Результаты опытов грохочения

№	Масса пробы для опыта грохочения Mi, т	Время загрузки материала на грохот ti , c	Удельная нагрузка на грохот mi, т/(ч м^2)	Результаты ситового анализа				Эффективность грохочения Е, %
				Масса пробы для ситового анализа Qi, г		Масса класса –d в пробе для ситового анализа Pi, г	Содержание класса –d в пробе анализа β^-^d, %
1 2 3	М1 М2 М3			Надрешетный продукт	Q1 Q2 Q3	P1 P2 P3	β^-d(+)1 β^-d(+)2 β^-d(+)3	E1 E2 E3
Исходный материал	-	-	-	Qисх		Рисх	β^–dисх

Использование результатов опытов. По результатам опытов строится графическая зависимость эффективности грохочения Е от удельной нагрузки на грохот m_i и формулируется вывод о зависимости эффективности от производительности.

Оформление отчета - см. введение.

Работа 6. Денсиметрический (фракционный) анализ

Цель работы - исследование полезного ископаемого на обогатимость гравитационным методом (при разделения по плотности), построение кривых обогатимости.

Основные понятия. Денсиметрический (фракционный) анализ - разделение исходного материала на фракции различной плотности с помощью тяжелых жидкостей с последующим анализом их на содержание расчетного компонента.

Тяжелая жидкость - жидкость с плотностью больше 1000 кг/м³.

Обогатимость полезного ископаемого - способность последнего более или менее четко разделяться на продукты разного минералогического состава по определенному свойству (при гравитационных процессах - по плотности).

Аппаратура. Плексигласовые или стеклянные бачки емкостью 1-1,5 л, наполненные тяжелой жидкостью - водным раствором хлористого цинка. Предпочтительна следующая шкала плотности растворов, кг/м³: 1300, 1400, 1500, 1600 и 1800. Сетчатые черпачки; емкости с сетчатым дном (помещающие в бачки); фарфоровые чашки; весы.

Исходный материал и схема опыта. Уголь крупностью  3+1 мм. Масса навески для опыта 400 г. Схема опыта приведена на рис. 10.

Рис.10. Схема денсиметрического анализа

∆ - плотность раствора ZnCl₂; - промывка горячей, затем холодной водой, сушка, взвешивание

Порядок выполнения работы.

1. Навеску исходного угля опускают сначала в сосуд с жидкостью с наименьшей плотностью (1300 кг/м³). Для удобства переноса угля из одной жидкости в другую используют сосуд с сетчатым дном, который вставляют в банку с жидкостью плотностью 1300 кг/м до начала расслоения. Часть угля, всплывающая в этой жидкости, является фракцией, плотность которой меньше плотности жидкости, т.е. меньше 1300 кг/м³. Всплывшую фракцию тщательно собирают сетчатым черпаком еще в одну емкость с сетчатым дном, дают тяжелой жидкости стечь в бачок, в котором происходило расслоение, тщательно промывают холодной и горячей водой и помещают в фарфоровую чашку для сушки.

2. Утонувшую часть угля в жидкости плотностью 1300 кг/м³ вместе с емкостью с сетчатым дном вынимают из бачка, дают тяжелой жидкости стечь и переносят в следующий сосуд с более плотной жидкостью (1400 кг/м³), где снова происходит разделение угля на всплывшую и потонувшую фракции. Всплывший в жидкости плотностью 1400 кг/м³ уголь (фракция плотностью 1300-1400 кг/м³) собирают в отдельную чашку, а потонувшую часть переносят в следующий сосуд с жидкостью плотностью 1500 кг/м³, где повторяют тот же процесс разделения и удаления всплывшей фракции, что и в жидкостях с меньшей плотностью. Разделение последовательно повторяют для жидкостей плотностью 1600 и 1800 кг/м³. В результате получают шесть фракций.

3. Полученные фракции тщательно промывают сначала горячей, потом холодной водой, высушивают и взвешивают. Массу фракции записывают в таблицу результатов анализа (табл. 6).

Таблица 6

Результаты фракционного (денсиметрического) анализа исходного угля

Плотность фракции, кг/м^3	Масса, кг	Выход, %	Зольность, λ %	γλ	Всплывшая фракция			Утонувшая фракция
					γ↓	∑γβ↓	β=∑γλ↓/∑γ↓	∑γ↑	∑γλ↑	υ=∑γλ↑/∑γ↑
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
<1300	Q1	γ1	λ1	γ1 λ1	γ1	γ1λ1	β1=λ1	100	∑γλ	υ6=λ0
1300-1400	Q2	γ2	λ2	γ2 λ2	γ1+γ2	γ1λ1+ +γ2λ2		-	-	-
1400-1500	Q3	γ3	λ3	и т.д	и т.д.	и т.д	и т.д.-	-	-	-
1500-1600	Q4	γ4	λ4		-	-	-	и т.д	и т.д	и т.д
1600-1800	Q5	γ5	λ5		-	-	-	γ6+γ5	γ6λ6+ +γ5λ5
>1800	Q6	γ6	λ6		100	∑γλ	β0= λ0	γ6	γ6λ6	υ1=λ6
Итого:	∑Q	100	λ0	∑γλ	100	λ0

Примечания: λ₀ – содержание золы в исходном угле, λ₀=∑γλ/∑γ. Графы 2, 3 и 4 получают по результатам анализа, остальные заполняют после расчета. Величины ∑γ_i↓ (графа 6) и ∑γ_iλ_i↓ (графа 7) получают суммированием данных соответственно граф 3 и 5 (сверху вниз). 4) Величины ∑γ_i↑ (графа 9) и ∑γ_iλ_i↑ (графа 10) получают суммированием данных соответственно граф 3 и 5 (снизу вверх). Величины β=∑γλ↓/∑γ↓ (графа 8) получают делением данных графы 7 на данные графы 6

Анализ результатов. Проводится химический анализ фракций на содержание в них золы - расчетного компонента для углей (в целях экономии времени этот анализ можно не делать, тогда содержание золы по фракциям задается преподавателем), И в том, и в другом случаях зольность каждой фракции (содержание в ней золы) записывается в таблицу результатов (табл.6). Для каждой фракции по формуле (1) рассчитывают ее выход.

Для каждого значения плотности разделения (1300, 1400, 1500, 1600 и 1800 кг/м³) рассчитывают суммарные результаты для всплывшей и осевшей частей по выходам и зольности отдельных фракций. Результаты такого расчета сводят в таблицу результатов.

Кривые обогатимости (рис. 11) включают кривые λ, β и θ, а также кривую плотности ρ. Все четыре кривые строятся на одном графике.

Кривая λ - элементарная кривая распределения золы по отдельным фракциям. Она строится по данным гр. 3 и 4 табл. 10 при допущении, что элементарный слой фракции с зольностью, соответствующей зольности всей фракции, расположен в среднем ее слое. Таким образом, для построения точки 1 кривой λ по оси ординат сверху вниз откладывают значения выхода γ_1/2, по оси абсцисс - зольности λ₁; для точки 2 выход γ₁+γ_2/2, зольность λ₂; для точки 3 координаты γ₁+ γ₂+γ_3/2; λ₃ и т.д.

Для удобства построения кривой λ рекомендуется на осях координат (рис. 11) построить сначала квадрат 100 × 100 мм. Вертикальная сторона квадрата соответствует выходу всего материала (100 %), горизонтальная - его зольности (максимальное значение ее тоже равно 100 %). После этого разбить весь квадрат по высоте (сверху вниз) на отдельные фракции пропорционально их выходам (линии а-а^΄, б-б^΄, в-в^΄, г-г^΄, д-д^΄ на рис. 11). Для каждой фракции построить прямоугольники, высота которых равна выходу фракции, а длина - ее зольности. Площадь, ограниченная осями координат и ступенчатой линией, образованной сторонами этих прямоугольников, будет пропорциональна количеству золы в исходном угле.

К ривую λ получим, соединив плавно середины сторон построенных прямоугольников и продолжив эту линию до пересечения с верхней и нижней сторонами квадрата.

Кривая β (для угля - кривая концентрата) показывает зависимость между суммарным выходом всей всплывшей фракции (концентрата) при определенной плотности и содержанием золы в этой суммарной фракции. Она строится по данным гр. 6 и 8 табл. 6. Очевидно, что точки этой кривой (рис. 11) будут лежать на линиях а-а^΄, б - б^΄, в-в^΄, г-г^΄, д-д^΄ которые отвечают соответствующим суммарным выходам. На верхней стороне квадрата кривая β совпадает с кривой λ, точка пересечения кривой β с нижней стороной квадрата соответствует λ₀, т.е. содержанию золы в исходном угле.

Кривая θ (для угля - кривая хвостов) дает зависимость между суммарным выходом всей осевшей фракции (хвостов) при определенной плотности и содержанием золы в этой суммарной фракции; как и кривой β, будут лежать на линиях а-а^΄, б-б^΄, в-в^΄, г-г^΄, д-д^΄ (рис. 5). На нижней стороне квадрата кривая θ совпадает с кривой λ, а верхнюю стороной квадрата кривая θ пересекает в точке, соответствующей λ₀.

Рис. 12. Виды кривых обогатимости

Кривая ρ - кривая плотности дает зависимость между суммарным выходом всей всплывшей части и плотностью; строится по данным гр. 1 и 6 табл. 10. При этом можно также использовать вспомогательные линии а-а^΄, б-б^΄, в-в^΄, г-г^΄, д-д^΄. Чтобы кривая не сливалась с другими и ею удобно было бы пользоваться, значения плотности откладывают на верхней стороне квадрата слева направо (рис. 11).

Вид кривой λ характеризует обогатимость полезного ископаемого, т.е. его способность разделяться на продукты разного минералогического состава по заданной плотности (рис. 12). На рис. 6, а – идеальная кривая обогатимости, 6, б – легкая обогатимость. Труднообогатимый уголь нельзя разделить сразу на два конечных продукта. При гравитационном обогащении труднообогатимых углей можно получить либо три продукта - концентрат, хвосты и промпродукт (рис.,12 в), либо только концентрат либо только хвосты. Необогащенную часть требуется дополнительно додрабливать и затем снова обогащать. Применение гравитационных процессов для обогащения очень труднообогатимых углей (рис. 6, г) невозможно.

По кривым β и θ можно определять теоретические (максимально возможные) результаты обогащения, например, выходы концентратов и хвостов, зольность хвостов по заданной зольности концентрата или, наоборот, зольности продуктов и выход хвостов по заданному выходу концентрата.

По кривой ρ можно определить необходимую плотность разделения для получения заданных результатов разделения или, наоборот, для данной плотности разделения определять возможные показатели обогащения (при этом дополнительно используются также и кривые β и θ).

Оформление отчета - см. введение.