Направлению 080500 - «Менеджмент»

Москва 2007

УДК 622.7

 

Юшина Т.И. Основы обогащения полезных ископаемых. Лабораторный практикум. – М.: МГГУ, 2007, 118 с.

В данном практикуме приведен необходимый перечень лабораторных работ по основным разделам дисциплины «Основы обогащения полезных ископаемых», включая подготовительные (дробление, измельчение, разделение по крупности), вспомогательные (обезвоживание, опробование, исследование обогатимости) и основные (гравитационные, магнитные, электрические, флотационные, гидрометаллургические) процессы. По каждой работе изложены теоретические основы процесса, назначение и область применения; даны описания обогатительного оборудования, принципы его действия, перечень необходимых материалов, методики выполнения лабораторной работы, обработки результатов исследований; указания по технике безопасности и список литературы.

Для студентов, обучающихся по специальности 130405 - «Обогащение полезных ископаемых» (направление 130400 - «Горное дело»). Также рекомендовано студентам, обучающимся по другим специальностям направления 130400 - «Горное дело»: 130401 - «Физические процессы горного или нефтегазового производства», 130403 - «Открытые горные работы»,  130404 - «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», 130408 - «Взрывное дело» и направлению 080500 - «Менеджмент», приизучении дисциплин «Основы обогащения полезных ископаемых», «Обогащение полезных ископаемых», «Переработка и качество полезных ископаемых», «Основы горного дела».

 

 

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. В.А.Бочаров (кафедра «Обогащение руд цветных и редких металлов» МИСиС (ТУ))

д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой химии В.В.Морозов (МГГУ)

 

© Московский государственный

горный университет,  2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Стр.
Предисловие……………………………………………………………….	4
Техника безопасности при выполнении лабораторных работ ………...	5
Лабораторная работа № 1. Определение минимальной массы пробы полезного ископаемого …………………………………………………..	7
Лабораторная работа № 2. Определение гранулометри­ческого состава полезного ископаемого и эффективности его грохочения …...	16
Лабораторная работа № 3. Определение дробимости полезных ископаемых ……………………………………………………………….	31
Лабораторная работа № 4. Определение измельчаемости полезных ископаемых ……………………………………………………………….	40
Лабораторная работа № 5. Обогащение полезных ископаемых на концентрационном столе ……………...…………………………………	48
Лабораторная работа № 6. Обогащение полезных ископаемых в отсадочной машине ………………….…………………………………...	57
Лабораторная работа № 7. Фракционный анализ угля...………………	64
Лабораторная работа № 8. Зависимость результатов флотации от величины рН жидкой фазы пульпы …………………………………….	76
Лабораторная работа № 9.  Изучение кинетики пенной флотации …...	84
Лабораторная работа № 10. Обогащение полезных ископаемых на магнитном сепараторе ……………………………………………………	90
Лабораторная работа № 11. Обогащение полезных ископаемых на электрическом сепараторе ……………………………………………….	99
Лабораторная работа № 12. Определение сгущаемости пульпы и удельной площади сгущения ………………………………………….	107
Лабораторная работа № 13. Определение раствори­мости медных минералов в зависимости от состава растворителя ……………………	113

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящий лабораторный практикум предназначен для выполне­ния лабораторных работ по дисциплинам «Основы обогащения полезных ископаемых», «Обогащение полезных ископаемых», «Переработка и качество полезных ископаемых», «Основы горного дела».

Выполнение лабораторных работ закрепляет теоретический материал, приобщает студентов к самостоятельной работе, развивает их творческую инициативу и навыки исследовательской работы.

В каждой лабораторной работе дано теоретическое введение по соответствующему разделу дисциплины, перечень необходимых приборов, оборудования и матери­алов для ее выполнения, методика проведения работы, требования к обработке и оформлению полученных экспериментальных результатов и расчетных данных, краткие указания по технике безопасности.

Работы выполняются бригадами студентов по 2 – 4 человека. По выполненной работе каждый студент составляет отчет, требо­вания к которому изложены в лабораторном практикуме.

Перед началом каждой лабораторной работы преподавателем проводится контроль знаний. Неподготовленный студент не допускается к выполнению лабораторной работы.

Характер и форму защиты лабораторных работ студентами устанавливает преподаватель по решению кафедры.

При защите студенту необходимо знать основные теоретические положения по данному разделу дисциплины, методику выполнения работы, уметь анализировать полученные экспериментальные значения.

В постановке и отработке лабораторных работ принимали участие: проф., д.т.н. Авдохин В.М., доц., к.т.н. Николаева Т.С., доц., к.т.н. Смольяков А.Р., доц., к.т.н. Юшина Т.И., ст. преп. Вишкова А.А, ст. преп. Дубов Н.А., зав.уч.лаб. Кузин Г.П. Компьютерная верстка – Королёв А.В.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Каждый студент допускается к выполнению лабораторных работ после ознакомления с правилами техники безопасности в лаборатории кафедры «Обогащение полезных ископаемых» и записи в контрольном журнале о прохождении инструктажа и сдачи его преподавателю.

Перед началом работы и при выполнении лабораторных работ на обогатительных установках и аппаратах необходимо выполнять следующие правила безопасности:

1. Проверить наличие заземления у электродвигателей, контрольно-измерительной аппаратуры, корпусов обогатительных аппаратов.

2. Пуск и остановка аппаратов производится только преподавателем, заведующим учебной лабораторией, учебным мастером или лаборантом.

3. Разгрузка продуктов обогащения из камер аппаратов производится только после полной остановки движущихся деталей машин и аппаратов.

4. Запрещается на ходу изменять параметры работы обогатительных аппаратов (отсадочных машин, концентрационных столов, грохотов, дробилок и др.).

5. На электромагнитных и электрических сепараторах разрешается работа не менее двух студентов с обязательным присутствием преподавателя, заведующего учебной лабораторией, учебного мастера или лаборанта. Перед началом работы необходимо проверить наличие около сепараторов резиновых ковриков.

6. Категорически запрещается во время работы обогатительных машин прикасаться к движущимся деталям, электродам, открывать крышку сепаратора и вытаскивать приемники продуктов.

7. Запрещается выливать в раковины концентрированные растворы реагентов и продукты обогащения.

8. Запрещается засасывать ртом в бюретки и пипетки растворы любых реагентов и реактивов, а также испытывать их на запах и вкус.

9. Запрещается ходить по лаборатории с растворами реагентов и реактивов, предназначенных для выполнения лабораторной работы.

10. Запрещается находиться в лаборатории в верхней одежде, а также принимать пищу.

11. После выполнения лабораторной работы необходимо убрать рабочее место.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЙ МАССЫ ПРОБЫ

ПОЛЕЗ­НОГО ИСКОПАЕМОГО

 

Цель работы

1.1. Освоить методику отбора и обработки пробы.

Определить параметры расчетных формул минимальной массы пробы полезного ископаемого.

Теоретическое введение

Современная обогатительная фабрика представляет собой сложное производство, технологический процесс которого необходимо систематически контролировать. С этой целью осуществляется ряд мер, способствующих ведению технологического процесса в оптимальном режиме и позволяющих оценивать результаты производственной деятельности фабрики.

Важное место среди этих мер занимает опробование исходного полезного ископаемого и продуктов его обогащения, под которым понимается отбор, обработка и исследование проб материала.

Пробой называется часть массы материала, отобранная с целью исследования какого-либо его свойства. На обогатительных фабриках отбираются пробы для определения гранулометрического, минерального и химического составов продуктов, влажности материала, плотности и рН пульпы и других целей. В пробе должны с определенной погрешностью сохраниться определяемые свойства опробуемого материала. Основным требованием, предъявляемым к пробе, является максимальное отражение в ней тех свойств материала, для исследования которых она отобрана, т.е. проба должна быть представительной.

Представительность пробы обеспечивается тщательным усреднением ее состава, что достигается смешиванием отдельных частных проб (порций), отобранных из непрерывного потока материала через определенное время, т.е. большое значение имеет масса пробы и метод ее отбора и обработки.

Минимальная масса общей пробы, составленной из частных проб, зависит от назначения пробы, крупности максимальных кусков в опробуемом продукте, содержания и равномерности распределения определяемых компонентов в продукте, плотности минералов и допустимой погрешности опробования.

Чем равномернее и тоньше вкрапленность минералов, тем однороднее масса руды и тем меньше может быть масса отобранной пробы. Масса пробы зависит также от допустимой в каждом отдельном случае ошибки. Например, если проба отбирается для химического анализа, то допустимая ошибка определяется точностью метода химического анализа на данный элемент.

Для того чтобы отобранная проба была действительно представительной и полностью отражала исходный материал по всем контролируемым параметрам, необходимо строго соблюдать при отборе пробы соотношение между массой пробы и крупностью ее кусков.

В общем случае зависимость минимальной массы пробы от размеров кусков опробуемого материала выражается следующей формулой:

                                 ,                                                   (1)

где Q – масса пробы, кг; d – диаметр максимальногокуска опро­буемого материала, мм; K и a – коэффи­циенты, учитывающие качественные особенности материала: характер и крупность вкрапленности, неравномерность распределения компонента между отдель­ными кусками, содержание этого компонента и др.

Обычно коэффициент a для руд цветных и редких металлов принимают равным двум, а коэффициент K определяют по таблицам, имеющимся в специальной литературе; для черных, цветных и редких металлов K = 0, 05¸ 0, 2, благородных – K = 0, 2¸ 1.

Коэффициенты K и a можно определить для данного типа полезного ископаемого опытным путем.

Проба исходного материала имеет большую крупность, большую массу и ее надо сокращать до конечной необходимой массы. Сокращение пробы без нарушения ее представительности возможно только после последовательного дробления и перемешивания.

Экспериментальной основой получения K и a является методи­ка П. Л. Каллистова, заключающаяся в том, что для материала определенной крупности формируют по 16 проб одинаковой массы несколь­ко раз, последовательно уменьшая вес каждой пробы. Обычно для всей работы используется одна большая проба.

По 16 параллельным пробам для каждой заданной массы нахо­дят S _a и cтроят график зависимости величины среднего арифме­тического отклонения (средней погрешности) от массы пробы. По графику находят мини­мальные массы проб Q ₁ и Q ₂, отвечающие заданной точности опробования (заданному отклонению) для крупности d ₁ и d ₂.

Зная минимальную массу пробы для крупности d ₁ и d ₂, можно найти соответствующие значения коэффициентов K и a, ре­шив систему уравнений с двумя неизвестными:

                                 ;

                                                                                  (2)

 

Оборудование и материалы

Для выполнения работы необходимы:

4.4. – руда (уголь) – 10 кг крупностью –10 мм;

4.5. – рифленые делители (два комплекта);

4.6. – весы технические (2 шт.);

4.7. – набор сит (один комплект);

4.8. – дробильные валки (мельница сухого измельчения);

4.9. – истиратели (2 шт.);

4.10.– совки, шпатель (два комплекта);

4.11.– клеенка (4 шт.).

Порядок выполнения работы

4.1. Отобрать от исходного материала две пробы массой до
2, 0 кг и измельчить их до определенной крупности, например, пер­вую пробу Т₁ – до d ₁ =5 мм, а вторую Т₂ –до d ₂ =2 мм.

4.2. Перемешать 2 – 3 раза выделенные и измельченные пробы
методами кольца и конуса (рис. 1, а). Для перемешивания производят предварительное насыпание материала в виде кольца, а затем сбрасывают его на вершину конуса. Для уменьшения сегрегации ма­териала производят ступенчатое сбрасывание на конус с периоди­ческим разравниванием в диск.

4.3. Обработать пробы Т₁  и Т₂ – по схеме рис. 2 с выде­лением порций убывающий массы С₁, С₂ …С. Последовательное сокра­щение проб производят методом квартования.

Для этого по окончании сбрасывания материала на конус про­изводят его разравнивание при помощи вращения доски (рейки), поставленной радиально (см. рис. 1, б). После разравнивания кучи поверхность круга разделяют на четыре квадранта делителем. Два накрест лежащих квадранта отбрасывают, а два других соединяют в сокращенную пробу (рис. 1, в).

Вторую часть пробы после тщательного перемешивания делят опять пополам и т.д. Такую обработку производят до тех пор, пока вес порций в последней серии не уменьшится до 200 – 300 г.

3.1.Разделить каждую из полученных порций по схеме (рис. 3) на 4 более или менее равные части, которые и составляют се­рию параллельных проб.

3.2.Определить в каждой параллельной пробе содержание интересующего нас компонента (минерала, металла и т.п.). Рассчи­тать среднюю массу пробы, среднее содержание компонента и сред­нее отклонение от этого содержания в параллельных пробах серии. Полученные результаты записать в табл. № 1.

 

Рис. 1. Перемешивание и сокращение пробы методом кольца и конуса.

 

       Рис. 2. Схема выделения проб разной массы.

С   4           2                                                 3

Рис. 3. Схема выделения одинаковых проб.

3.3. Зависимость между средней массой пробы и средним отк­лонением представить графически: на оси абсцисс откладывают массу проб, на оси ординат – среднее отклонение (погрешность). Кривая 1 характеризует зависимость между массой пробы Q и погрешностью расчетов при измельчении до d ₁; кривая 2 – анало­гичную зависимость при измельчении до d ₂.

4.7. Определить по графику минимально допустимый вес про­бы для каждой крупности, при которой ошибка практически остает­ся постоянной.

4.8. Подставить полученные величины Q ₁ и Q ₂ в уравнения (2), а после их логарифмирования и решения соответственно получают

              ; .                     (3)

4.9. Определить минимальную массу пробы для заданной круп­ности материала.

5. Порядок обработки и оформления результатов

5.1. Результаты анализа и массы проб по сериям представить в виде табл. 1.

Таблица 1

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: