различных минералов избежать попадания крупных легких частиц (т.е. частиц с меньшей плотностью) в тяжелый продукт, а мелких тяжелых в легкий и обеспечить четкость разделения минеральных зерен различной плотности, необходимо крупность разделения материала иметь в пределах коэффициента равнопадаемости.
Если, например, коэффициент равнопадаемости, вычисленный по вышеприведенным формулам, для крупных зерен равен 4. Это значит, что для эффективного разделения минералов отношение максимального и минимального размера зерен в продукте недолжно превышать 4. Например, на обогащение должен поступать класс -20+5 мм или -8+2 мм.
Коэффициент равнопадаемости используется:
- для определения шкалы сухой классификации (грохочения) перед обогащением руды на отсадочных машинах. Отсадка протекает эффективнее, если крупность зерен в каждом классе не превышает коэффициент равнопадаемости.
- для гидравлической классификации по равнопадаемости перед обогащением на концентрационных столах. Каждый класс материала обогащается на отдельном столе. В зависимости от крупности материала меняется тип стола, режим его работы.
Законы падения минеральных зерен в воде, рассмотренные нами, не полностью отражают процессы разделения и применимы лишь к свободному падению зерен. На самом же деле в промышленных аппаратах движение частиц происходит в условиях массового падения зерен. Каждое зерно при этом испытывает влияние других зерен, находящихся рядом. Возникает дополнительное сопротивление, вызываемое трением частиц друг о друга и о стенки камеры. Среда разделения также испытывает воздействие всей движущейся массы. Движение в таких условиях называется стесненным.
Конечные скорости стесненного падения частиц всегда ниже скоростей их свободного падения и зависит от вязкости среды (или суспензии), которая увеличивается с увеличением содержания твердого в суспензии. В свою очередь вязкость суспензии или пульпы зависит от степени разрыхления минеральных частиц в восходящей струе воды.
Коэффициент разрыхления зависит от скорости восходящей струи воды. Эта скорость для начала разрыхления должна составлять 1/20 скорости свободного падения.
Лященко В.П. установлена следующая зависимость между скоростью стесненного падения и скоростью свободного падения частиц.
υст.. = υ0 , м/сек.
где υ ст. – конечная скорость стесненного падения, м/сек.
υ0 – конечная скорость свободного падения, м/сек.
- коэффициент разрыхления, доли ед-ц
n – показатель степени (5-7,5) увеличивающийся с увеличением крупности классифируемой минеральной смеси.
представляет собой отношение объема промежутков между взвешенными зернами к полному объему V1, занимаемому взвесью. Определяется по формуле
= ,
где V2 – объем, занимаемый твердыми частицами в объеме взвеси.
Вследствие снижения скоростей падения частиц в стесненных условиях, по сравнению со свободным падением, происходит соответственно изменение коэффициента равнопадаемости.
В стесненных условиях значение коэффициента равнопадаемости выше, чем при свободном падении.