54. Обогащение руд. Гравитационные методы обогащения.

Гравитационные методы обогащения основаны на различии в плотности минералов пустой породы и железосодержащих минералов, плотность которых почти в два раза выше.

К статическим методам гравитационного обогащения относят обогащение в тяжелых суспензиях. Принцип этого способа заключается в том, что раздробленная до необходимой крупности руда помещается в жидкость, плотность которой имеет промежуточное значение между плотностью оксида железа и плотностью пустой породы. В такой жидкости более легкая пустая порода всплывает, а более тяжелые оксиды железа тонут.

Для этого способа сепарация не зависит от крупности руды. В связи с тем, что отсутствуют истинные жидкости необходимой плотности (около 3 г/см3), то для этой цели готовят суспензии – взвесь в воде тонкоизмельченного тяжелого материала (чаще всего это ферросилиций плотностью 6,8-7,0 г/см3 или магнетит плотностью 5,0 г/см3 и др.). Крупность FeSi – 0,15-0 мм при содержании фракции ‹ 0,05 мм до 50 %.

Обогащение в тяжелых суспензиях производят в различных устройствах:

• спиральных,

• барабанных,

• конических сепараторах.

Например, схема конического сепаратора представляет собой конус (1) с вращающейся мешалкой (2), которая взмучивает поступающую в конус руду в тяжелой суспензии. Легкие фракции, т.е. пустая порода (хвосты), поднимается кверху и сливается из конуса через желоб (3), а концентрат опускается на дно конуса и аэролифтом (4) удаляется из него. Диаметр конуса составляет 3-6 м, крупность руды 4-50 мм.

Барабанный сепаратор представляет собой цилиндрический вращающийся барабан (5), внутри которого наварены спирали (4). В барабан через желоб (6) подается обогащаемая руда, а по трубе (2) – тяжелая суспензия. В суспензии руда разделяется – хвосты сливаются через порог (7), а концентрат спиралями и черпаковым устройством (3) выдается из барабана через лоток (1).

Максимальная длина таких барабанов доходит до 6, а диаметр до 3 м, скорость вращения составляет 3-6 об/мин. Однако крупность обогащаемой руды должна быть более 4 мм.

Этот способ обладает рядом существенных недостатков: а) велики потери утяжелителя (FeSi) – 0,4-0,5 кг/т руды; б) из-за нестабильности суспензии приходится принимать специальные меры для ее перемешивания; в) практически невозможно обогащать руды крупностью менее 3 мм. Требует сложного и дорогого хозяйства для приготовления суспензии и поддержания ее плотности в заданных пределах.

Широкое распространение в черной металлургии получил метод гравитационного обогащения, называемый отсадкой. Слой руды, расположенный на решетке, пронизывается восходящим потоком воды, скорость которого должна быть больше, чем скорость падения легких частиц, но ниже, чем скорость падения тяжелых зерен (оксидов железа). Через некоторое время происходит расслоение руды: в нижней части слоя сосредотачиваются тяжелые (богатые железом) частички, а в верхней – легкие (хвосты). Практически удобнее создавать не непрерывный восходящий, а пульсирующий поток воды.

Наиболее распространенным типом отсадочных машин для обогащения железных руд является диафрагмовая машина с неподвижным решетом. Удаление с сита верхнего слоя (хвостов) происходит через сливной порог аппарата потоком воды. Удаление концентрата происходит частично через отверстия в сите (вниз), частично через специальное отверстие в боковой стенке камеры, для этого сито слегка наклонено. Обогащению подвергаются руды крупностью 3-35 мм.

Главным недостатком гравитационных методов обогащения является невозможность обогащать тонкоизмельченные руды, что не позволяет получать концентраты с высоким содержанием металла (железа).