Полезная информация из мира горнообогатительных комбинатов и обогатительных фабрик

Влажность обогащаемого материала и его обезвоживание

Результатом большинства процессов обогащения исходного сырья на обогатительных фабриках является жидкая субстанция или пульпа. Влажные продукты подразделяются по способу попадания в них влаги и по её количеству. В любом случае продуктам требуется удаление влаги, в процессе обезвоживания.

Большинство процессов, сопровождающих обогащение полезных ископаемых требуют применения воды. Поэтому на обогатительных фабриках наиболее распространены так называемые мокрые процессы обогащения, в которых раскрытие и разделение минеральных компонентов происходит в водной среде.

Примерами могут служить мокрое измельчение с последующей гидравлической классификацией, большинство гравитационных и магнитных процессов, флотация, гидрометаллургическая переработка руд и концентратов.

В процессах измельчения и классификации вода служит транспортирующей и разделительной средой. Роль воды при гравитационном обогащении заключается в разделении смеси минеральных зерен по плотности в регулируемых потоках и в создании сред заданной плотности.

Таким образом результатом этих процессов обогащения исходного сырья на обогатительных фабриках является жидкая субстанция или пульпа. А пульпа, как известно, это смесь твёрдых частиц и жидкости, негустая и неоднородная.

Выделяют также, пульпу флотационную, представляющую собой многофазную систему, которая состоит из твёрдой фазы в виде мелких минеральных частиц, жидкой фазы из воды и реагентов, а также газообразной фазы в виде пузырьков воздуха.

По крупности частиц различают следующие виды пульпы - грубые суспензии, тонкие суспензии, шламы (мулы), коллоидные растворы. Концентрация пульпы, т.е. отношение её масс твёрдой и жидкой фаз измеряется в процентах твёрдого или в соотношении твёрдой фазы к жидкой (Т:Ж).

Типы влаги в продукте.

Влага, содержащаяся в продуктах, подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя – та что содержится изначально в кристаллической решетке минерала. Внутренняя влага имеет прочную химическую связь с материалом и не может быть удалена известными методами.

Внешняя – та что попадает на материал извне. Её в свою очередь подразделяют на гигроскопическую, плёночную, капиллярную и гравитационную.

Гигроскопическая влага образуется в результате адсорбции паров воды материалами, обладающими повышенной гигроскопичностью (способностью поглощать влагу из воздуха). Доля гигроскопической влаги в общем объёме не слишком велика.

Разные материалы имеют отличающиеся гигроскопические свойства, их влияние учитывается коэффициентом гигроскопического расширения (КГР) или коэффициентом гигроскопического сжатия (КГС). Различие между ними определяет способность материала к изменению объёма под действием влажности.

Пленочная влага удерживается силами молекулярного притяжения между частицами твёрдого вещества и воды. Пленочная влага обволакивает твердые частицы слоем большей толщины чем гигроскопическая влага.

Пленочная влагоемкость - свойство горных пород удерживать в своих пустотах пленочную воду, её величина зависит от суммарной поверхности частиц и соответствует максимальному количеству пленочной воды, удерживаемой в породе молекулярным притяжением.

Капиллярная влага частично или полностью заполняет сквозные и тупиковые поры частиц твердого вещества, например, материалов прошедших гидрометаллургическую обработку. Такая влага удерживается капиллярными силами и может смещаться под их действием.

Гравитационная влага заполняет все промежутки между частицами, а при больших разжижениях продуктов является средой, в которой находятся твердые частицы. Гравитационная влага удаляется под действием сил гравитации.

Типы продуктов по количеству влаги.

В зависимости от содержания влаги обогащаемые продукты подразделяют на жидкие (обводнённые), мокрые, влажные, воздушно-сухие, сухие и прокалённые.

Жидкие продукты характеризуются большим количеством влаги (не менее 40%) и текучестью. Влажность продукта определяется соотношением массы воды в продукте к массе сырого продукта.

Мокрые продукты содержат 15-40% воды. Если это продукты из мелкой фракции, они растекаются, теряют часть жидкости при транспортировке, перегрузке и временном хранении.

Влажные продукты являются промежуточными между мокрыми и воздушно-сухими. Содержание влаги в них составляет 5-20%. Влажные продукты не текучи.

Воздушно-сухие продукты представляют собой сыпучие материалы, поверхность которых незначительно увлажнена вследствие гигроскопичности. Влажность – несколько процентов.

Сухие продукты не содержат внешней влаги при естественных условиях. Прокалённые – продукты из которых влага удалена термическими способами.

О некоторых способах обезвоживания.

Как уже говорилось, в большинстве случаев получаемые продукты обогащения содержат значительное количество воды и не пригодны для транспортирования и непосредственной переработки. Для удаления влаги из продуктов обогащения применяют технологическую операцию называемую в общем случае обезвоживанием или отделением жидкой фазы от твердой.

Операции обезвоживания производятся не только на конечной стадии обогащения, но и в качестве подготовительных, таких как предварительная сушка материала перед операциями грохочения, воздушной и электрической сепарации, сгущение пульпы перед магнитной сепарацией, флотацией и т.п.

Конечная влажность обезвоженного продукта зависит от способа обезвоживания, свойств поверхностей минералов, их плотности, крупности частиц, соотношения жидкости и твердых частиц в исходном материале, наличия примесей и добавок, времени обезвоживания, условий работы и т.д.

Гравитационная и часть капиллярной влаги удаляются в один или несколько приемов в зависимости от гранулометрического состава продукта, его исходной влажности, требований к его конечной влажности, что связано с последующим переделом или транспортированием материала.

Наиболее простой способ удаления такой влаги – дренирование, процесс обезвоживания, основанный на естественной фильтрации жидкости через промежутки между твердыми частицами или кусками породы под действием силы тяжести. Применяется в основном для крупно- и среднезернистых продуктов. Конечная влажность при дренировании – 5-10%.

Жидкие пульпы, содержащие мелкие и тонкоизмельчённые частицы, обезвоживаются обычно сгущением и фильтрованием. После сгущения, влажность продукта составляет 40-60%, после фильтрования – 10-15%.

Полное удаление внешней влаги из продукта (оставшейся части капиллярной влаги, пленочной и гигроскопической) достигается сушкой, после которой остаточная влажность от долей до одного процента.

Приглашаем к сотрудничеству

   +7(812) 987 9110       +7(812) 322 8737   Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Станислав Раитин
26.06.2020
Интересное