Гравитационное разделение (классификация).

Возможно разделение материала размером до 1 мм в аппаратах – отстойных классификаторах (жидкая классификация) и газоходах (сухая сепарация).

Схема классификатора:

1 – смесительный бак, 2 – осадительные камеры. d₁> d₂> d₃

В отделительных камерах оседают частицы различного диаметра (веса), и происходит обогащение

Схема сепаратора:

Воздух смешивается с материалом и проходит через сепаратор. На выходах: 1 – крупные, 2 – средние, 3 – мелкие.

 

Измельчённый материал в потоке воздуха посту­пает со скоростью ~20 м/сек через патрубок 1 в кольцевое пространство между корпусом 2 и внутренним корпусом 3. Вследствие увеличения в этом пространстве проходного сечения ско­рость воздушного потока снижается в несколько раз, и наиболее крупные твёрдые частицы (гру­бая фракция) под действием силы тяжести выпа­дают из потока. Через патрубок 4 они возвраща­ются на доизмельчение в мельницу. Воздушный поток далее проходит через тангенциально уста­новленные лопатки 5. При этом потоку сообща­ется вращение, и под действием возникающих центробежных сил инерции более крупные твёр­дые частицы отбрасываются на стенки конуса 3, опускаются по ним и удаляются также через пат­рубок 4. Воздух вместе с тонкими взвешенными частицами отсасывается вентилятором (на ри­сунке не показан) через патрубок 6 и подаётся в циклон, где твёрдые частицы осаждаются, а воз­дух возвращается в мельницу (при работе в замкнутом цикле) или возвращается наружу. Ра­боту сепаратора можно регулировать путём из­менения скорости воздуха или положения лопа­ток.

 

Магнитная сепарация

Основное применение – это отделение магнитного железняка от породы

 

1 – транспортёр

2 – электромагнит

3 – магнитные вещества

4 – немагнитные вещества

Материал подаётся на транспортёр и разделяется электромагнитом на две фракции.

Флотация

За последнее время этот метод обогащения получил большое распространение. Флотационному обогащению подвергаются тонкоизмельченные руды (размер частиц 5 мкм-0, 5 мм), содержащие несколько компонентов. Чем меньше компонентов в руде, тем лучше обогащение. Перед флотацией руда смачивается водой в соотношении 1: 2, 5-6.

Как мы уже говорили, флотация основана на различной смачиваемости частиц раствором.

Несмачивающаяся частица (1) образует с поверхностью раствора тупой угол θ, смачивающаяся частица (2) – острый, и силы поверхностного натяжения стремятся вытолкнуть на поверхность несмачивающуюся частицу и погрузить на дно смачивающуюся. Однако очень мелкие смачивающиеся частицы также всплывают, а крупные несмачивающиеся – погружаются, поэтому обогащение всегда < 100%.

 

Теперь разберём основы теории флотации.

Поверхностное натяжение.

Рассмотрим две частицы в жидкости.

Частица М₁ равномерно притягивается всеми окружаю­щими частицами и не обладает поэтому запасом свобод­ной энергии. Частица М₂ (на поверхности) не находится в равновесии с окружающими частицами – её равнодей­ствующая сила R_M2 направлена в объем жидкости, и час­тица стремится в глубь жидкости, или говорят, что она обладает запасом свободной энергии.

 

Свободная энергия всех молекул на поверхности пропорциональна величине поверхности и называется поверхностной энергией или поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение – сила, действующая на поверхности и стремящаяся сократить свободную поверхность тела до наименьших размеров при данном объеме.

Размерность Эрг/ см², Дж/м², Н/м. Поверхностное натяжение воды на границе с воздухом 72, 8 Эрг/см², у органических жидкостей 40-50 Эрг/см².

При растворении в жидкости какого-либо вещества в зависимости от соотношения энергий взаимодействия молекул растворителя и растворённого вещества и молекул растворителя друг с другом могут иметь место три случая: повышение, понижение и не изменение поверхностного натяжения. Вещества, не изменяющие поверхностное натяжение, называются поверхносто-неактивными веществами (ПНВ). По отношению к воде это сахара. Вещества, повышающие поверхностное натяжение, называются поверхносто-инактивными веществами (ПИВ). По отношению к воде это серная кислота, щёлочи и другие сильные электролиты. Вещества, понижающие поверхностное натяжение, называются поверхносто-активными веществами (ПАВ). По отношению к воде это органические вещества, молекулы которых дифильны, то есть имеют полярную и неполярную части (спирты, жирные кислоты, мыла и др.) и обладают поверхностным натяжением меньшим, чем у воды.

Флотация без изменения поверхностного натяжения – плёночная (применяется редко). Флотация с изменением поверхностного натяжения – пенная (основная).

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: