Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

В.В. Ворончихина Переработка и комплексное использование сырья

.pdf
Скачиваний:
95
Добавлен:
19.08.2013
Размер:
160.31 Кб
Скачать

1

Министерство образования Российской Федерации

Кузбасский государственный технический университет

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Переработка и комплексное использование сырья

Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальностей 090200 и 090500

Составители В.В.Ворончихина Н.И.Кощеева

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 7 от 28.11.99

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 090300 Протокол № 7 от 28.11.99

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2000

2

Программа

Введение

Большие объемы добычи и переработки различных руд, углей и другого минерального сырья, увеличение системы механизации добычных работ и ухудшение качества добываемых полезных ископаемых приводят к все более возрастающему значению обогащения полезных ископаемых перед процессом дальнейшего их использования, вызывают необходимость разработки и создания новых технологий, при которых все составные части полезного ископаемого разделяются на различные товарные продукты, экономически эффективно используемые в народном хозяйстве. В большинстве случаев дальнейшее применение добытых полезных ископаемых (ПИ) без предварительного процесса обогащения невозможно.

Полезные ископаемые, добываемые из недр земли, представляют собой смесь кусков отдельных минералов с различными физическими и химическими свойствами и их сростков. Подвергая полезные ископаемые ряду последовательных процессов переработки, получаем конечный товарный продукт.

Процессы первичной обработки минерального сырья, в результате которых происходит отделение полезных минералов от пустой породы, называется обогащением полезных ископаемых. На современных гор- но-обогатительных комбинатах переработка полезных ископаемых представляет собой сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя добычу, транспортирование, дробление, обогащение, отгрузку продуктов обогащения и складирование отходов производства.

Целесообразность использования продуктов обогащения с повышенным содержанием ценного компонента в концентратах определяется технико-экономической эффективностью последующих процессов металлургической или химической технологий их переработки.

Удаление вредных примесей также зачастую является не менее важным, чем повышение содержания ценного компонента в концентрате.

Применяя различные схемы процессов и операций переработки ПИ на обогатительных фабриках (ОФ), можно управлять качеством товарного продукта с учетом требований потребителя.

3

1.Основные понятия обогащения полезных ископаемых

Полезные ископаемые и их значения в народном хозяйстве. Экономическая целесообразность переработки полезных ископаемых. Обогащение полезных ископаемых. Товарный баланс. Технологические показатели обогащения, их использование при расчетах. Перспективы развития обогащения полезных ископаемых.

2. Опробование месторождения полезных ископаемых при эксплуатации. Контроль качества продуктов переработки

Основные понятия: проба и ее назначение. Опробование месторождений, товарных продуктов и отходов производства. Стандарты на товарную продукцию и составление норм качества. Аттестация продукции на горно-обогатительных предприятиях.

3.Усреднение полезных ископаемых

Значение процессов усреднения при добыче и обогащении полезных ископаемых. Усреднение на открытых складах, в бункерах. Параметры оценки качества усреднения.

4.Подготовительные процессы

Разделение полезных ископаемых по крупности, сущность и назначение процесса. Определение гранулометрического состава материала. Аппараты для грохочения. Эффективность грохочения. Дробление, измельчение. Назначение, сущность и основные параметры этих процессов. Аппараты для дробления и измельчения.

Классификация. Назначение и эффективность классификации. Закономерности движения тел в среде. Свободное и стесненное падение. Коэффициент равнопадаемости. Аппараты для классификации.

5.Обогатительные процессы

Гравитационные методы обогащения. Сущность процессов.

4

Фракционный анализ. Оценка обогатимости углей. Основы процесса отсадки, виды отсадки. Обогащение в потоке воды, текущей по наклонной плоскости. Обогащение в минеральных суспензиях. Аппараты гравитационного обогащения.

Флотация. Физико-химические основы флотационного разделения. Флотационные реагенты. Флотационные машины. Технология флотации.

Магнитные и электрические методы обогащения. Основы мето-

дов.

Специальные и комбинированные методы. Сортировка ПИ. Обогащение по трению, форме, избирательное дробление. Химическое обогащение.

6.Вспомогательные процессы

Процессы обезвоживания: дренирование, центрифугирование, фильтрование, сгущение, сушка. Характеристика каждого процесса, применяемое оборудование.

7. Окускование продуктов обогащения

Брикетирование углей, агломерация руд. Окомкование концентра-

тов.

8.Комплексное использование сырья. Охрана окружающей

среды при переработке ПИ

Источники загрязнения водного и воздушного бассейна на обогатительных фабриках и меры по их сокращению. Очистка сточных вод. Безотходная технология обогащения полезных ископаемых. Обеспыливание и охрана воздушного бассейна.

5

Методические указания

Введение

1

Добываемое из земной коры минеральное сырье, которое при существующих технико-экономических условиях может эффективно использоваться в народном хозяйстве, называется полезным ископаемым. Полезные ископаемые обычно представлены металлическими, неметаллическими и нерудными минералами, особую группу составляют угли и сланцы.

Только незначительная часть добываемых ПИ пригодна для непосредственной переработки, большая же часть полезных ископаемых перед дальнейшим использованием требует предварительной обработки с целью повышения содержания полезных компонентов в добываемом сырье.

В процессе обогащения получается несколько продуктов: концентраты, промежуточные продукты, отходы обогащения. Необходимо знать, что основными показателями, характеризующими процесс обогащения, являются: содержание полезного компонента в исходном сырье и в продуктах обогащения, выходы продуктов обогащения, извлечение компонентов в продукты обогащения.

Баланс, составленный по данным опробования всей фактически переработанной руды и выданного товарного продукта с учетом механических потерь и остатков незавершенного производства, называется товарным балансом [1,с.5-18], [2,с.5-18].

Вопросы для самопроверки:

1.Что такое обогащение полезных ископаемых и его задачи?

2.Роль обогащения в народном хозяйстве.

3.Дайте краткую характеристику продуктов обогащения.

4.Технологические показатели, назовите их.

2

Опробование полезных ископаемых - совокупность операций по отбору проб исходного сырья и продуктов его обогащения и подготовки их к анализу. Взятая по определенным правилам из общей массы ПИ

6

некоторая ее часть, называется пробой. В зависимости от целевого назначения пробы классифицируются на минералогические, химические, технологические. Разновидность методов отбора проб.

Повышение качества выпускаемой товарной продукции является одной из важнейших задач производства. Назначение операций опробования и контроля.

Стандарт - разработанный нормативно-технологический документ, устанавливающий комплекс определенных норм (правил), требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентными органами. Нормы показателей качества (НПК) разрабатываются отдельно для каждого выпускаемого продукта переработки с учетом принятой технологии, обеспечивают выполнение плановых показателей по качеству, способствуют совершенствованию техники и технологии добычи и обогащения ПИ, росту производительности труда и снижению себестоимости продукции.

Пластовые и эксплуатационные пробы. Производственное и потребительское качество. Технологический баланс. Товарный баланс. Аттестацию продукции по трем категориям качества производит Государственная аттестационная комиссия (ГАК)[1,c.196-202], [2,с.259- 267],[3,c.234-242].

Вопросы для самопроверки:

1.Классификация пробы по целевому назначению.

2.Способы отбора проб.

3.Что такое эксплуатационная проба?

4.Что такое производственное и потребительское качество?

Усреднение

Поступающее на обогатительную фабрику сырье различается по качеству, неоднородность его состава затрудняет обогащение и отрицательно сказывается на эффективности процессов. Повышение качества выпускаемой продукции и рост технико-экономических показателей горно-обогатительных предприятий во многом зависят от однородности качественного состава поступающих на переработку полезных ископаемых.

7

Повышение однородности и стабилизация качества сырья достигаются его усреднением, которое осуществляется штабельным складированием на открытых и закрытых складах и бункерным или полу - бункерным складированием.

Коэффициент усреднения и эффективность усредненияпоказатели оценки качества усредненного сырья [2,с.217-222], [3,c.250-251].

Подготовительные процессы

В большинстве случаев ПИ поступают на обогатительную фабрику в виде кусков различной крупности.

Грохочение- процесс разделения кускового и сыпучего материала по крупности на грохотах, т.е. на аппаратах, снабженных просеивающими поверхностями (ситами). Виды операций грохочения: предварительное, подготовительное, самостоятельное, избирательное, обезвоживающее.

Распределение кусков (зерен) по классам крупности характеризует гранулометрический состав. Способы, используемые для определения гранулометрического состава. Ситовый анализ и построение кривых характеристики крупности.

Машины и установки, служащие для грохочения материала, называются грохотами. Классификация грохотов, принцип их действия, схема устройства, область применения. Просеивающие поверхности грохотов. Производительность и эффективность грохочения - технологические показатели процесса. Факторы, влияющие на эффективность грохочения [1,с.18-35], [2,с.19-34].

Дробление. При обогащении полезных ископаемых операции дробления и измельчения предназначены для уменьшения размеров кусков исходного сырья и продуктов переработки до заданной крупности. Назначение операций дробления. Способы разрушения. Оценка результатов дробления и измельчения. Схемы дробления. Дробилки щековые, валковые, конусные, молотковые – устройство и принцип их действия. Область применения [1,c.50-71], [2,c.34-47].

Измельчение рассматривается как дальнейшее уменьшение крупности с целью раскрытия сростков минералов для их разделения. Назначение операций измельчения. Схемы измельчения.

8

Классификация мельниц: шаровые, стержневые, галечные и самоизмельчения, принцип их работы. Режимы работы мельниц. Оценка крупности измельченного продукта [1, с.71-84], [2, c.47-57].

Классификация. Назначение. Закономерности падения минеральных зерен в воде и воздухе. Свободное и стесненное падение. Коэффициент равнопадаемости. Процесс классификации. Принцип действия и область применения механических, гидравлических, центробежных и воздушных классификаторов [1, c.35-50], [2, c.57-77].

Вопросы для самопроверки:

1.Факторы, влияющие на эффективность грохочения?

2.Какие грохоты вы знаете?

3.Построить суммарную характеристику крупности по «плюсу».

4.Что называется классом крупности?

5.Какие виды дробления вы знаете?

6.Дайте определение степени дробления?

7.Недостатки щековых и конусных дробилок.

8.Какие режимы работ мельниц вы знаете?

9.Принцип работы стержневых мельниц?

10.Что используется в качестве дробящих тел в мельницах?

11.Для чего применяются классификаторы?

12.Как регулируется работа механических классификаторов?

13.Что такое гидравлическая классификация?

Обогатительные процессы

Любое обогащение основано на использовании различий в свойствах между разделяемым полезным компонентом и пустой породой. Методы обогащения различают по основным физическим или химическим свойствам минералов, используемых для их разделения: плотность, магнитная восприимчивость, электропроводность, смачиваемость, радиоактивность, оптические свойства и др. Наиболее распространенными методами обогащения являются: гравитационные, флотационные, магнитные и электрические.

9

К гравитационным методам относят обогащение в минеральных суспензиях (тяжелых средах), отсадку, обогащение в потоках воды, текущей по наклонной плоскости. Общие положения.

Фракционный состав полезных ископаемых по плотности. Назначение. Таблица фракционного анализа, кривые обогатимости. Определение теоретических результатов разделения на продукты обогащения

[2, с. 77-81].

Обогащение в минеральных суспензиях – наиболее эффективный метод обогащения. Минеральные суспензии, состав и их свойства, влияющие на процесс разделения. Сепараторы для обогащения в минеральных суспензиях. Классификация сепараторов [1, c. 89-99], [2, c.88-95].

Отсадка – процесс разделения, основанный на разнице скоростей движения минеральных зерен в пульсирующей среде разделения. Основы процесса отсадки. Отсадочные машины: беспоршневые, диафрагмовые, поршневые, с подвижным решетом. Способы разгрузки продук-

тов [1, с. 85-89], [2, c. 81-88].

Обогащение в потоке воды, текущей по наклонной плоскости,

осуществляется в наклонных водных потоках малой глубины (толщины). Разделение минеральных частиц по плотностям и крупности происходит за счет различия в характере их движения. Принцип работы желобов, шлюзов, концентрационных столов. Винтовые сепа-

раторы [2, с. 99-114].

Вопросы для самопроверки:

1.Сущность процесса обогащения в минеральных суспензиях?

2.Классификация сепараторов для обогащения в минеральных суспензиях.

3.Что такое регенерация суспензии?

4.Фракционный анализ, его цель.

1.Какие существуют способы разгрузки продуктов отсадки?

2.Способы создания пульсирующих потоков воды в отсадочных машинах?

3.Принцип работы концентрационного стола.

4.Назовите оперативные факторы регулировки концентрационных столов?

5.Винтовые сепараторы, принцип их действия.

10

Флотация широко применяется для обогащения большинства руд, мелких классов угля, для очистки сбросовых вод.

Флотационный метод обогащения основан на использовании различий в естественной или искусственно создаваемой смачиваемости поверхности минералов. Разновидности флотации. Флотационные реагенты – химические вещества, вводимые в пульпу для создания благоприятных условий избирательной флотации минералов. Собиратели, пенообразователи, модификаторы. Технологические факторы, влияющие на процесс: подготовка пульпы, гранулометрический состав и свойства поверхности исходного сырья, время флотации, степень аэрации, реагентный режим и др. Схемы флотации. Флотационные машины механического, пневматического и пневмомеханического типа

[1, с.124-157], [2, c.118-149].

Вопросы для самопроверки:

1.Что называется флотацией?

2.Какие тела называются гидрофобными и гидрофильными?

3.Какие реагенты называются депрессорами?

4.Назначение реагентов-регуляторов?

5.Принцип действия флотационной машины механического типа.

6.Какая операция флотации называется прямой, а какая обратной?

Магнитное обогащение основано на различии магнитных свойств разделяемых минералов. Физические основы магнитного обогащения: магнитное поле, магнитная восприимчивость, напряженность магнитного поля.

Электрическое обогащение – процесс разделения минералов в электрическом поле за счет различия их электрических свойств. Теоретические основы метода.

Сепараторы для магнитного и электрического обогащения, их классификация, принцип действия и область применения [1, с.159–170], [2, c.149-169].