основы обогащения полезных ископаемых

специальные методы

суммы магнитной (электрической и др.) и механических сил на частицы,

обладающие различными физическими свойствами (магнитная восприимчивость, удельная электропроводность и т.п.)

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

утяжелителя в ТЖС
выделение железного скрапа перед оборудованием
доводка гравитационных концентратов
операция размагничивания
Предконцентрация

для скарновых магнетитовых, пирротиновых медно-никелевых руд
Электрические
Россыпи реже коренные руды редких металлов, доводка концентратов
Специальные
Радиометрические (радиоактивность, рентгеновское излучение)
- предконцентрация
Фотометрические (алмаз)
По трению

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

трибоэлектрический эффект и др.
Трение
Радиометрическое излучение – рентген, радиоактивность и т.п.

Свечение

Размер минеральных выделений и среда разделения

Сухая магнитная сепарация -100(50) + 6 (3) мм; для сильномагнитных минералов крупность выше, для слабомагнитных -20 (30)мм
Мокрая магнитная сепарация -3 (6) мм
Электрическая сепарация (только сухой материал) от 3(4) мм до 0,5 мм

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

магнитного поля
 являются электрические
движущиеся заряды (токи)
и изменяющееся во времени

электрическое поле.
Действует на частицы,
имеющие магнитные моменты.

восприимчивости

gradH имеет размерность [кА/м2].
Магнитная восприимчивость χоб данного минерала (вещества)

– это физическая константа, зависящая от химического состава вещества, его кристаллического строения, крупности. Характеризует способность вещества к намагничиванию. Уменьшается с ростом температуры и увеличением дисперсности минерала

Магнитная проницаемость - физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля. в веществе

Магнитная
индукция В, Тл

Удельная магнитная восприимчивость вещества (м3/кг)

0

Магнитная сила

μ0 - магнитная проницаемость вакуума – 4π·10-7 Вб/А;

ρ – плотность, кг/м3

необходимо иметь градиент магнитного поля
проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

полем
(Н= 80-120 кА/м)
Открытые магнитные системы, используют постоянные магниты (ранее

электромагниты)
Обогащение руд с сильномагнитными минералами

Сепараторы с сильным магнитным полем
(Н=800-1600 кА/м)
Замкнутые магнитные системы (электромагниты)
Обогащение слабомагнитных руд

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

верхней (скорость выше, применяют для кускового и зернистого материала)
С нижней

(для мелкого материала)
По направлению движения исходного питания и продуктов обогащения (магнитный продукт)
Прямоточные
Противоточные
Полупротивоточные

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

и продуктов обогащения (магнитный продукт)
Работает на качество концентрата, извлечение более

низкое

Высокая производительность, эффективность разделения недостаточно высокая

способ отклонения

способ удерживания

Высокое извлечение магнитных частиц

Способ извлечения более магнитных частиц

α – угол раскрытия веера

прямоточные

противоточные

полупротивоточные

система состоит из феррито-бариевых постоянных магнитов

тире показывает, что сепаратор работает в противоточном режиме
ПБМ-ПП. Две буквы

«ПП» после тире обозначают, сепаратор имеет конструкцию ванны, при котором исходное питание – пульпа подается снизу ванны, а барабан с магнитной системой вращается в направлении противоположном движению немагнитного продукта. Угол между разгрузкой магнитного и немагнитного продукта составляет 120 о.

Применяют при содержании класса меньше 74 мкм более 70 % и может увеличиваться до 95 %.

ПБМ-93/100, т.е. барабанный мокрый магнитный сепаратор с открытой магнитной системой прямоточный (буква П отсутствует) с диаметром барабана 930 мм и длиной барабана 1000 мм

б - 127-СЭ;
в - 2ВК-5В;
г - ЭРМ-3;

д - ЭРМ-4

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

Электромагнитные системы состоят из катушек с обмотками, сердечников помещенных внутрь катушек и полюсных наконечников. Обмотки катушек питаются постоянным током. В этих магнитных системах можно менять в определенных пределах напряженность поля за счет изменения силы тока в обмотках катушек.

дробь (6-8 мм), мелкие железные материалы, обладающие магнитными свойствами
Исходная пульпа

из питателя подается на слой шаров, который удерживается на барабане полем магнитной системы. Магнитные минералы, удерживаемые магнитной силой в каналах между шарами, поднимаются в верхнюю часть барабана, где окончательно вымываются немагнитные частицы брызгалом 2. Шары с магнитными минералами подаются на сито, где водой магнитные частицы отмываются от шаров.

Высокоградиентная МС

в ферромагнитной жидкости в неоднородном магнитном поле, также при исследовании

обогатимости золотосодержащего сырья других сложных немагнитных минеральных комплексов.

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

менее 3-5)
При мокром обогащении содержание твердого 30-40 %.
Глубина рабочей зоны,

как правило, не должна превышать 2dmax, т.е. 2 максимальных диаметров частиц. Материал под ролик или валок должен подаваться однослойно.

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

к данному телу. Известно, что электропроводность может быть электронной,

ионной и смешанной. При электрическом методе обогащения используется только электронная проводимость.
Электропроводность является функцией многих физико-химических свойств минерала: химического состава, строения кристаллической решетки, температуры, размера и форм частиц.

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

сила - заряд частицы q и напряженность электрического поля
Сила

F1 имеет место в однородном и неоднородном поле и определяется размером частицы и напряженностью электрического поля, куда помещена частица.

Электрическая сила, обусловленная неоднородностью электрического поля, действующая на частицу с относительной диэлектрической проницаемостью ε1

Для проводников

2) Пондеромоторная сила

3) Сила зеркального отображения связана с остаточным зарядом частицы при ее контакте с электродом

- втягивает в поле

- выталкивает в слабые участки поля

по криволинейной траектории (барабан)



,

н/кг, где v2 – окружная скорость вращения осадительного электрода м/с, R – радиус осадительного электрода, м2, gcosα - нормальная составляющая силы тяжести частицы, т.м/с2.

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

частицей заряда за счет контакта с электродом; разные частицы получают

разный заряд в виду различной емкости частиц.

Индукция (электризация через влияние) - возникновение заряда за счет различной скорости поляризации диполей при помещении частиц минералов в электрическое поле.

величин при трении частиц разных минералов друг о друга или

транспортирующий лоток. Трибоэффект возникает в зависимости от работы выхода электронов.
Пироэффект - возникновение зарядов за счет возникновения механических напряжений в кристаллическом теле при нагревании минералов. Избирательная поляризация компонентов смеси возможна при контакте нагретых частиц с холодной поверхностью заряженного барабана
Пьезоэффект - возникновение зарядов в кристаллах некоторых минералов при сжатии и растяжении за счет изменения положения диполей по различным кристаллографическим направлениям.
Униполярная проводимость - различная проводимость по разным направлениям кристалла.

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

трении частиц о поверхность аппарата (трибоэлектрическая сепарация).
Избирательная поляризация компонентов

смеси возможна при контакте нагретых частиц с холодной поверхностью заряженного барабана (пироэлектрическая сепарация)

проф. каф. обогащения, д.т.н. Игнаткина В.А.,2019

д.т.н. Игнаткина В.А.,2019
Барабан охлаждается водой

б – барабанный
трибоэффект

(UV)
Видимое излуч(VIS)
Ближний ИК-спектр(NIR)
Рентген-излучение
Радиоволны
Длина волны [m]
Инфракрасное изл.(IR)
Технологии оптической сепарации

материала
2 Скорость конвеера 3 м/с
3 Зона облучения
4 Зона регистрации
5 Обработка данных
6 Пневмофорсунки
7 Концентрат
8 Хвосты
9 Система интерфейса

для централизованного контроля

3

5

6

8

9

7

1

2

4

рентгеновскую трубку, 
фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) и
 радиометр) и отсекателя (выполненного в  видеповоротной лопасти c соленоидным
 приводом).

гравитационных концентратов (ильменит-цирконовые пески)

FeTiO3
TiO2
FeO·Fe2O3
Fe3O4
R2+3Al2(SiO4)3 
(Ce, La, Nd, Th)[PO4]
ZrSiO4

гравитационных концентратов
Fe2+Al4[SiO4]2O2(OH)2
ZrSiO4
FeTiO3
TiO2